История развития вычислительной техники

С тех пор, как человечество осознало понятие количества, разрабатывались и применялись различные приспособления для отображения количественных эквивалентов и операций над величинами. Отбросив рассмотрение "доисторических" с точки зрения вычислительной техники средств (кучки камней, счеты и т. д.), рассмотрим кратко историю развития вычислительных машин.

Пожалуй, первой реально созданной машиной для выполнения арифметических действий в десятичной системе счисления можно считать счетную машину Паскаля. В 1642 г. Б. Паскаль продемонстрировал ее работу. Машина выполняла суммирование чисел (восьмиразрядных) с помощью колес, которые при добавлении единицы поворачивались на 36° и приводили в движение, следующее по старшинству колесо всякий раз, когда цифра 9 должна была перейти в значение 10. Машина Паскаля получила известность во многих странах, было изготовлено более 50 экземпляров машины.

Впрочем, еще до Паскаля машину, механически выполняющую арифметические операции, изобразил в эскизах Леонардо да Винчи (1452 — 1519). Суммирующая машина по его эскизам выполнена в наши дни и доказала свою работоспособность.

В средние века (расцвет механики) было предложено и выполнено много различных вариантов арифметических машин: Морлэнд (1625 — 1695), К. Перро (1613 — 1688), Якобсон, Чебышев и др. Первую машину, с помощью которой можно было не только складывать, но и умножать и делить, разработал Г. Лейбниц (1646 — 1716). Однако большинство подобных машин изготавливались авторами в единичных экземплярах. Удачное решение инженера В. Однера, разработавшего колесо с переменным числом зубьев, позволило почти век серийно выпускать арифмометры (например, "Феликс" Курского завода "Счетмаш"), являвшиеся основным средством вычислений вплоть до эпохи ПЭВМ и калькуляторов.

(Страница13)

Все упомянутые выше механизмы обладали одной особенностью — могли автоматически выполнять только отдельные действия над числами, но не могли хранить промежуточные результаты и, следовательно, выполнять последовательность действий.

Первой вычислительной машиной, реализующей автоматическое выполнение последовательности действий, можно считать разностную машину Ч Беббеджа (1792 — 1871). В 1819 г. он изготовил ее для расчета астрономических и морских таблиц. Машина обеспечивала хранение необходимых промежуточных значений и выполнение последовательности сложений для получения значения функции. В дальнейшем Беббедж предложил т. н. аналитическую машину, предназначенную для решения любых вычислительных задач. При желании в аналитической машине Беббеджа можно найти прообразы всех основных устройств современной ЭВМ: арифметическое устройство ("мельница"), память ("склад"), устройство управления (на перфокартах), позволяющее выбирать различные пути решения в зависимости от значений исходных данных и промежуточных результатов. Проект аналитической машины Беббеджа так и не был реализован — из-за несоответствия идеи и элементной базы.

Даже выпускаемые большими сериями электрические релейные машины Холлерита (1860 — 1929) — табуляторы — не произвели переворота в средствах обработки информации, хотя и широко использовались для обработки статистической информации вплоть до 70-х годов прошлого века. Идеи аналитической машины Беббеджа были использованы в релейных машинах, выпускавшихся в 30 — 40-х годах XX века. Теоретической основой разработки релейно-контактных схем явился аппарат булевой алгебры, который в дальнейшем использовался для синтеза схем ЭЭВМ. Однако и электрические реле как элементная база вычислительной техники не удовлетворяли потребностям этой техники по всем основным параметрам (быстродействие, надежность, потребляемая мощность, стоимость, габариты и др.).

Только освоение электронных схем в качестве элементной базы положило начало действительно массовому внедрению сначала вычислительной, а потом и информационной техники во все сферы человеческой деятельности. Первые электронные цифровые вычислительные машины (ЭЭВМ) были разработаны и выпущены на рубеже 40 — 50-х годов прошлого века в США, Англии и чуть позднее — в СССР.