Історія розвитку обчислювальної техніки

І. Перевірка домашнього завдання.

Як відомо у давнину люди користувались найпростішими засобами обчислень6 пальцями рук і ніг, фалангами пальців рук. Найпримітивнішими технічними пристроями були дерев’яні палички із зарубками, які називались бірками. шкіряні ремені та шнурки з вузликами. Вони були призначені для зберігання інформації. Первісні форми торгівлі зумовили появу перших пристроїв для перетворення інформації – різних рахівниць, найдавнішою з яких вважається абак.

Обчислювальні пристрої історично поділяються на механічні, електромеханічні та електронні.

Механічні пристрої.

Абак винайшли у Китаї. Дослівно – це дошка, вкрита порохом, на якій легко було робити позначки. Таку дошку, на відміну від бірок, використовували багаторазово. Деякі різновиди абака мали заглиблення, куди вкладали камінці. Заповнюючи пристрій камінцями і переміщуючи камінці, виконували дії додавання та віднімання. За цим принципом створено рахівниці, де на декілька стрижнів, що символізують розряди, нанизано по 10 кісточок, що символізують одиниці. Донедавна їх використовували для найпростіших обчислень, а згодом вони були витеснені калькуляторами та іншими електронними засобами.

Дослідження в асрономії потребували для обчислень складніших пристроїв. У 1614 р. Джон Непер винайшов логарифми. Через 6 років була створена логаріфмічна лінійка, яка давала змогу швидко, але наближено, множити і ділити числа.

У 1623 р. німецький астроном Вільгельм Шикард винайшов першу механічну обчислювальну машину, але вона згоріла.

Збереглася машина, яку сконструював у 1642 р. французький вчений Блез Паскаль (доречі, йому тоді було тільки 18 років і створив він цю машину для полегшення роботи його батька). Ця машина навіть сьогодні може додавати й віднімати багатозначні числа точно, без похибок. на честь Паскаля названа одна з мов програмувань високого рівня.

Наприкінці 17 ст. – у 1673р. – німецький вчений Готфрід Лейбніц удосконалив пристрій Паскаля. Нова машина виконувала операції множення та ділення. Модернізована багатьма винахідниками механічна машина дійшла до наших днів у вигляді арифмометрів (їх лише у 80-х роках минулого століття витіснили з широкого вжитку електронні пристрої).

Перший крок до створення сучасних комп’ютерів зробив англійський математик Чарльз Беббідж. З 1820 по 1856 р.р. він працював над розробкою обчислювальної машини, яку назвав аналітичною. Машина повинна була розв’язувати складні арифметичні задачі, виконуючи необхідні дії з даними. Але Ч.Беббідж мети досягти не зумів, оскільки проект значно випередив свій час. Однак іншими обчислювальними пристроями, які він створив, зокрема, різницевою машиною, послуговувалися тривалий час.

Основні ідеї Ч.Беббіджа щодо будови та роботи машини – пристрої введення-виведення. пам’ять та арифметичний пристрій (вдало названі відповідно “складом” та “млином”), дані, умовна передача керування залежно від отриманого результату – були настільки добре розроблені, що коли через сто років з’явився перший комп’ютер, він дуже нагадував аналітичну машину.

Учениця Ч.Беббіджа Ада Лавлейс, дочка шотландського поета Джорджа Байрона, перша сформулювала принцип програмної роботи аналітичної машини. Цей принцип полягав у тому, що машина повинна була працювати за командами, що надходили б з перфокарт. Декілька команд становили програму. Отже, Аду Лавлейс слушно вважають першим в світі програмістом. На її честь названо одну з сучасних мов програмування – Ада.

Електромеханічні машини.

Наприкінці 19 – на початку 20 ст. були винайдені електричні обчислювальні машини.

Американець Герман Голеріт сконструював машину-табулятор, яка опрацьовувала інформацію, занесену на перфокарти. Опрацювання результатів перепису населення США в 1890р. за допомогою таких табуляторів засвідчило їхню високу ефективність. після цього Г.Голеріт заснував фірму. що виготовляла табулятори.

У 1936 р. англійський учений Алан Т’юринг теоретично довів можливість створення універсальної машини.

Винахідником автоматичної обчислювальної машини вважають німецького вченого Кондрада Цузе. У Німеччині машину на базі електромагнітних реле побудували в 1941 р. Ця машина всю війну працювала на створення зброї, тому тоді про неї ніхто не знав.

В 1943 р. американський вчений Говард Айкен, використовуючи креслення Беббіджа, створює аналогічну машину “Марк 1 ”. Ця машина була створена на фірмі ІВМ. Їх використовували для обчислень під час роботи над створенням атомної бомби, а також для розрахунків траєкторій ракет.

На цьому закінчується період доелектронних машин.

Електронні машини

Під час другої світової війни професор Дж. Атанасов та його асистент К.Беррі (США) для побудови логічних схем з успіхом використали електронні радіолампи і створили першу електронну обчислювальну машину, яка називалась “ АВС ”. Ця машина могла розв’язувати лише специфічні задачі, тому вона ще не була універсальною.

Першу універсальну електронну обчислювальну машину “ ЕНІАК ” сконструйовано на замовлення міністерства оборони США в 1946 р. групою інженерів під керівництвом Джона Моучлі і Джона Преспера Еккерта. Маса “ЕНІАК” була ЗО т. Вона містила 18 тисяч радіоламп, через велику кількість випромінюваного тепла вимагала потужних кондиціо­нерів, швидкодія — 5 тисяч операцій за секунду. Програму роботи набирали вручну перемикачами і кабелями на спеціальному полі. Комп'ютер працював ненадійно, кожної години виходив з ладу. Тим не менше на ньому виконували найскладніші на той час розрахунки.. під керівництвом ДЖ.Моучлі та ДЖ.Еккерта. Власне з цього часу й починається доба комп’ютерів. Універсальність означає, що машина призначена для розв’язування різноманітних задач.

На перших комп’ютерах у випадку заміни однієї програми іншою потрібно було робити комутацію (змінювати спосіб з’єднання) блоків машини. Цей недолік усунув конструктор Моріс Вілкс з Англії, побудувавши у 1949 р. машину “ ЕДСАК ” (Він був створений в Кембріджському університеті (Англія)), де вперше реалізував сформульований Джоном фон Нейманом принцип зберігання програми у пам’яті машини. Американський математик Джон фон Нейман запропонував записувати програму в електронну пам'ять комп'ютера дяя її виконання. Досить з архіву занести програму в пам'ять — і комп'ютер готовий до роботи. Оскільки електронна пам'ять працює швидше, виконання програми із пам'яті різко збільшило швидкодію комп'ютера. З того часу в усіх комп'ютерах інформація, що обробляється, і необхідні для цього програми знаходяться в оперативній в пам'яті.

У 1951 р. на базі цієї ідеї в США почався серійний випуск універсальних комп’ютерів марки “ ЮНІВАК ”.

Основоположником обчислювальної техніки в СРСР і на Україні був академік Сергій Олексійович Лебедсв. Під його керівництвом в 1947 році був створений перший в Європі комп'ютер. Це відбулося в Електро­технічному інституті в Києві. Він називався “ МЭСМ ” (мала електронно-обчислювальна машина). Пізніше, уже в Московському інституті точної механіки і обчислювальної техніки С.О.Лебедев керував створенням найшвндкодіючої у світі на той час великої електронно-обчислювальної машини “ БЭСМ-6” (1952 рік).