21. Ручной период в истории вычислительной техники. Устройства, облегчающие ручной счет.

Ответ:

Ручной период автоматизации вычислений начался еще на заре человеческой цивилизации и базировался на использовании частей тела, в первую очередь пальцев рук и ног. Далее стали появляться другие вспомогательные средства счета: палочки, узелки, насечки и т.п. Характерными свойствами этих устройств было то, что в них отсутствовала автоматическая передача чисел из низшего порядка в высший. Выполнение операций сводилось к перекладыванию предметов по определенным правилам.

Приспособления этого периода, такие как счетные доски, счеты,

суан-пан и другие, объединены одним названием – абак. Часто домеханический период называют также периодом абака. В те времена задача считалась решенной, если она решалась на абаке.

К домеханическим приспособлениям относятся и палочки Непера, хорошо приспособленные для сложения и вычитания. Абак не был приспособлен для умножения деления, поэтому, открытие логарифмических таблиц Дж. Непером в начале XVII века, позволивших заменить умножение и деление сложением и вычитанием, явилось следующим этапом развития вычислительных систем домеханического этапа.

Непер предложил специальные счетные палочки, позволяющие производить операции умножения и деления. В основу метода положен способ умножения на бумаге, называющийся решеткой.

Палочки Непера использовались вплоть до XX века. Даже когда появилось множество других приспособлений для счета, изобретатели возвращались к ним вновь и вновь, придумывая разнообразные приборы, основанные на палочках Непера.

Еще одно замечательное устройство этого периода, прослужившее инженерам всего мира около 400 лет – это логарифмическая линейка.

Логарифмическая линейка позволяла выполнять несколько математических операций, в том числе умножение и деление чисел, возведение в степень (чаще всего в квадрат и куб) и вычисление квадратных и кубических корней, вычисление логарифмов, вычисление тригонометрических функций 

22. Механический период в истории вычислительной техники. Хронология, основные вехи.

Ответ:

За механический период было построено множество машин, которые стали хорошими помощниками при обработке статистических данных, в финансовых расчетах, при вычислениях в научных исследованиях.

Наиболее типичными представителями вычислительных машин этого периода являются арифмометры

Основными особенностями арифмометров являются автоматическая передача десятков и наличие подвижной каретки, что обеспечивает умножение.

Одну из первых механических счетных машин предложил в 1623 г. Шиккард. Машина Шиккарда состояла из трех частей: суммирующего устройства (для сложения и вычитания), множительного устройства и механизма для фиксации промежуточных результатов. Принципиально новым было шестиразрядное суммирующее устройство, которое состояло из соединения зубчатых передач. Для каждого разряда была своя ось, на которой находилось по одной шестерне с десятью зубцами и по одному однозубому колесу.

В 1641 году Блез Паскаль сконструировал первый образец своей суммирующей машины. Всего он изготовил несколько десятков машин, которые вошли в историю под именем суммирующих машин Паскаля(рис 2.4. б). С принципиальной точки зрения машины Паскаля не отличались от машины Шиккарда.

Первый арифмометр или первую машину, которая могла не только суммировать и вычитать, но умножать и делить, сконструировал и построил Г. Лейбниц. Сложение и вычитание в машине Лейбница осуществлялось при помощи зубчатых передач и сводилось к набору чисел и считке результата. Основу машины составляли ступенчатые валики-цилиндрики с зубцами разной длины (эти цилиндрики и образуют валик, на котором нанесены зубцы в виде ступенек).

В 1818 году Л. Томас сконструировал машину, которую впервые назвал арифмометром. В основу арифмометра Томаса был положен ступенчатый валик Лейбница. На нем была довольно большая скорость вычислений: два 8-значных числа можно было умножить примерно за 15 секунд, а разделить 16-значное число на 8-значное – за 25.

Прародителем современных ЭВМ их считается Чарльз Бэббидж – английский математик и экономист.

Ч. Бэббидж первый выдвинул замысел вычислительной машины с программным управлением, который был заложен им еще в 1834 году в его проект аналитической машины. Свой проект Бэббидж не реализовал, этого не смог сделать в последствии и его сын. Развитие техники к тому времени не позволяло этого: электромеханические реле, появившиеся к этому времени были ненадежны, однако, Бэббидж рассматривал в качестве возможного источника энергии паровые двигатели.