Сейчас на сайте
Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Арифмометр

Непосредственным предшественником компьютера явился арифмометр. Первый прообраз арифмометра, автором которого являлся Готфрид Лейбниц, появился в 1673 г .

Автоматизированная обработка данных появилась в конце прошлого века в США. Уже перепись населения 1880 года отняла семь лет жизни у 1500 сотрудников, вручную обрабатывавших таблицу за таблицей. Поэтому на следующую перепись статистическое ведомство объявило конкурс на оптимизацию работы. Победил Герман Холлерит, создавший табулятор, где информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась электрическим током. Он придумал систему кодировки полученных при переписи статистических данных с помощью комбинаций отверстий в карте. Набивкой карточек занимались 700 рабочих. На каждого из 63 миллионов жителей США заводился такой регистрационный лист, в определенных местах которого набивались все его данные: возраст, семейное положение, количество детей, религиозная принадлежность. В 1911 году Герман Холлерит решил продать свою фирму серийного выпуска табуляторов, реализованных на основании полученного патента. В результате она объединилась с двумя другими приборостроительными фирмами в корпорацию, которая в 1924 году получила наименование IBM ( International Business machines Corporation ).

Арифмометры широчайшим образом использовались в конце XIX-начале XX вв. Тысячи людей в самых разнообразных областях выполняли огромные объемы вычислений. Причем со временем, а особенно, с развитием военной промышленности, объемы вычислений росли, и так же росла потребность к увеличению скорости вычислений.

Вслед за механическими появились и арифмометры с электрическим приводом — зубчатые колесики крутились электродвигателями. Однако эта ветка развития усовершенствований для облегчения счета вела в конечном итоге в тупик. В арифмометрах не было главного — возможности перенастройки на другие задачи, многозадачности. Арифмометр помогал человеку считать, но не помогал ему думать.

Между 1848 и 1850 годами математик Буль озадачил своих современников новой математической логикой. Он ввел операторы (команды управления) И , ИЛИ , НЕ , которые осуществляют связи в логическом высказывании и, благодаря этому, дают возможность развиться новым высказываниям. Эту формальную логику высказывания называют алгеброй Буля, она и образует основы электронной обработки данных. То есть логика высказывания связана с двоичным представлением информации и обслуживает последнюю. Достигается это конструированием некоторых схем (например, электрических), с одним или двумя входами и одним выходом, которые бы, реализуя принцип НЕ, всякий раз меняли на выходе сигнал на противоположный — если приходит на вход 0, то на выходе получается 1, если же приходит 1, то на выходе получается 0. Происходит как бы отрицание (НЕ - тот). Реализуя принцип ИЛИ, сигнал на выходе формируется однотипным (1) при однотипных (11) или разнотипных (01, 10) сигналах на входе, формируется как бы входная полнота и выходная строгость — ИЛИ-тот ИЛИ-этот, а результат всегда один. И, наконец, реализуя принцип И, сигнал на выходе формируется строго однотипным с обоими сигналами на входе — И-тот И-этот должны быть одинаковыми (1 и 1 = 1), тогда на выходе тоже будет 1, в ином случае (на входе 1 и 0, 0 и 1, 0 и 0) выходной сигнал становится 0.

Со временем назрела необходимость в усовершенствовании и автоматизации подобных процессов. Как часто бывает, когда идея витает в воздухе, несколько людей почти одновременно, а точнее, в 30-х годах, пришли к очень похожим идеям о «вычислительных машинах«.

Идеи Беббиджа, Буля, Ады Ловелас (Лавлейс) не пропали в течение столетий. В 30-е годы XX -го века исследователи Алан Тьюринг (британский математик) и Клод Шеннон (тогда еще студент) развили их дальше. Первый распространил (в теории) возможности вычислительной машины на любой вид информации — была бы нужная конкретная инструкция (программа), а второй доказал, что машина, исполняющая в том числе логические инструкции, может манипулировать информацией, то есть распространил сферу действия вычислительных машин и на не математическую форму данных.

В своей магистерской диссертации Шеннон рассмотрел, как с помощью электрических цепей компьютер выполняет логические операции, где единица – «истина» (цепь замкнута), а нуль — «ложь» (цепь разомкнута). То есть, манипулируя всего лишь двумя состояниями машины (есть ток — нет тока), можно интерпретировать реальный мир. Здесь речь идет именно о двоичной системе счисления (коде), являющейся азбукой электронных компьютеров, основой языка, на который переводится и на котором хранится и используется вся информация в компьютере.

Шеннон, таким образом, осознал, как выражать информацию в двоичной форме. Он явился основателем новой науки, которую впоследствии назвали теорией информации .

В 1941 году немецкий инженер Конрад Цузе, самостоятельно переоткрыв идеи Беббиджа, построил вычислительную машину, а в 1943 году американец Говард Эйкен с помощью работ Беббиджа на основе техники XX века — электромеханических реле — смог построить на одном из предприятий фирмы IBM аналогичную машину, названную «МАРК-1«. Информация обрабатывалась на этих машинах в двоичной форме путем срабатывания реле при прохождении электрического тока (эффект электромагнитной индукции).