Механический этап развития вычислительной техники

Развитие механики в XVII веке стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений. Такие устройства строились на механических элементах и обеспечивали автоматический перенос старшего разряда.

Первая механическая машина была описана в 1623 году Вильгельмом Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами.

Машина Шиккарда состояла из трех независимых устройств: суммирующего, множительного и записи чисел. Сложение производилось последовательным вводом слагаемых посредством наборных дисков, а вычитание - последовательным вводом уменьшаемого и вычитаемого. Вводимые числа и результат сложения и вычитания отображались в окошках считывания. Для выполнения операции умножения использовалась идея умножения решеткой. Третья часть машины использовалась для записи числа длиною не более 6 разрядов.

В машине Блеза Паскаля использовалась более сложная схема переноса старших разрядов, в дальнейшем редко используемая; но построенная в 1642 году первая действующая модель машины, а затем серия из 50 машин способствовали достаточно широкой известности изобретения и формированию общественного мнения о возможности автоматизации умственного труда.

Первый арифмометр, позволяющий производить все четыре арифметических операции, был создан Готфридом Лейбницем в результате многолетнего труда. Позднее арифмометр многократно совершен­ствовался, в том числе и русскими изобретателями П.Л. Чебышевым и В.Т. Однером. Арифмометр был предшественником современного каль­кулятора.

Особое место среди разработок механического этапа развития вычислительной техники занимают работы Чарльза Бэббиджа, с полным основанием считающегося родоначальником и идеологом современной вычислительной техники. Среди работ Бэббиджа явно просматриваются два основных направления: разностная и аналитическая вычислительные машины.

Проект разностной машины был разработан в 20-х годах XIX века и предназначался для табулирования полиномиальных функций методом конечных разностей. Основным стимулом в данной работе была настоятельная необходимость в табулировании функций и проверке существующих математических таблиц, изобилующих ошибками.

Второй проект Бэббиджа, над которым он работал в период между 1820 и 1856 го­дами - аналитическая машина, использующая принцип программного управления и явившаяся предшественницей современных ЭВМ.

Основные идеи, заложенные в проекте аналитической ма­шины, в нашем веке были использованы конструкторами ЭВМ. Все главные компоненты современного компьютера присутствовали в конструкции аналитической машины: это СКЛАД (в современной терминологии — память), где хра­нятся исходные числа и промежуточные результаты; МЕЛЬ­НИЦА (арифметическое устройство), в которой осуществля­ются операции над числами, взятыми из склада; КОНТОРА (устройство управления), производящая управление после­довательностью операций над числами соответственно за­данной программе; БЛОКИ ВВОДА исходных данных и ПЕ­ЧАТИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Для программного управления аналитической машиной использовались перфокарты — картонные карточки с про­битыми в них отверстиями (перфорацией). Перфокарты были изобретены в начале XIX века во Франции Жозефом М.Жаккардом для управления работой автоматического ткацкого станка.

Интересным историческим фактом является то, что пер­вую программу для машины Бэббиджа в 1846 году написала Ада Лавлейс — дочь великого английского поэта Джорджа Байрона.

Бэббидж имел удивительно современные представления о вычислительных машинах, однако имевшиеся в его распоряжении технические средства намного отставали от его представлений, поэтому проект так и не был реализован.

Дата добавления: 2015-05-06