Механизмы для счета

Краткая история развития
вычислительной техники
Наталия Фотеевна Найденова
Учитель информатики
Каргасокской СОШ № 2
Томскойобласти
Начало счета
Приспособления
На заре цивилизации наш предок –
первобытный человек – знал только
числа один, два и «много». Много было
деревьев в лесу, звезд на небе, и пальцев
на руке было тоже много. Гораздо позже
люди научились считать до пяти и
соединять две пятерки в десяток. Этому
научила их природа, наделив людей
десятью пальцами.
Пальцы – простейший
вычислительный инструмент. Загнутые
пальцы – это еще и средство
запоминания результата счета.
Когда пальцев не хватает, то на помощь приходят подручные средства – камушки,
палочки, ракушки на веревках, зарубки на куске дерева – вот первые примитивные орудия
счета. Они очень долго служили людям. Их потомки служат нам и сейчас. Только они
стали «умнее». Научившись считать, человек постоянно совершенствовал методы
вычислений и создавал разнообразные средства счета.
2
Первые устройства для счета
Историю цифровых устройств начать следует со счетов.
Подобный инструмент был известен у всех народов.
Самый древний - древнегреческий абак (доска или
"саламинская доска" по имени острова Саламин в
Эгейском море) представлял собой посыпанную морским
песком дощечку. На песке проходились бороздки, на
которых камешками обозначались числа. Одна бороздка
соответствовала единицам, другая - десяткам и т.д. Если в
какой-то бороздке при счете набиралось более 10
камешков, их снимали и добавляли один камешек в
следующем разряде.
На абаке считали египтяне, римляне, японцы. Особенного
развития достигли вычисления на абаке в древнем Китае.
Китайцы могли производить на абаке деления и действия
с дробями, извлечения квадратных и кубических корней.
Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных
досок, песка и камешков к мраморным доскам с
выточенными желобками и мраморными шариками.
К таким же устройствам относятся также китайский
суан-пан, японский соробан и русские счеты.
3
Логарифмическая линейка
1622 год.
Английский математик Вильям Оутред (1754-1660).(William Oughtred) в
Англии создает прямоугольную счетную логарифмическую линейку.
Кстати, это именно он ввел обозначение «x» для умножения. Линейка
необыкновенно удобна: считать на ней возможно очень быстро, места
почти не занимает, ее можно всюду носить с собой в кармане. Не зря
столько веков просуществовал этот вычислительный прибор: лишь недавно
калькулятор окончательно вытеснили логарифмическую линейку из
инженерного обихода.
4
Механизмы для счета
Арифметические машины
Блез Паскаль(1623-1662)
Людям считать приходилось все больше и больше. По
мере роста потребностей человека и задач, которые
он ставил перед собой, росло значение вычислений,
росла их необходимость. Эта необходимость
заставила искать пути механизации счета. И счет
был поручен специальным механизмам –
арифметическим машинам.
Около 1632 года немецкий ученый Вильгельм
Шиккард, профессор математики и восточных
языков в Тюбингере, сконструировал первый в
истории счетный механизм.
В отличие от счетных инструментов, типа абака, в
арифметической машине вместо предметного
представления
чисел,
использовалось
их
представление в виде углового положения оси
(вала) или колеса, которое несет эту ось. Одна из
первых машин такого типа была создана в 1642 году
знаменитым французским ученым (математиком,
физиком и философом) Блезом Паскалем.
5
Механизмы для счета
Арифмометр Лейбница
Настоящий арифмометр, умевший не
только складывать и вычитать, но
умножать и делить, сконструировал
замечательный математик и философ
Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716).
Список заслуг, которые имеет перед
математикой этот ученый, поистине
огромен; но, как видите, и вычислительная
техника была не чужда создателю
дифференциального исчисления.
6
Механизмы для счета
Разностная машина Ч. Беббиджа
Чарльз Бэббидж
(1791-1871)
Английский математик Чарлз
Беббидж (Charles Babbage) выдвинул
идею создания программноуправляемой счетной машины,
имеющей арифметическое устройство,
устройство управления, ввода и
печати.
Первая спроектированная
Бэббиджем машина, Разностная
машина, работала на паровом
двигателе. Она высчитывала таблицы
логарифмов методом постоянной
дифференциации и заносила
результаты на металлическую
пластину. Работающая модель,
которую он создал в 1822 году, была
шестицифровым калькулятором,
способным производить вычисления и
печатать цифровые таблицы.
Эту машину по многим
критериям можно считать первым
компьютером.
7
Аналитическая машина Ч. Беббиджа
К идее создания совершенной машины для вычислений
Ч. Беббидж приступил в 1834 году. Предполагалось, что
это будет программируемая вычислительная машина для
решения широкого круга задач, способная выполнять
основные операции (+, -, *, : ), причем в любой
последовательности.
Предусматривалось наличие в ней следующих компонентов:
 «Склад» - для хранения промежуточных данных , результатов и
алгоритмов действий – (память);
 «Мельница» - для обработки данных – (арифметико-логическое
устройство процессора);
 Блок управления последовательностью вычислений – (процессор);
 Блок ввода исходных данных и печати результатов
8
Первая программистка
Ада Лавллейс (Ada Byron, Countess of
Ада Лавлейс
Lovelace). Дочь известного французского ученого
лорда Байрона, Ада с детства увлекалась
математикой. Аду чрезвычайно заинтересовала
аналитическая машина, изобретенная Бэббиджем.
Лишь благодаря ей мы знаем все подробности о
труде Бэббиджа, который сам не удосужился описать
свое
детище,
ограничившись
подробными
чертежами. Она перевела и прокомментировала
“Замечания” Менабра о машине Бэббиджа. Она
разработала первые программы для машины,
заложила многие идеи, разработала начала теории
программирования и ввела ряд понятий и терминов,
сохранившихся до настоящего времени.
Таким образом, Ада стала первой в истории
программисткой. Не удивительно, что один из
современных языков программирования носит имя –
Ада.
(1815-1852)
9
Вильгодт Теофилович Однер
Талантливый и разносторонний
инженер-механик, родился в Швеции. В
1870 году переехал в Россию, в С.Петербург, где руководил отделом
Экспедиции заготовления
государственных бумаг.
На счету В. Т. Однера множество
изобретений. Среди них машина для
нумерации кредитных билетов;
папиросная машина; турникеты,
применявшиеся почти во всех пароходных
компаниях России до середины XX
столетия; наконец, арифмометры.
В. Т. Однер (1846-1905)
10
Арифмометры Однера
• 1874 год
• Инженер
из
Петербурга
Вильгодт Однер значительно
усовершенствовал конструкцию
арифмометра, применив для
ввода
чисел
колеса
с
выдвижными зубьями (колеса
Однера). Арифмометр Однера
позволял
проводить
вычислительные операции со
скоростью до 250 действий с
четырехзначными цифрами за
один час.
11
Первая ЭВМ
1942 год
В Университете штата Айова
(Iowa State University) Джон
Атанасов (John Atanasoff) и его
аспирант Клиффорд Берри
(Clifford Berry) создают
(разработали и начали
монтировать) первый в США
электронный цифровой компьютер
(Atanasoff-Berry Computer - ABC).
Хотя эта машина так и не была
завершена (Атанасов ушел в
действующую армию), она, как
пишут историки, оказала большое
влияния на Джона Мочли,
создавшего двумя годами позже
ЭВМ ENIAC.
12