История развития вычислительной техники
Развитие информатики определяется развитием вычислительной техники, которую принято делить на несколько этапов. Рассмотрим самые яркие изобретения каждого этапа.
Ручной. Более трех тысяч лет назад в Средиземноморье было распространено простейшее приспособление для счета – абак. В течение очень долгого периода времени абак использовался для расчетов при проведении различных торговых операций и представлял собой доску, разделенную на полосы, где перемещались камешки или кости. В Древнем Риме абак назывался calculi или abaculi и изготавливался из бронзы, камня, слоновой кости или стекла. Слово «calculus» означает «галька», «голыш». От этого слова произошло латинское слово «calculatore» (вычислять), а затем слова «калькуляция», «калькулятор». Абак позволял лишь запоминать результат арифметических действий, сами же действия выполнял человек.
Китайские счеты суан-пан состояли из деревянной рамки, разделённой на верхние и нижние секции. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка. В нижней секции на каждом ряду располагалось по пять косточек, в верхней - по две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке, и затем прибавляли одну в разряд единиц.
На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение «дощаный счет», завезенный, видимо, западными купцами. «Дощаный счет» почти не отличался от обычных счетов и представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.
Механический (с середины XVII в.). Французский математик и религиозный философ Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623-1662) сконструировал первое счетное механическое устройство, дошедшее до наших дней. В 1642 году, когда Паскалю было 19 лет, он начал работать над созданием суммирующей машины. Побудительным мотивом послужило желание облегчить труд его отца - налогового инспектора. Веря, что это изобретение принесет удачу, отец с сыном вложили в создание своего устройства большие деньги. Но против счетного устройства Паскаля выступили клерки - они опасались потерять из-за него работу, а также работодатели, считавшие, что лучше нанять дешевых счетоводов, чем покупать дорогую машину.
Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгельм Лейбниц (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) создал «ступенчатый вычислитель» - счетную машину, позволяющую складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при этом использовалась двоичная система счисления. Это был прибор, в котором использовалась движущаяся часть (прообраз каретки) и ручка, с помощью которой оператор вращал колесо. Изобретение Лейбница постигла печальная судьба предшественников: если им кто-то и пользовался, то только домашние Лейбница и друзья его семьи, поскольку время массового спроса на подобные механизмы еще не пришло. Машина являлась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 года до 60-х годов ХХ века.
Английский математик и экономист Чарлз Беббидж (Charles Babbage, 1792-1871) выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, устройства ввода-вывода. С 1834 г. и до конца жизни Чарльз Беббидж работал над проектом автоматической вычислительной машины. Он назвал её аналитической. Беббидж искренне верил в важность своего предприятия: «Как только аналитическая машина начнет свое существование, она неизбежно станет элементом, определяющим будущее развития науки». Аналитическая машина не была построена по причине, как считают историки, недостаточного развития токарного и слесарного дела в ту эпоху. Одновременно с английским ученым работала его ученица и помощница леди Ада Лавлейс (Ada Byron, Countess of Lovelace, 1815-1852). Она составила первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени, например, «цикл», «рабочая ячейка».
Аналитическую машину Беббиджа построили энтузиасты из Лондонского музея науки к 200-летию её автора (см. рис.). Она состоит из четырех тысяч железных, бронзовых и стальных деталей и весит три тонны. Правда, пользоваться ею очень тяжело - при каждом вычислении приходится несколько сотен (а то и тысяч) раз крутить ручку автомата. Двигатель приводится в действие последовательностью перфокарт, содержащих инструкции (программу). Заслуги Беббиджа и Лавлейс трудно переоценить, они стали предшественниками компьютерной эры, наступившей только через столетие.
