книги из ГПНТБ / Шор, И. Я. Пять бесед о вычислительной технике

ложения английского ученого Чарль­

нять всевозможные вычисления, но

за Бэббеджа

(1792—1871),

одно­

так и не смог ее закончить. Не было

го из инициаторов создания цифро­

завершено ее создание и сыном

вых вычислительных машин. Им

Бэббеджа, много работавшим над

была

выдвинута

плодотворнейшая

воплощением идеи отца.

идея

'автоматически

действующей

Посетители

Лондонского научно­

механической ЦВМ. По замыслу

го музея проходят мимо вычисли­

Бэббеджа это должна была быть

тельной машины Бэббеджа как ми­

система из целого ряда арифмомет­

мо памятника

великой идее, кото­

ров, работу которых объединяло

рой не суждено было сбыться в век

программное управление.

механики, но которая нашла свое

«Аналитическая машина» состоя­

достойное воплощение в век элек­

ла из трех основных частей,

кото­

троники.

рые

имеются и в современных маши­

нах: магазина чисел (термин Бэббед­

жа), арифметического устройства и

Механика-[-электричество

устройства управления. Интересно,

что при создании последнего уче­

Первые в мире

ный использовал

механизм Жаккар­

да, который является устройством

В 30-х годах XX века на базе ме­

матричного типа и в принципе ана­

логичен электронному органу ком­

ханических счетных машин в СССР

мутации современных

машин.

и других странах были сконструиро­

Более 30 лет своей жизни Бэб-

ваны и серийно выпускались элек­

бедж

посвятил

конструированию

тромеханические счетные машины,

своей «аналитической машины»,

нашедшие применение в бухгалте­

позволяющей

механически

выпол­

рии, организациях статистического

Говоря о практической реализа­

ший в 30-е годы их принципиаль­

ции первых в мире вычислительных

ные схемы.

анализа

машин,

было бы

несправедливым

Для

решения вопросов

обойти молчанием те фундамен­

п синтеза вычислительных устройств

тальные теоретические

исследова­

велико

значение

разработанной

ния, которые легли в

основу созда­

английским математиком Булем ал­

ния универсальных ЦВМ. Важное

гебры логики. В отличие от общеиз­

значение в этом смысле имеют рабо­

вестной алгебры, Булева алгебра

ты английского математика А. Тью­

рассматривает

лишь

операции с

ринга

(1912—1954),

предложивше­

двумя величинами: 0 (нет) и 1 (да).

го по

существу идеализированную

Еще в

1935

году

советский

физик

В. И. Шестаков п,

позднее,

амери­

модель универсальной вычислитель­

канский ученый К. Шеннон обратили

ной машины. Аналогичную

концеп­

внимание на

целесообразность

ис­

цию машины позднее и

независимо

пользования

алгебры

логики

при

от А. Тьюринга разработал

амери­

создании релейных схем.

канский математик Э. Пост

(1897—

Всемирно известные работы е этой

1954).

области принадлежат перу совет­

Среди теоретиков вычислительной

ского ученого члена-корреспонден-

техники видное место занимает вы­

та АН СССР М. А.

Гаврилова.

дающийся математик нашего време­

ни Дж. фон Нейман,

который ввел

Электромеханические АВМ

логические понятия,

необходимые

для конструирования

вычислитель­

К концу 30-х — началу

40-х годов

ных машин. Для практического во­

площения первых

ЦВМ много сде­

XX века в

СССР,

США

и других

лал доктор Цузе,

впервые построив­

странах были созданы и аналоговые

электромеханические

машины, часто

(Великобритания), фирмы «Джегге-

называемые

«дифференциальными

рал электрик».

анализаторами». Основные вычисли­

Интересную

характеристику ана­

тельные

элементы

этих

машин

лизатора Буша дал Н.

Винер в уже

являются механическими. Это инте­

упомянутой

книге

«Я — матема­

граторы с роликом, сумматоры в ви­

тик»: «Ни одна из частей

машины

де прецизионных механических диф­

Буша не представляла собой ничего

ференциалов, функциональные пре­

принципиально нового, но методы

образователи

в

виде

механических

соединения этих частей друг с дру­

барабанов

с

нанесенными

на

гом и, в частности, способ подачи

них функциональными зависимостя-'

энергии в машину были технически

ми и др.

намного более совершенными, чем

На базе электрических схем в та­

все достигнутое ранее в этой облас­

ких АВМ, как правило, осуществля­

ти. Буш добился успеха там, где до

лись передача перемещений с помо-,

него потерпел поражение Бэббедж,

щыо

телемеханических

устройств,

прежде всего благодаря блестяще­

усиление сигналов, слежение. Одна

му использованию инженерных воз­

из машин такого типа, созданная в

можностей и инженерных идей, не­

СССР, содержала шесть интеграто­

известных во

времена

Бэббеджа».

ров со следящими устройствами, три

Находящийся

в Массачусетсском

функциональных

преобразователя

технологическом

институте

диффе­

и множительное устройство. Из за­

ренциальный

анализатор

Буша

рубежных

можно назвать дифферен­

включает 18 механических интегра­

циальные анализаторы Буша (Мас­

торов со следящими устройствами.

сачусетсский

технологический

ин­

Начальные условия вводятся в ма­

ститут, США), Гольберга . (универ­

шину установкой роликов

по отно­

ситет,

г.

Осло),

АВМ

типа

MOS

шению к центру диска.

в 1946 году под руководством Эккер­

демика С. А. Лебедева (рис. 3). Со­

та и Мокли по договору с военным

держала она около 2000 электронных

департаментом

США и предназна­

ламп,

имела

быстродействующую

чалась для расчета траекторий

по­

память на ламповых триггерах.

лета снарядов.

Работала

она в де­

Структура этой машины была поло­

сятичной системе счисления. Сложе­

жена

в основу созданной двумя го­

ние и вычитание

производилось

за

дами

позже в

АН СССР

большой

200 мкс,

умножение — в 14 раз мед­

ЭЦВМ «БЭСМ», которая была

леннее. Противоречие между руч­

признана в то время самой быстро­

ным набором программ путем ком­

действующей из европейских ма­

мутаций и скоростью работы элек­

шин.

тронных узлов машины, большая

Среди других первых удачных раз­

потребляемая мощность, значитель­

работок назовем освоенную

в 1954

ные габариты — вот очевидные

не­

году

серию отечественных

машин

достатки

первой

разработки.

Но

«Стрела», разработку которых воз­

важный шаг был сделан — доказана

главлял ученый Ю. Я. Базилевский.

на практике возможность создания

работоспособной

электронной

ци­

Электронно-ламповый

интегратор

фровой

вычислительной

машины.

Возможности

электроники

были

Поиски

продолжались.

В разных

странах было создано большое чис­

замечены и сторонниками аналого­

ло ЭЦВМ.

вой вычислительной техники.

Первая в Европе малая электрон­

...Институт точной механики и

но-счетная машина «МЭСМ» была

вычислительной техники

АН СССР.

создана в СССР в 1950 году коллек­

Здесь, в лаборатории математичес­

тивом ученых Института математи­

кого

моделирования

(до

1948 года

ки АН УССР под руководством ака­

она входила в состав Энергетическо­

лографа

располагались

панели

1927 по 1931 год,

Винер вспомина­

управления.

ет, что когда Ван Буш, создатель

В

1949 году в нашей стране под

электромеханических

дифференци­

руководством В. Б.

Ушакова, В. А.

альных анализаторов, задумал усо­

Трапезникова, В. А.

Котельникова

вершенствовать свою машину так,

и С. А. Лебедева был построен

ряд

чтобы она могла решать уравнения

АВМ на постоянном токе. Так начи­

в частных производных, то он столк­

налось развитие современной ана­

нулся

с крайне

неблагоприятным

логовой

вычислительной

техники

обстоятельством: в его машине бы­

в СССР.

ла единственная независимая пере­

менная— время. Для

решения воз­

Совет Винера

никшей задачи на машине аналого­

вого типа необходима связь скорос­

Легкость, с которой электричес­

ти изменения величины во времени

со скоростями

изменения

ее в раз­

кое

моделирование

позволяло

ре­

личных

пространственных

направ­

шать обыкновенные

дифференци­

лениях.

Ван Буш

обратился за со­

альные

уравнения,

не

давало

по­

ветом к Н. Винеру. Винером были

коя исследователям,

работавшим с

предложены

два

метода

решения

уравнениями в частных производ­

таких задач — аналоговый и цифро­

ных. Свидетельством этому может

вой, основанные на использовании

служить описанный Н. Винером в

процесса развертки в

телевидении.

упомянутой книге эпизод,

которым

Суть аналогового метода своди­

мы

воспользуемся

для

пояснения

лась к выражению физических ве­

основного различия между назван­

личин

решаемого

дифференциаль­

ными задачами.

своей жизни с

ного уравнения в частных производ­

Описывая период

ных через яркость отдельных точек