Лекция 1.2. аппаратное обеспечение

Информационных технологий

История развития вычислительной техники

Создание первых вычислительных приборов

Человечество тысячелетиями вынашивало идею о создании специальных машин, которые бы осуществляли помощь в творческой, умственной деятельности человека, а именно: в обработке информации и выполнении задач, с которыми традиционно справлялся только человек. Такое стремление было вполне обоснованным и крайне необходимым. Действительно, с момента первоначальной деятельности в качестве социального объекта, человек затрачивал массу энергии на поиски, изобретение, создание различных орудий труда, которые бы помогали ему в каждодневной жизни, ускоряли бы производительность типичных и специфических операций.

Создание вычислительной техники было продиктовано необходимостью осуществления различных расчетных задач, причем, при наличии жестких требований по времени или скорости осуществления этих расчетов.

Например, фараон Хеопс поставил перед своими мудрецами задачу: когда он сможет уйти в царство теней? Ответ был связан с расчетами времени окончания постройки великой пирамиды, дающей возможность, по верованиям Древнего Египта, спокойно умереть фараону. Выполнить подобные расчеты с помощью известной к тому времени технологии счета на пальцах было невозможной задачей.

Мудрецы Египта успешно справились с задачей, подарив миру созданную ими АРИФМЕТИКУ - науку о числах (АРИФМО означает число) и первый на Земле вычислительный прибор - абак.

Абак в переводе означает «пыль», «мелкий песок». На специальной доске раскладывали в определенном порядке камешки и, чтобы они не скатывались, доску посыпали песком. Таким был первый вычислительный прибор всего древнего мира. Так, знаменитый древнегреческий математик Пифагор считал счет на абаке обязательным разделом математики.

Постепенно человек усовершенствовал абак. Косточки для счета нанизали на нити. Получившиеся «бусы» натянули на рамку - так создали счеты. У современных счет вместо нитей установлены металлические спицы. Развитие общественных и информационных отношений заставляло и дальше совершенствовать вычислительную технику, которая от первоначальных вариантов перешла в область специализированных механических устройств.

Первую счетную машину, которая называлась АРИФМОМЕТР, изобрел в XVII веке замечательный французский ученый Паскаль. Она выполняла любые арифметические операции. Умножение в ней производилось многократным сложением, деление - многократным вычитанием.

Машина эта производила на современников неизгладимое впечатление. О ней писались поэмы, слагали легенды, потому что впервые машина делала операции, посильные еще совсем недавно только человеку.

Главным недостатком всех арифмометров было то, что передвигать колесики, устанавливать цифры, запоминать промежуточные результаты - все это должен был делать человек. Он управлял процессом вычислений, а также сам держал в памяти последовательность действий.

Однако жизнь ставила все новые, более сложные задачи: астрономия и экономика государства, мореплавание и научные исследования, строительство мостов и тоннелей, обработка результатов переписи населения. Если бы пришлось решать все эти задачи на арифмометрах, то для этой работы не хватило бы людей на всей планете.

Кроме расчетных задач на механические устройства пытались возложить и простые функции обработки информации, в частности сортировки данных. Так, для обработки результатов переписи населения США в конце XIX века (первая была в 1870 - обрабатывалась 7,5 лет; вторая - 10 лет) служащий бюро ценза Герман Холлерит предложил и использовал механический табулятор.

Счетная машина-табулятор Холлерита - одно из самых первых изделий фирмы, которую он в 1911 г. совместно с Томасом Лодсоном преобразовал в маленькую фирму - IBM - International Business Machins (что сейчас обозначает данная аббревиатура - давно известно всему миру).

Идея же использования программного управления для построения устройства, автоматически выполняющего арифметические вычисления, была впервые высказана английским математиком Чарльзом Бэббиджем в начале XIX века. К 1833 году после 10 лет работы была построена лишь часть данной машины (но действующая часть), которая должна была интегрировать уравнения в конечных разностях для задач составления астрономических, навигационных и других жизненно необходимых математических таблиц.

В целом аналитическая машина Бэббиджа должна была содержать, наряду с арифметическим устройством, внутреннюю память, внутреннее устройство управления и программироваться с помощью перфокарт. Однако его попытки построить механическое вычислительное устройство в полном варианте не увенчались успехом.

Идея аналитической машины Бэббиджа легла в основу подготовки первой ЭВМ, но была реализована лишь спустя 100 лет.

Основные предпосылки создания ЭВМ в XX веке