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

Механический сумматор

Во время буржуазной революции во Франции барон Гаспар де Прони получил задание ввести метрическую систему во французский кадастр. Прогрессивно настроенный барон, воодушевленный работами Адама Смита о разделении труда, устроил мануфактуры «по переработке данных «со строго научным разделением труда. На первом этапе группа ученых формулирует задачу, среднее звено организовывает и следит за работой, а сами расчеты выполняют несколько десятков счетчиков. Их труд сводился к простейшим действиям сложения-вычитания. Кстати, цех счетчиков состоял в основном из переквалифицировавшихся парикмахеров, т.к. с падением монархии мода на пышные прически прошла.

Эти грандиозные таблицы попали в руки английскому математику профессору Кембриджского университета Чарльзу Бэббиджу (1791-1864), они натолкнули его на идею: нельзя ли заменить счетчиков машиной, которая сразу бы осуществляла и арифметические действия и сразу же печатала результаты.

Он излагает этот проект в открытом письме Британскому Королевскому обществу, назвав свое изобретение "дифференциальной машиной". И в 1832 была построена десятикратно уменьшенная модель из 2 тысяч латунных деталей, весившая три тонны, но способная производить арифметические операции с точностью до шестого знака после запятой и вычислять производные второго порядка. Эта вычислительная машина стала прообразом настоящих компьютеров.

Затем он ставит задачу шире и пытается построить более продвинутую версию - аналитическую машину. По замыслу, она должна была уметь использовать при вычислениях результаты предыдущих операций, например, повторять вычисления в цикле. Чарльз Беббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство — аналитическую машину, которая должна была выполнять вычисления без участия человека, избавляя его от монотонного счета и ошибок, с ним связанных. Машину для переработки информации Беббидж мыслил аналогичную машине по переработке хлопка: Аналитическая машина должна была выполнять программы, вводимые с помощью перфокарт—листов плотной бумаги с дырочками; дырочки и несли на себе всю информацию. Перфокарты тогда уже применялись для программирования ткацких станков, позволивших резко ускорить работу по обработке, например, хлопка. У аналитической машины должен был быть «склад» или «хранилище» для запоминания данных и промежуточных результатов (то есть память в современной терминологии) и «мельница» (то есть центральный процессор, от англ. processing — "обработка, переработка"). А приводиться в действие все это нагромождение штифтов, зубчатых колес и цилиндров должно было паром.

Эта машина была задумана как чисто механическая машина с тремя основными блоками:

  • блок-устройство для хранения чисел на регистрах из зубчатых колес и система, которая передает эти числа от одного узла к другому (в современной терминологии - это память);
  • блок-устройство, позволяющее выполнять арифметические операции;
  • блок для управления последовательностью действий машины.

В конструкцию аналитической машины входило также устройство для ввода исходных данных и печати полученных результатов.

Честолюбивым планам Бэббиджа было не суждено сбыться из-за недостаточного развития технологии, но его вклад в развитие компьютерной техники огромен - многие идеи математика (например, программирование с помощью перфокарт) без зазрения совести использовались благодарными потомками. Беббидж высказал ряд таких идей, которые позволили людям из другой эпохи и другого века, построить настоящий компьютер. Беббидж утверждал, что можно построить механическое устройство, способное выполнять последовательность взаимосвязанных вычислений. Если применять разные наборы инструкций, задаваемых машине, то она сможет служить разным целям.

Главное в том, что Беббидж первый увидел — одна и та же машина может выполнять разные функции, если только научиться ее программировать. Беббидж утверждал, что можно построить механическое устройство, способное выполнять последовательность взаимосвязанных вычислений. Если применять разные наборы инструкций, задаваемых машине, то она сможет служить разным целям

И еще одна идея Беббиджа: машина сможет манипулировать информацией, если только удастся преобразовать эту информацию в числа. Каким-то образом количество дырочек на перфокарте должно соответствовать поставленной машине задаче. Грубо говоря, сосчитав дырочки, машина ответит на поставленный ей вопрос и останется только перевести ее ответ из цифровой (числовой) формы в привычный для человека вид.

С начала возникновения идеи Беббиджа о создании аналитической машины до ее реального внедрения в жизнь прошло более полутора столетий. Это обусловлено тем, что при создании любого устройства, в том числе и компьютера, очень важным фактором является выбор элементной базы, т. е. тех элементов, из которых строится вся система.