РефератыИнформатика, программированиеПрПредыстория компьютеров

Предыстория компьютеров


Человек
всегда испытывал
потребность
в точных числах:
сколько мамонтов
убили охотники
племени за
время от одной
полной луны
до другой, сколько
мешков зерна
собрали земледельцы,
сколько налогов
должен заплатить
каждый гражданин.
И во все времена
эти задачи
решались по-разному.
Если первобытные
люди довольствовались
при счете количеством
пальцев на
руке, а для их
целей этого
было вполне
достаточно
(“один, два, три,
четыре, пять,
много”), то по
мере развития
человеческого
общества задачи
все более
усложнялись.
Необходимо
было найти
какие-то средства
и способы упростить
и облегчить
расчеты. Так
появились
первые счетные
устройства.
Одним из них
был абак.


Абак


Наиболее
вероятной
родиной этого
счетного устройства
был Вавилон.
В течение очень
долгого периода
времени абак
использовался
для расчетов
при проведении
различных
торговых операций.
Самый древний
абак представлял
из себя доску,
на которую
вавилоняне
насыпали песок,
а затем использовали
для письма и
подсчетов.
Поскольку в
дальнейшем
абак стал
использоваться
исключительно
для проведения
расчетов, то
форма его изменялась
и совершенствовалась.
Песок, насыпанный
на поверхность
доски, был заменен
линиями и
специальными
счетчиками,
которые обозначали
числовые значения:
единицы, десятки,
сотни и т.д. Римский
абак был снабжен
бороздками
для перемещения
счетчиков в
специальные
лунки. Другая
разновидность
абака была
снабжена счетчиками,
нанизанными
на струны.



Абак, обычно
в виде большой
доски для вычислений,
широко использовался
в средневековье
как у европейцев,
так и у арабов,
а также в Азии.
В XVI веке
счетное устройство
достигло Японских
островов. Появление
индийской
системы счисления
( обычно называемой
арабской, поскольку
арабы позаимствовали
ее у индийцев
и способствовали
ее широкому
распространению
в о всем мире,
ставшей основой
современной
математики
) привело к
постепенному
сокращению
использования.
Однако использование
абака продолжалось
в Европе вплоть
до 17 века, а на
Среднем Востоке,
в Китае и Японии
он используется
и поныне. Больше
того, на соревнованиях
между опытным
вычислителем
на абаке и человеком,
вооруженным
калькулятором,
древний прибор
зачастую выигрывает
в скорости
вычислений.


Механические
вычислители


По мере роста
потребности
в скорости и
объемах вычислений
вXVII веке в
Европе стали
предприниматься
попытки создания
механических
вычислителей.
В Германии в
1623-1624 гг Вильгельм
Шикард, друг
астронома
Иоганна Кеплера,
изобрел первый
механический
калькулятор
(вычислитель),
однако чертежи
были утрачены
во время Тридцатилетней
войны.



Вторично
механический
вычислитель
был разработан
французским
ученым и философом
Блезом Паскалем
в 1642 году. Его
изобретение
представляло
собой машину
для сложения
и вычитания
восьмизначных
чисел. В 70-х годах
того же века
германский
математик
Лейбниц разработал
более совершенную
машину, чем та,
которую разработал
Паскаль. Его
вычислитель
мог не только
складывать
и вычитать
числа, но также
умножать, делить
и даже извлекать
квадратные
корни. Модель
машины была
закончена в
1673 году. Но все
эти аппараты
были весьма
сложны, громоздки
и дороги. Только
в 1820 году во Франции
был создан
первый вычислитель,
который можно
было купить
в магазине. Его
назвали “арифмометр”.
В начале
XX века были
разработаны
различные
модели настольных
арифмометров,
которые стали
незаменимыми
помощниками
бухгалтеров
и инженеров.
Сначала они
имели механический
привод (необходимо
было крутить
специальную
ручку), а затем
и электрическими.



Следующим
важным шагом
в развитии
вычислительной
техники стало
применение
перфорированных
карт для хранения
данных . В 1804 году
француз Жаккард
изобрел ткацкий
станок, в котором
узор на полотне
контролировался
с помощью набора
пластин с
отверстиями.



В 1834 году
английский
изобретатель

>Чарльз Бэббидж
разработал
проект первого
автоматического
вычислителя.
В этом проекте
он попытался
реализовать
многие компоненты,
ставшие сейчас
основой основ
в всех компьютерах:
арифметическое
устройство,
память для
хранения чисел,
ввод и вывод
данных с помощью
перфорированных
карточек, устройство
для управления
последовательностью
вычислений.
Его идея использования
перфорированных
карточек родилась
в процессе
наблюдений
за работой
ткацких станков
Жаккарда. К
сожалению,
проект этот
так и не был
реализован,
главным образом
из-за недостатка
средств.


Джордж
Буль


Огромное
значение для
развития современной
вычислительной
техники сыграли
работы английского
ученого Джорджа
Буля. В 1874 году
он опубликовал
свой труд
“Математический
анализ логики”,
в котором
рассматривал
логику как
математическую
теорию. Его
теоретическая
работа и введенные
им операции
над двоичными
данными (логическое
сложение, умножение
и отрицание)
стали теперь
называться
булевской
(булевой) алгеброй.
Современные
микросхемы,
использующиеся
в компьютерах,
выполняют с
данными именно
такие операции.


Герман
Холлерит


В 1879 году Холлерит
закончил Горную
школу при
Колумбийском
университете
и был принят
на работу в
статистическое
управление
при Министерстве
внутренних
дел США, где
ему была поручена
работа по обработке
информации
по данным переписи
1880 года. Здесь
у него и возникла
мысль о создании
машины для
механизации
обработки
данных. В течении
нескольких
лет он разрабатывал
проект машины,
которую назвал
табулятором.
Однажды в поезде
он обратил
внимание на
кондуктора,
который с помощью
специального
ручного компостера
заносил данные
о пассажирах
в какой-то бланк.
У Холлерита
возникла мысль
о разработке
перфокарты,
которая содержала
бы статистические
данные для
переписи населения
Америки. В 1884 он
обратился за
патентом на
свою “машину
для переписи
населения”.
В последующие
годы Холлериту
было выдано
более 30 патентов
за работы в
этой области.



Система
Холлерита
включала перфокарту,
клавишный
перфоратор,
позволявший
оператору
пробивать до
100 отверстий в
минуту, специальный
перфоратор,
позволявший
пробивать
одновременно
на нескольких
перфокартах
повторяющуюся
информацию
(штат, округ и
т.д.), сортировальную
машину и табулятор.
Сортировальная
машина представляла
собой несколько
ящиков, каждый
со своей крышкой.
Карты продвигались
между набором
штырей, насаженных
на пружины, и
резервуаром,
наполненным
ртутью. Как
только штырь
попадал в отверстие
на перфокарте,
он касался
ртути и замыкал
электрическую
цепь. При этом
приподнималась
крышка на ящике
и перфокарта
падала туда.
Табулятор
работал аналогичным
образом, с той
лишь разницей,
что обнаруженное
отверстие
увеличивало
значение счетчика
на единицу.



Система
Холлерита была
использована
при проведении
переписи населения
в 1890 году и показала
блестящие
результаты.
Данные были
обработаны
в течение всего
6 недель, что
почти в три
раза быстрее,
чем обычно.



В 1896 он основал
компанию Tabulating
Machine Company, которая
впоследствии
превратилась
в International Business Machines Corporation (IBM).



Хотя другие
фирмы также
разрабатывали
различные виды
перфокарт, но
разработка
Холлерита
оказалась
наиболее удачной,
просуществовав
до конца 70-х годов
XX века. Она
использовалась
во компьютерах
IBM, DEC, БЭСМ, Минск,
ЕС ЭВМ и была
вытеснена с
началом широкого
распространения
терминалов
с использованием
электронно-лучевых
трубок.



Принципы,
положенные
в Холлеритом
в основу своей
разработки,
оказались
настолько
удачными, что
различного
вида табуляторы
использовались
для обработки
статистических
в течение многих
десятков лет
в самых различных
странах мира.

Литература:


Britannica
CD 97


К.
Джермейн
“Программирование
на IBM/360” Москва
,“Мир”,1971

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Предыстория компьютеров

Слов:1034
Символов:10292
Размер:20.10 Кб.