История вычислительной техники

История вычислительной техники делится на периоды:

• 1. Домеханический (с древних времен до середины XVII в.).
• 2. Механический (с середины XVII в. до конца XIX в.).
• 3. Электромеханический (с конца XIX в. до 40-х гг. XX в.).
• 4. Электронный (с 40-х гг. XX в. по настоящее время).

Домеханический:

С древних времен перед человечеством стояли задачи, требовавшие все возрастающих объемов вычислений. Со временем большинство из них находило решения.

В период урбанизации городов древности, появление собственности на землю потребовало определенных способов вычисления площади участков, а развитие торговли также ставило все новые задачи.

Для вычислений использовались всякие средства, которые имели различные возможности и назывались по-разному. Здесь существует своеобразная классификация:

• А) примитивные средства: счет на пальцах. От пальцевого счета берет начало пятеричная система счисления (одна рука), десятичная (две руки), двадцатеричная (пальцы рук и ног). У многих народов пальцы рук остаются инструментом счета и на более высоких ступенях развития.
• Б) первые приспособления: абак. Следующий шаг в развитии вычислительных устройств был связан со становлением государств Средиземноморья. Усиление торговых отношений между ними привело к созданию нового инструмента, известного практически у всех народов. Абак представлял собой дощечку разделенную линиями на полосы счет осуществлялся с помощью размещенных на полосах камней или других подобных предметах. При этом количество однородных предметов в первой колонке соответствовало единицам, во второй — десяткам, в третьей —

сотням и т. д. Если в одной из бороздок набиралось десять однородных предметов, то их снимали и добавляли один предмет в следующую бороздку. Например, чтобы сложить числа 231 и 156, не надо было брать такое же количество предметов. Достаточно было положить в первую колонку 1 предмет, во вторую — 3, в третью — 2. Затем в таком же порядке под этими предметами раскладывали число 156. Подсчитав число предметов в каждой отдельной колонке, можно было определить сумму 387.

В) первые приборы: счетные палочки (костяшки) Непера. Принцип их заключается в том, что каждому числу соответствует специальное число — логарифм — это показатель степени, в которую нужно возвести число (основание логарифма), чтобы получить заданное число. Таким способом можно выразить любое число. Логарифмы очень упрощают деление и умножение. Для умножения двух чисел достаточно сложить их логарифмы. Благодаря данному свойству сложная операция умножения сводится к простой операции сложения. Для упрощения были составлены таблицы логарифмов, которые позже были как бы встроены в устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления, — логарифмическую линейку. Непер предложил в 1617 году другой (не логарифмический) способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название палочки (или костяшки) Непера, состоял из разделенных на сегменты стерженьков, которые можно было располагать таким образом, что при сложении чисел в прилегающих друг к другу по горизонтали сегментах получался результат умножения этих чисел.

Механический:

Настоящая потребность в автоматическом вычислении возникла в средние века в связи с резко возросшими в этот период торговыми операциями и океаническим судоходством. Торговля требовала больших денежных расчетов, а судоходство — надежных навигационных таблиц.

Примером автоматических вычислений стала Машина В. Шиккарда. В. Шиккард разработал счетную машину для суммирования и умножения шестиразрядных десятичных чисел. Причиной, побудившей В. Шиккарда разработать такую машину, было его знакомство с польским астрономом Иоганном Кеплером. Работа великого астронома в основном была связана с вычислениями. В. Шиккард решил оказать ему помощь в нелегком труде. В своих письмах к Иоганну Кеплеру в 1623 г. Шиккард описывает проект суммирующей машины, которую он назвал? счетными часами?.

Машина Шиккарда состояла из трех частей:

• ??суммирующего устройства (для выполнения сложения и вычитания);
• ??множительного устройства (для выполнения умножения);
• ??механизма для записи промежуточных результатов.

Сложение производилось последовательным вводом слагаемых посредством наборных дисков, а вычитание — последовательным вводом уменьшаемого и вычитаемого. Для выполнения операции умножения использовалась идея умножения решеткой. Третья часть машины использовалась для записи числа длиною не более 6 разрядов.

Электромеханический:

В истории вычислительной техники этот период явился наименее продолжительным — с 1888 до 1945 г.

Этот период характеризуется переходом от регистрации перемещений к регистрации сигналов. Однако на пути к этому достижению потребовалось ввести еще несколько важных принципов и понятий. К ним относятся: двоичная система счисления и математическая логика Джорджа Буля.

Двоичная система счисления. Идеи Ч. Бэббиджа, относящиеся к структуре полностью автоматизированной счетной машины и принципов ее работы, удалось реализовать лишь в середине ХХ столетия в современных компьютерах.

Электронный период:

В течение механического, электромеханического и в начале электронного периода развития цифровая вычислительная техника оставалась областью техники, научные основы которой только закладывались.

Первые разработки электронного периода Машина Дж. Атанасова Первой попыткой создания ЭВМ была разработка профессора федерального колледжа Айовы Джона Атанасова, американского физика болгарского происхождения. В 1937 г. он сформулировал, а в 1939 г. опубликовал окончательный вариант своей концепции современ;

ной вычислительной машины:

• 1) в своей работе вычислительная машина будет использовать электричество и достижения электроники;
• 2) ее работа будет основана на двоичной, а не на десятичной системе

счисления;

• 3) основой запоминающего устройства послужат конденсаторы, содержимое которых будет периодически обновляться во избежание ошибок;
• 4) расчет будет проводиться с помощью логических, а не

математических действий.

Алан Тьюринг Огромное влияние на развитие вычислительной техники оказали теоретические разработки А. Тьюринга.

В 1936 г. в возрасте 24 лет он написал работу, которая сыграла исключительно важную роль в развитии вычислительной математики и информатики. В этой работе он описал основные принципы работы современного компьютера.

Первые ПК произведены в середине 70-х годов и представляли собой несложные переносные системы ценой 400 долларов. Несколькими годами позже были выпущены «AppleII» доступные уже широкому кругу пользователей. Когда ПК появились на широком рынке в 1981 году, объём их реализации планировался в несколько сотен тысяч в год. Однако реальность превзошла все ожидания, а темпы роста производства и продажи ПК стремительно нарастали.

В 1986 году в мире было реализовано около 14 миллионов единиц ПК, а темпы годового прироста в последующие годы возросли с 25 до 50%.

В мире насчитывается свыше двухсот крупных фирм, занятых производством микрокомпьютерной техники.