История электронной вычислительной техники
Узнайте как развивалась вычислительная техника, от механической до электронной.
If a building becomes architecture, then it is art
В наше время вычислительные технологии довольно сильно упрощают нам жизнь, позволяя получать ответ на сложные арифметические задачи за считанные мгновения. Мы используем компьютеры, калькуляторы, и прочие приспособления для счёта. Но такого результата быстрого и точного вычисления приборы получили не одним годом развития и совершенствования.
Здесь описывается информация о вычислительных технологиях и их использование, от первых ручных устройств до современных высокотехнологичных изобретений.
Ручной этап
Зарождение вычислительной техники, появление ручных приборов.
Абак
Конечно, самыми примитивными предметами для счёта были различные палочки, камни, а так же пальцы, которые и по сей день используются для обучения детей. Но с развитием стран, торговли и населения, примитивные способы стали крайне неудобны, и примерно 3000 лет до нашей эры было изобретено одно из самых известных первых изобретений для счёта - “Абак”.
Он имел различные вариации, так как изобретался в разное время и в разных странах. Предположительно первый Абак был изобретён в Древнем Вавилоне, и состоял из деревянного каркаса, песка, и камней. Существовали вариации с бусинами или костяшками на верёвках, разделявшиеся на две части, а так же Абаки, сделанные из числовых жетонов. Самые известные регионы применения устройства были такие страны как Древняя Греция, Рим, Вавилон, Китай, Япония, России и некоторых Американских континентах. Помимо различной формы, Абак так же имел и другие системы исчисления и функции. В основном использовалась 5-ричная система исчисления, но так же существовала и 10-ричная система (в России). В современных условиях Абак (или же счёты) для обучения детей счёту, и даже применяется для школьной программы в некоторых странах.
Конечно, самыми примитивными предметами для счёта были различные палочки, камни, а так же пальцы, которые и по сей день используются для обучения детей. Но с развитием стран, торговли и населения, примитивные способы стали крайне неудобны, и примерно 3000 лет до нашей эры было изобретено одно из самых известных первых изобретений для счёта - “Абак”.
Он имел различные вариации, так как изобретался в разное время и в разных странах. Предположительно первый Абак был изобретён в Древнем Вавилоне, и состоял из деревянного каркаса, песка, и камней. Существовали вариации с бусинами или костяшками на верёвках, разделявшиеся на две части, а так же Абаки, сделанные из числовых жетонов. Самые известные регионы применения устройства были такие страны как Древняя Греция, Рим, Вавилон, Китай, Япония, России и некоторых Американских континентах. Помимо различной формы, Абак так же имел и другие системы исчисления и функции. В основном использовалась 5-ричная система исчисления, но так же существовала и 10-ричная система (в России). В современных условиях Абак (или же счёты) для обучения детей счёту, и даже применяется для школьной программы в некоторых странах.
На данный момент в Абакуре используется 5-ричная система исчисления. Он выглядит как прямоугольная рамка с несколькими столбцами из верёвок или деревянных реек, на которых нанизано по 5 бусин. Сама рамка разделена на две горизонтальные половины, где в верхней части каждого столбца помещена одна бусина, а в нижней оставшиеся четыре. Счёт ведётся с лева на право, и считается с начала столбца по возрастающему разряду: единицы, десятки, сотни, тысячи, и так далее, в зависимости от количества столбцов.
Для того чтобы набрать само число, необходимо расставить бусины в правильных местах. Число от 1 до 5 можно получить, если бусину из первой части разместить вверху, если от 6 до 9, то вниз. Так же требуется размещать нижний столбец бусин снизу вверх при выкладывании чисел.
При сложении требуется выстроить первое число на Абакуре и второе число на следующей рейке; начинать нужно с меньшего числа, а так же если на одном столбце больше 9 бусин, нужно добавить одну на следующую рейку. При вычитании, из первого числа необходимо отнять необходимое количество бусин на каждой рейке. В такой ситуации на Абакур сначала ставиться большее число.
Для того чтобы набрать само число, необходимо расставить бусины в правильных местах. Число от 1 до 5 можно получить, если бусину из первой части разместить вверху, если от 6 до 9, то вниз. Так же требуется размещать нижний столбец бусин снизу вверх при выкладывании чисел.
При сложении требуется выстроить первое число на Абакуре и второе число на следующей рейке; начинать нужно с меньшего числа, а так же если на одном столбце больше 9 бусин, нужно добавить одну на следующую рейку. При вычитании, из первого числа необходимо отнять необходимое количество бусин на каждой рейке. В такой ситуации на Абакур сначала ставиться большее число.
Палочки Непера:
Ещё одно ручное и простое устройство для счёта являются Палочки Непера. Учёный Джон Непер в 1617 году, во время прогресса математики, решил создать свою систему умножения, написав свои вычисления на небольших деревянных брусках. Само по себе изобретение представляло собой первую вариацию таблицы умножения. Выглядело оно как 10 палочек с вырезанными и покрашенными в чёрный цвет цифрами с одной стороны. На первой палке располагаются цифры от 1 до 9 сверху вниз, а так же есть небольшой отступ сверху. Остальные палочки с вычислениями от 2 до 9 расписаны так же по возрастанию. Для практичного расположения цифр, результаты вычисления разделялись на десятки и единицы, что позволяло компактно расположить числа.
Ещё одно ручное и простое устройство для счёта являются Палочки Непера. Учёный Джон Непер в 1617 году, во время прогресса математики, решил создать свою систему умножения, написав свои вычисления на небольших деревянных брусках. Само по себе изобретение представляло собой первую вариацию таблицы умножения. Выглядело оно как 10 палочек с вырезанными и покрашенными в чёрный цвет цифрами с одной стороны. На первой палке располагаются цифры от 1 до 9 сверху вниз, а так же есть небольшой отступ сверху. Остальные палочки с вычислениями от 2 до 9 расписаны так же по возрастанию. Для практичного расположения цифр, результаты вычисления разделялись на десятки и единицы, что позволяло компактно расположить числа.
Умножение с Палочками Непера довольно просто, достаточно расположить дощечку с числами от 1-9 справа от палки с умножаемым числом. Напротив каждого числа, на которое умножается главная цифра дощечки, расположен ответ. К сожалению, в отличие от устройства Абак, Палочки Непера предназначены для умножения и не используются в наше время. В современные дни такое изобретение не используется, хотя его можно было бы использовать для наглядного обучения детей таблицы умножения.
Логарифмическая линейка:
Умножение с Палочками Непера довольно просто, достаточно расположить дощечку с числами от 1-9 справа от палки с умножаемым числом. Напротив каждого числа, на которое умножается главная цифра дощечки, расположен ответ. К сожалению, в отличие от устройства Абак, Палочки Непера предназначены для умножения и не используются в наше время. В современные дни такое изобретение не используется, хотя его можно было бы использовать для наглядного обучения детей таблицы умножения.
Изобретение до усовершенствования выглядела как логарифмическая шкала с двумя циркулярами для измерения. Сама шкала состоит из делений с тригонометрическими величинами или логарифмами. Циркуляры-измерители позволяют найти сумму или разность отрезков, и по свойствам логарифмов найти произведение и частное. В усовершенствованной версии Уильяма Отреда две логарифмические шкалы двигались между собой. Другая часть состояла из кольца, внутри которого находилась ось с вращающимся кругом, а на поверхности круга и поверх кольца находились логарифмические шкалы. Но к 1654 году всё же было принято решение “развернуть кольцо” для компактности.
Умножение с Палочками Непера довольно просто, достаточно расположить дощечку с числами от 1-9 справа от палки с умножаемым числом. Напротив каждого числа, на которое умножается главная цифра дощечки, расположен ответ. К сожалению, в отличие от устройства Абак, Палочки Непера предназначены для умножения и не используются в наше время. В современные дни такое изобретение не используется, хотя его можно было бы использовать для наглядного обучения детей таблицы умножения.
Изобретение до усовершенствования выглядела как логарифмическая шкала с двумя циркулярами для измерения. Сама шкала состоит из делений с тригонометрическими величинами или логарифмами. Циркуляры-измерители позволяют найти сумму или разность отрезков, и по свойствам логарифмов найти произведение и частное. В усовершенствованной версии Уильяма Отреда две логарифмические шкалы двигались между собой. Другая часть состояла из кольца, внутри которого находилась ось с вращающимся кругом, а на поверхности круга и поверх кольца находились логарифмические шкалы. Но к 1654 году всё же было принято решение “развернуть кольцо” для компактности.
Помимо выше указанных функций, логарифмическая линейка способна складывать, умножать, а так же делить. Для сложения нужно передвинуть нижнюю шкалу чисел плево и поставить первое число по ноль, затем нужно просто подобрать складываемое число на верхней шкале, и посмотреть ответ под ним на второй. При умножении требуется использовать логарифмическую функцию
lg (a) * lg (b) = lg (c) и соответствующие деления с логарифмами на линейке, затем подставить значения букв a и b на линейке (расстановка осуществляется так же как и в сложении) и получить ответ. Для деления необходимо передвинуть делимое число на нижней части разместить под числом на верхней линейке, которое делить делимое, и слева под единицей первой части находится частное.
lg (a) * lg (b) = lg (c) и соответствующие деления с логарифмами на линейке, затем подставить значения букв a и b на линейке (расстановка осуществляется так же как и в сложении) и получить ответ. Для деления необходимо передвинуть делимое число на нижней части разместить под числом на верхней линейке, которое делить делимое, и слева под единицей первой части находится частное.
Механический этап
Первая эволюция вычислительной техники, сокращение ручных расчётов.
Вычислительные часы Шиккарда:
Вычислительные часы, как их называл сам создатель Вильгельм Шиккард, были изобретены примерно в 1624 году. Как писал в письмах автор, она представляла собой механическую машину для арифметических вычислений его друга Иоганна Кеплера. До нашего времени сохранились только утерянные чертежи и письма, найденные в библиотеке, по которым воссоздалась модель, так как первый и единственный экземпляр была утеряна при пожаре. Это устройство дало первые идеи для изобретения новых приборов.
Она обладала функциями сложения, вычитания, и умножения, а так же можно было отдельно зафиксировать результаты прямо на ней. Деревянная конструкция состояла из множества мелких десяти зубчатых шестерёнок с цифрами для каждой и одно зубчатых, которые при полном обороте основных шестерёнок перебрасывали число на следующий разряд. Внизу располагалась панель с шестью тумблерами для ввода чисел с окошечками для них, при сложении или вычитании. Чуть ниже находилось ещё 6 переключателей с окнами для набора результатов вычисления. Самую большую часть занимает специальные шестерёнки с таблицами умножения и затворками от 2 до 9, чтобы при умножении открывать нужную цифру со значениями. Для ввода умножаемого числа был предоставлен ещё один отсек с тумблерами для 6-тизначного числа, и при набирании которого так же вращались и таблицы умножения. Сам механизм умножения тоже разделялся на шесть столбцов.
Вычислительные часы, как их называл сам создатель Вильгельм Шиккард, были изобретены примерно в 1624 году. Как писал в письмах автор, она представляла собой механическую машину для арифметических вычислений его друга Иоганна Кеплера. До нашего времени сохранились только утерянные чертежи и письма, найденные в библиотеке, по которым воссоздалась модель, так как первый и единственный экземпляр была утеряна при пожаре. Это устройство дало первые идеи для изобретения новых приборов.
Она обладала функциями сложения, вычитания, и умножения, а так же можно было отдельно зафиксировать результаты прямо на ней. Деревянная конструкция состояла из множества мелких десяти зубчатых шестерёнок с цифрами для каждой и одно зубчатых, которые при полном обороте основных шестерёнок перебрасывали число на следующий разряд. Внизу располагалась панель с шестью тумблерами для ввода чисел с окошечками для них, при сложении или вычитании. Чуть ниже находилось ещё 6 переключателей с окнами для набора результатов вычисления. Самую большую часть занимает специальные шестерёнки с таблицами умножения и затворками от 2 до 9, чтобы при умножении открывать нужную цифру со значениями. Для ввода умножаемого числа был предоставлен ещё один отсек с тумблерами для 6-тизначного числа, и при набирании которого так же вращались и таблицы умножения. Сам механизм умножения тоже разделялся на шесть столбцов.
Пользоваться вычислительными часами Шиккарда просто, достаточно запомнить принцип работы устройства. При сложении нужно вести первое число (желательно большее) в нужный раздел слева направо, а затем так же ввести нужное нам число от большего разряда к меньшему разряду. Для вычитания нужно провести все первоначальные операции в таком же порядке, но при вводе следующего числа, тумблеры нужно проворачивать в противоположную сторону, для обратной работы механизма. Умножение производится первоначально с набора данного нам числа в верхней панели, после чего следует открыть затворку числа, на которое мы умножаем. Если же у нас умножается на десятки, то тогда достаточно умножить числа на десятый и единичный разряд и просто сложить полученные выражения, что можно так же сделать на этом приборе (при условии, если ответ будет не больше 6-го разряда).
В наше время существует единственный экземпляр данного устройства, и попользоваться им никто так и не успел из-за первоначальной утери первого экземпляра.
В наше время существует единственный экземпляр данного устройства, и попользоваться им никто так и не успел из-за первоначальной утери первого экземпляра.
Паскалина:
Паскалина ошибочно представлялась как один из самых первых механических приборов вычисления физика и математика Блейза Паскаля. Она задумывалась как первый прибор, позволяющий без труда и быстро получать ответ за счёт механизма, который был способен выводить результат вычисления в десятки самостоятельно, что так же являлось уникальной чертой изобретения. Устройство внесло огромный вклад в развитие вычислительных технологий, но не обрело широкого обихода из-за сложности в изобретении и одной функции (складывание), хоть и пользовалось какое-то время небольшим спросом.
Паскалина была сделана из металлического прямоугольного каркаса и шестерёнок с механизмом для их движения. На зубчатых деталях были нанесены цифры, которые в свою очередь выглядывали из прорезей на верхней крышке. Так же на лицевой части находились специальные небольшие механические переключатели, для расстановки чисел. Паскалина так же могла иметь 5 или 8 отсеков для цифр, и большее количество шестерёнок позволяло складывать и получать больше цифр. Слева направо отсеки подписаны по разряду, ну и считаются они соответственно.
Паскалина ошибочно представлялась как один из самых первых механических приборов вычисления физика и математика Блейза Паскаля. Она задумывалась как первый прибор, позволяющий без труда и быстро получать ответ за счёт механизма, который был способен выводить результат вычисления в десятки самостоятельно, что так же являлось уникальной чертой изобретения. Устройство внесло огромный вклад в развитие вычислительных технологий, но не обрело широкого обихода из-за сложности в изобретении и одной функции (складывание), хоть и пользовалось какое-то время небольшим спросом.
Паскалина была сделана из металлического прямоугольного каркаса и шестерёнок с механизмом для их движения. На зубчатых деталях были нанесены цифры, которые в свою очередь выглядывали из прорезей на верхней крышке. Так же на лицевой части находились специальные небольшие механические переключатели, для расстановки чисел. Паскалина так же могла иметь 5 или 8 отсеков для цифр, и большее количество шестерёнок позволяло складывать и получать больше цифр. Слева направо отсеки подписаны по разряду, ну и считаются они соответственно.
Считать на этом механическом приборе довольно просто, но кропотливо. Нужно вводить количество цифр по разряду, для начала следует ввести первое число (для простоты желательно большее), а затем от большего до меньшей степени числа записывать цифры, и шестерёнки самостоятельно будут перемещаться, и перемещать значение, если оно превосходит степень числа.
Арифмометр Одрена:
Самым удивительным изобретением был Арифмометр Одрена, выдвинув вычислительную технику на новую ступень эволюции. Прибор был изобретён в 1876 году петербургским учёным Одреном, и производился с 1897-1917 годах. Счётная машинка из себя представляла лёгкую и компактную версию “Томас-машины”. Оно позволяло быстро и с лёгкостью проводить расчёты на предприятиях, и даже извлекать корни. Производство активно распространялось в Европе и на Западе, особенно он был популярен в Германии.
Основой был металлический каркас, закрывающий сложный механизм из шестерёнок, зубчатых колец и цилиндров. Прибор помимо новой конструкции так же имел особое “Кольцо Одрена”, которое и сделало ручную машину практичнее, но сложнее в устройстве. Кольцо состояло из двух деталей: первое это наружная часть в форме диска, у которой была ступенчатая прорезь и рычажок для переключения, а внутренняя была шайбой с девятью радиальными канавками, которые помогали фиксировать само кольцо на нужной цифре. Сверху через длинные прорези выглядывали рычажки, при движении сверху вниз можно было набрать значение числа от 0 до 9, а таких рычажков было 10, что позволяло набрать число десятого разряда. Рядом с каждой прорезью кольца написаны числя сверху вниз. После того, как человек набирал нужное число с помощью “Кольца Одрена”, числа выводились на табло сверху, состоящее из десяти окон, а после того, как прокручивалась рукоятка справа, это же значение выводилось тоже на табло, но находящееся снизу и состоящее из 13 окон. Ещё слева отображалось количество оборотов рукояти на табло с 8 разрядами. Так же слева был блокиратор, не дававший крутиться рычажкам лишний раз. А рычаг снизу регулировал смену разрядов. Чтобы обнулить все результаты по бока располагались так называемые “барашки”.
Самым удивительным изобретением был Арифмометр Одрена, выдвинув вычислительную технику на новую ступень эволюции. Прибор был изобретён в 1876 году петербургским учёным Одреном, и производился с 1897-1917 годах. Счётная машинка из себя представляла лёгкую и компактную версию “Томас-машины”. Оно позволяло быстро и с лёгкостью проводить расчёты на предприятиях, и даже извлекать корни. Производство активно распространялось в Европе и на Западе, особенно он был популярен в Германии.
Основой был металлический каркас, закрывающий сложный механизм из шестерёнок, зубчатых колец и цилиндров. Прибор помимо новой конструкции так же имел особое “Кольцо Одрена”, которое и сделало ручную машину практичнее, но сложнее в устройстве. Кольцо состояло из двух деталей: первое это наружная часть в форме диска, у которой была ступенчатая прорезь и рычажок для переключения, а внутренняя была шайбой с девятью радиальными канавками, которые помогали фиксировать само кольцо на нужной цифре. Сверху через длинные прорези выглядывали рычажки, при движении сверху вниз можно было набрать значение числа от 0 до 9, а таких рычажков было 10, что позволяло набрать число десятого разряда. Рядом с каждой прорезью кольца написаны числя сверху вниз. После того, как человек набирал нужное число с помощью “Кольца Одрена”, числа выводились на табло сверху, состоящее из десяти окон, а после того, как прокручивалась рукоятка справа, это же значение выводилось тоже на табло, но находящееся снизу и состоящее из 13 окон. Ещё слева отображалось количество оборотов рукояти на табло с 8 разрядами. Так же слева был блокиратор, не дававший крутиться рычажкам лишний раз. А рычаг снизу регулировал смену разрядов. Чтобы обнулить все результаты по бока располагались так называемые “барашки”.
Для сложения нужно набрать первое число и вывести на нижнее табло, после чего нужно набрать второе число и прокрутить ручку снова, после чего число вы получите ответ снизу. Важно, что при наборе первого чиста и сложении, нужно поворачивать рукоять по часовой стрелке, а при вычитании в противоположную сторону. Умножение выполняется при повороте ручки по часовой столько раз, на какое число мы хотим умножить заданное значении. При делении ручку достаточно повернуть в противоположную сторону.
В наше время сохранились все модели Арифмометров в хорошем качестве, не исключая эту.
В наше время сохранились все модели Арифмометров в хорошем качестве, не исключая эту.
Электро механический этап
Этап вычислительной техники перед созданием первых компьютеров, рывок в развитии приборов.
Табулятор:
Новую ступень Вычислительной техники достиг американец Герман Холлерит в 1884 году с Табулятором, впервые запатентовав чертежи устройства, и в 1887 году уже показав его на свет. Мужчина рассчитывал использование этого устройства только для ускорения процесса переписи населения, но оно было способно и для других операций. Пользовались спросом они до 1960-х годов, пока не появились усовершенствованные электронные вычислительные технологии (например, подсчёт рабочей силы).
Для работы Табулятора было необходимо электричество, перфораторы и перфокарты. Прибор состоял из двух частей и имел деревянный каркас. Деревянные перфораторы были устройствами для записи данных на специально созданных для них перфокартах. Первая главная часть механизма состояла из вычислительной коробки. Перфокарты выглядели как плотные бумажные карточки с числами, которые протыкали перфораторами в нужных числах, тем самым, записывая данные. Первое устройство было в виде вычислительного блока, в которое помещали перфокарты. Внутри него находились специальные иглы ил металлические щетины и пластины, которые читывали информацию и сортировали её. Затем по двум проводам информация поступала во второе устройство, которое сортировало и записывало её. Выглядело оно как стол, над которым была расположена панель с множеством счётчиков, выводившие все полученные данные по разным параметрам.
Новую ступень Вычислительной техники достиг американец Герман Холлерит в 1884 году с Табулятором, впервые запатентовав чертежи устройства, и в 1887 году уже показав его на свет. Мужчина рассчитывал использование этого устройства только для ускорения процесса переписи населения, но оно было способно и для других операций. Пользовались спросом они до 1960-х годов, пока не появились усовершенствованные электронные вычислительные технологии (например, подсчёт рабочей силы).
Для работы Табулятора было необходимо электричество, перфораторы и перфокарты. Прибор состоял из двух частей и имел деревянный каркас. Деревянные перфораторы были устройствами для записи данных на специально созданных для них перфокартах. Первая главная часть механизма состояла из вычислительной коробки. Перфокарты выглядели как плотные бумажные карточки с числами, которые протыкали перфораторами в нужных числах, тем самым, записывая данные. Первое устройство было в виде вычислительного блока, в которое помещали перфокарты. Внутри него находились специальные иглы ил металлические щетины и пластины, которые читывали информацию и сортировали её. Затем по двум проводам информация поступала во второе устройство, которое сортировало и записывало её. Выглядело оно как стол, над которым была расположена панель с множеством счётчиков, выводившие все полученные данные по разным параметрам.
Работал Табулятор в нескольких этапах. Первым этапом рабочие записывали с помощью перфораторов данные людей на перфокарты, после чего те проходили тщательную проверку. Вторым этапом карты помещались в первое устройство. Внутри него с помощью щетин или иголок сканировалась информация через отверстия на картах. В третьем этапе информация отображалась на втором устройстве на счётчиках. И в заключительном четвёртом этапе полученную информацию записывали.
После появления усовершенствованных ЭВМ в 1970-х годах, нужда в использовании Табулятора отпала, и их поместили в музеи как историческую ценность.
После появления усовершенствованных ЭВМ в 1970-х годах, нужда в использовании Табулятора отпала, и их поместили в музеи как историческую ценность.
Дифференциальный анализатор:
В 1925 году Ваннеран Буш, великий учёный изобретатель, а так же личным советник президента по наукам, вместе со своими учениками представил одно из своих знаменитых изобретений – Дифференциальный анализатор. Огромная электронная механическая машина в 100 тонн быстро получила применение в военной и научной сфере, а так же помогла в победе протии немецких сил. Основной её задачей было решение дифференциальных уравнений нескольких порядков. Она была способна совершать несколько сложных вычислений одновременно, из-за чего получила огромную популярность и спрос. В основе создания, как говорил автор, была взята машина по предсказанию приливов и отливов.
Огромная вычислительная техника состояла из металла, массивной батареи, проводов, ламп и электронных связей. Она представляла собой связь электромеханических счётных аппаратов, которые связывались между собой проводами и лампами по всей длине. Питало её шесть интеграторов, что давало достаточную энергию на решение нескольких дифференциальных уравнений. Для ввода данных использовалась электротехника, которая приводила сложный механизм в процесс вычисления. Во время работы действовало множество механизмов, состоящие из рычагов, осей, и так называемых кулачков. Специальное перо вводило и выводило результаты вычислений на уникальный интегрирующий диск. Механизм был способен проделывать простейшие вычисления (по типу суммирования перемножения) и более сложные.
В 1925 году Ваннеран Буш, великий учёный изобретатель, а так же личным советник президента по наукам, вместе со своими учениками представил одно из своих знаменитых изобретений – Дифференциальный анализатор. Огромная электронная механическая машина в 100 тонн быстро получила применение в военной и научной сфере, а так же помогла в победе протии немецких сил. Основной её задачей было решение дифференциальных уравнений нескольких порядков. Она была способна совершать несколько сложных вычислений одновременно, из-за чего получила огромную популярность и спрос. В основе создания, как говорил автор, была взята машина по предсказанию приливов и отливов.
Огромная вычислительная техника состояла из металла, массивной батареи, проводов, ламп и электронных связей. Она представляла собой связь электромеханических счётных аппаратов, которые связывались между собой проводами и лампами по всей длине. Питало её шесть интеграторов, что давало достаточную энергию на решение нескольких дифференциальных уравнений. Для ввода данных использовалась электротехника, которая приводила сложный механизм в процесс вычисления. Во время работы действовало множество механизмов, состоящие из рычагов, осей, и так называемых кулачков. Специальное перо вводило и выводило результаты вычислений на уникальный интегрирующий диск. Механизм был способен проделывать простейшие вычисления (по типу суммирования перемножения) и более сложные.
Для вычисления человеку было достаточно ввести параметры с помощью электромеханики и выставить условия на механизме, после чего изобретение само начинало решение уравнение. Сложный и длинный прибор быстро находил решение данного примера, после чего перо выводило данное на интегрирующий дик в виде кривой решения уравнения. Так же можно было ввести для решения саму кривую, и машина выдавало уже в ответе уравнение. Человеку с помощью Дифференциального анализатора не требовало никакого решения, а достаточно было ввести нужное вам уравнение.
Позже Дифференциальный анализатор был переоборудован в электронную базу, и даже использован в создании цифрового компьютера ENIAC.
Позже Дифференциальный анализатор был переоборудован в электронную базу, и даже использован в создании цифрового компьютера ENIAC.
Основа компьютера Алана Тьюнинга:
Гениальный учёный Алан Тьюринг в 1936 году выпустил первый набросок так называемого Универсальной машины, которая в будущем станет одной из основ компьютерного программирования. Это не было каким-то изобретением, а выдвинутой идеей программы, которая так же была не до конца доработана.
Выглядело оно как задатки двоичной системы счисления, состоящей из окон с нулями, единицами и пробелами. По версии создателя данная система должна была выглядеть как бесконечная лента, состоящая из множества пустых или заполненных цифрами окон, а так же она должна была служить источником памяти. Эту ленту должен был считывать специальный лазер, который так же мог записывать или удалять кодированные данные. Помимо ввода и вывода данных, сканер мог запоминать вводимые данные и вписывать их в последующие ячейки. Основная задача данной системы было кодирование функций и задач, а так же создание иных чередований чисел и пробелов.
Как пример Тьюринг привёл пример для настройки специальную небольшую таблицу значений, состоящую из букв a b c d с разными значениями. Для каждой команды имелось несколько букв с разными значениями: R (от слова Right) обозначало перемещение в право, P (от слова Print) давало команду печати символа, которое записывалось в специальных квадратных скобках, а так же пустую клетку записывало как “blank”. Таким образом, получался следующий порядок команд:
Гениальный учёный Алан Тьюринг в 1936 году выпустил первый набросок так называемого Универсальной машины, которая в будущем станет одной из основ компьютерного программирования. Это не было каким-то изобретением, а выдвинутой идеей программы, которая так же была не до конца доработана.
Выглядело оно как задатки двоичной системы счисления, состоящей из окон с нулями, единицами и пробелами. По версии создателя данная система должна была выглядеть как бесконечная лента, состоящая из множества пустых или заполненных цифрами окон, а так же она должна была служить источником памяти. Эту ленту должен был считывать специальный лазер, который так же мог записывать или удалять кодированные данные. Помимо ввода и вывода данных, сканер мог запоминать вводимые данные и вписывать их в последующие ячейки. Основная задача данной системы было кодирование функций и задач, а так же создание иных чередований чисел и пробелов.
Как пример Тьюринг привёл пример для настройки специальную небольшую таблицу значений, состоящую из букв a b c d с разными значениями. Для каждой команды имелось несколько букв с разными значениями: R (от слова Right) обозначало перемещение в право, P (от слова Print) давало команду печати символа, которое записывалось в специальных квадратных скобках, а так же пустую клетку записывало как “blank”. Таким образом, получался следующий порядок команд:
Таким образом, при помощи простой команды лазер начинал заполнять клетки, и на выходе получалось зацикленное последовательное написание 0 1 0 1 .
Эта теория не была в начале принята, но после её воплотили в реальность, и она стала ключевой частью в программировании будущей компьютерной техники.
Эта теория не была в начале принята, но после её воплотили в реальность, и она стала ключевой частью в программировании будущей компьютерной техники.
Электронный этап
Великий прогресс, создание первой электронной вычислительной техники.
Компьютер Z1:
В 1936 году на свет появился план по созданию первой электронной вычислительной машины Z1 от инженера Конрада Цузе. Не смотря на то, что мужчина был не образован в сфере механики и техники, он сделал примерный набросок компьютера и со своей командой начал собирать чудо прибор. Был разработан последовательный простой алгоритм для решения алгебраических задач. В обыкновенной квартире командой была собрана огромная машина, положившая начало в создании компьютеров.
В 1936 году на свет появился план по созданию первой электронной вычислительной машины Z1 от инженера Конрада Цузе. Не смотря на то, что мужчина был не образован в сфере механики и техники, он сделал примерный набросок компьютера и со своей командой начал собирать чудо прибор. Был разработан последовательный простой алгоритм для решения алгебраических задач. В обыкновенной квартире командой была собрана огромная машина, положившая начало в создании компьютеров.
Массивная техника весом в 1 тонну содержала в себе 2000 металлических пластин, вырезанных вручную, а так же они являлись отличительной и важной деталью электронного механизма. Компьютер работал в двоичной системе счисления и переключался при помощи данных пластин. Ещё пластины выполняли функцию передачи данных, сохранение, вычисление и выведение результатов. Помимо огромного блока присутствовала и клавиатура с кнопками и лампами. Основной частью прибора был огромный вычислительный блок, объемом памяти в 22 бит. Операции выполнялись в течение 5 или10 секунд, и отображались на ламповой панели.
Для совершения операции было необходимо ввести данные на клавиатуре, после чего по перфоленте (лента из металлических пластин), движущаяся в одном направлении, проводила информацию через сеть в вычислительном блоке с частотой 1гц. Через небольшой промежуток времени на ламповой панели отображался результат вычислений. Но вводимые данные не сохранялись для последующих вычислений из-за малого объема памяти.
Первая разработка была не идеальна, и в последующих разработках автор улучшал своё творение до моделей Z3 и Z4.
Компьютер "Колос":
Один из великих людей Томми Флауэрс в 1943 году предложил замену механических частей в вычислительных приборах и их замена на электронные детали. Такое обновление системы должно было убрать проблему синхронизации, генерировать текст на специальную ленту, а так же шифрование текста для обработки и улучшения считывания. Многие учёные и военные сомневались и не хотели принимать такие изменения, утверждая, что такая техника капризна и требует много затрат. Но всё же к 1944 году проект по созданию новой ЭВМ были выделены средства и команда в 50 человек, назвав проект “Колос”. По расчётам, такое устройство должно было обрабатывать 5 тыс. символов в секунду.
Один из великих людей Томми Флауэрс в 1943 году предложил замену механических частей в вычислительных приборах и их замена на электронные детали. Такое обновление системы должно было убрать проблему синхронизации, генерировать текст на специальную ленту, а так же шифрование текста для обработки и улучшения считывания. Многие учёные и военные сомневались и не хотели принимать такие изменения, утверждая, что такая техника капризна и требует много затрат. Но всё же к 1944 году проект по созданию новой ЭВМ были выделены средства и команда в 50 человек, назвав проект “Колос”. По расчётам, такое устройство должно было обрабатывать 5 тыс. символов в секунду.
Машина состояла из 800 реле (совершавшие вычисления), 12 выключателей, 2400 ламп для передачи данных, переключатели системы, специальной плёнки памяти, Электронной печатной машинкой, блоков питания и электросети. Для работы, специально обученные рабочие должны были активировать 12 выключателей и задать функцию на переключателях системы. Затем на электронной печатной машинке вводились данные, и компьютер через плёнку и внутренний сигнал моментально проводил информацию по реле и лампам. После всех этих быстрых операций исходные числа выводились и сохранялись в системе. Работая на системе Mark II этот компьютер обрабатывал 25 тыс символов в секунду.
Вскоре после окончания второй мировой войны эти компьютеры больше ни в ком не нуждались, и были отключены, потеряв смысл своего существования.
Компьютер ENIAC:
В 1944 году Герман Голдстайн с группой учёных начали анонсированный проект по созданию Электронного числового интегратора и вычислителя, сокращённо ENIAC. Небольшая школа инженерии Мура выделяла все возможные средства и материалы, которых было потрачено в три раза больше, а так же были задействованы все знакомые инженеры и изобретатели. За основу был взят электронный дифференциальный анализатор. Проект немного был похож на "Колос", но планы на этот прибор были больше, так как его собирались сделать функциональней.
В 1944 году Герман Голдстайн с группой учёных начали анонсированный проект по созданию Электронного числового интегратора и вычислителя, сокращённо ENIAC. Небольшая школа инженерии Мура выделяла все возможные средства и материалы, которых было потрачено в три раза больше, а так же были задействованы все знакомые инженеры и изобретатели. За основу был взят электронный дифференциальный анализатор. Проект немного был похож на "Колос", но планы на этот прибор были больше, так как его собирались сделать функциональней.
Огромная машина занимала комнаты своими электронными панелями, датчиками, переключателями и лампами. Самое большое место в ней занимали переключатели для настройки задач и около 18 тыс. ламп. Так же присутствовало несколько панелей задач и вывода информации. Как и во многих технологичных изобретениях того времени, был создан регистр. Благодаря такому объему сеть из множества блоков проводила гибкие и молниеносные вычисления по таблицам данных. Усовершенствованные системы подсчёта самостоятельно находили более лёгкие и быстрые системы решения, благодаря чему и получили огромное преимущество, не смотря на размеры. Так же конструкция при неисправности какой-то из своих частей могла не отключаться и не выходить из строя, достаточно было просто поменять перегоревшую лампу.
ENIAC не успели сделать и требовалось к второй мировой войне, от чего практически не нуждалось в применении. Но, не смотря на это, было принято решение не бросать проект, а продолжить его развитие для улучшения системы.
Таким образом развитие вычислительной техники помогло нам добиться огромных успехов не только в науке, но и в жизненных благоустройстве. И по сей день человечество продолжает создавать новые электронные вычислительные технологии, и благодаря истории их прогресса, можно предположить что наше будущее обречено на великие свершения и открытия.
