Настольная или портативная: Чаще всего арифмометры были настольные или «наколенные» (как современные ноутбуки), изредка встречались карманные модели (Curta). Этим они отличались от больших напольных вычислительных машин, таких как табуляторы (Т-5М) или механические компьютеры (Z-1 , Разностная машина Чарльза Бэббиджа).
Несмотря на то, что сложение и вычитание ограничено, зубчатое колесо счета все еще используется при добавлении машин. Незадолго до того, как ученые поняли, что зубчатые колеса Паскаля также могут выполнять умножение путем повторного добавления числа. Чарльз Ксавье Томас де Кольмар из Франции делает свой «Арифмометр», первый массовый калькулятор. Это также самый надежный калькулятор. Машины этого общего дизайна, достаточно большие, чтобы занять большую часть рабочего стола, продолжают для продажи около 90 лет.
Однако, как и многие другие машины предыстории компьютеров, эти устройства не имели механической точности в их конструкции и были очень ненадежными. Одно из изобретений Промышленной революции, имеющее прямое отношение к компьютерам, было разработано у француза по имени Иосиф Жаккард, усовершенствовал первую машину перфокарты - ткацкий станок для ткачества сложных конструкций в ткань. Он мог бы сплести цветочные орнаменты или картины мужчин и женщин так же легко, как и другие ткацкие станки, которые могли бы ткать обычную ткань.
Механическая: Числа вводятся в арифмометр, преобразуются и передаются пользователю (выводятся в окнах счётчиков или печатаются на ленте) с использованием только механических устройств. При этом арифмометр может использовать исключительно механический привод (то есть для работы на них надо постоянно крутить ручку. Этот примитивный вариант используется, например, в «Феликсе») или производить часть операций с использованием электромотора (Наиболее совершенные арифмометры - вычислительные автоматы, например «Facit CA1-13», почти при любой операции используют электромотор).
Когда Жаккард впервые представил свою машину, ему было трудно получить общественное признание из-за «страха перед машинами». В городе Лионе его физически атаковали, и его машина была уничтожена. То, что сделал Жаккард с его перфокартами, было, по сути, эффективным средством общения с машинами. Язык был ограничен двумя словами: отверстие и отсутствие отверстия. Двоичная система теперь универсальна во всех современных машинах.
В то время как Томас из Кольмара разрабатывал настольный калькулятор, Чарльз Бэббидж, профессор математики, начал в Кембридже серию очень интересных разработок в компьютерах. Он был эксцентричным гением, который унаследовал значительную судьбу, которую он использовал для финансирования своего широкого круга интересов. Вклад Бэббиджа варьируется от разработки методов распространения почты на исследование вулканических явлений до разрушения якобы нерушимых кодов. Если бы Бэббидж никогда не думал о компьютерах, он, возможно, умер более счастливым человеком, но он, как и изобретатели перед ним, пытался свободный человек из рабства вычислений.
Точное вычисление: Арифмометры являются цифровыми (а не аналоговыми, как например логарифмическая линейка) устройствами. Поэтому результат вычисления не зависит от погрешности считывания и является абсолютно точным.
Из этого он подозревал, что это можно сделать автоматически. Он начал разрабатывать автоматическую механическую вычислительную машину, которую он назвал разностным двигателем. Преимущество машины заключалось в том, что она может поддерживать свою скорость вычислений в течение какого-либо периода времени. С финансовой помощью британского правительства Бэббидж начал производство разностного двигателя. Он предназначался для парового питания и полностью автоматизирован, включая печать результирующих таблиц и командовал фиксированной инструкцией.
Умножение и деление: Арифмометры предназначались в первую очередь для умножения и деления. Поэтому почти у всех арифмометров есть устройство, отображающее количество сложений и вычитаний - счётчик оборотов (так как умножение и деление чаще всего реализовано как последовательное сложение и вычитание; подробнее - см. ниже).
Материал для любознательных
Для большинства людей, которые только что привыкли к ткацкому станку, созданному Жакардом, было немыслимо, чтобы машина могла взять на себя работу мозга. Как оказалось, машина никогда не строилась, потому что он продолжал менять дизайн. Двигатель разницы, хотя и имел ограниченную адаптивность и применимость, был действительно большим успехом. Бэббидж назвал эту идею аналитическим движком. Он включал 5 функций, важных для будущих компьютеров.
- Устройство ввода.
- Устройство хранения для хранения номеров для обработки.
- Калькулятор процессора или числа.
- Блок управления для направления выполняемых задач.
- Устройство вывода.
Сложение и вычитание: Арифмометры могут выполнять сложение и вычитание. Но на примитивных рычажных моделях (например, на арифмометре «Феликс») эти операции выполнялись очень медленно - быстрее, чем умножение и деление, но заметно медленнее, чем на простейших суммирующих машинах или даже вручную .
Тем не менее, Бэббидж никогда не завершал аналитический механизм и не продвигался достаточно далеко, чтобы кто-то еще смог его завершить. Но в конечном итоге логическая структура современного компьютера исходит от него, даже если в дизайне отсутствует одна существенная особенность современных компьютеров: концепция «хранимой программы», которая необходима для реализации компилятора. Леди Ада Лавлейс, дочь лорда Байрона, участвовала в разработке аналитического механизма. Леди Лавлейс не только помогла Бэббиджу с финансовой помощью, но, будучи хорошим математиком, написала статьи и программы для предлагаемой машины.
Не программируемый: При работе на арифмометре порядок действий всегда задаётся вручную - непосредственно перед каждой операцией следует нажать соответствующую клавишу или повернуть соответствующий рычаг. Это особенность арифмометра не включается в определение, так как программируемых аналогов арифмометров практически не существовало.
Многие назвали ее первой женщиной-программистом. Булевая алгебра представляет собой всю математическую теорию, необходимую для выполнения операций с двоичной системой. Идея Джорджа Буля заключалась в том, чтобы представлять информацию только с двумя логическими состояниями, истинными или ложными. Он дал математические идеи и формулы для расчетов по этой информации. К сожалению, за исключением учеников философии и символической логики, булеву алгебре суждено было оставаться в значительной степени неизвестным и неиспользованным на протяжении большей части столетия.
Исторический обзор
- 150-100 г. до н. э. - в Греции создан антикитерский механизм
- г. - Вильгельм Шиккард изобрёл «вычислительные часы»
- г. - Блез Паскаль изобрёл «паскалину»
- г. - создан арифмометр Лейбница - первый в мире арифмометр. В 1672 году появилась двухразрядная, а в 1694 году - двенадцатиразрядная машина. Практического распространения этот арифмометр не получил, так как был слишком сложен и дорог для своего времени.
- 1674 год - создана машина Морленда
- 1709 год - итальянский учёный маркиз Джованни де Полени представил свою модель арифмометра.
- 1820 год - Тома де Кольмар начал серийный выпуск арифмометров. В общем, они были сходны с арифмометром Лейбница, но имели ряд конструктивных отличий.
- 50-е гг. XIX в. - П. Л. Чебышёв создал первый в России арифмометр.
- г. - начато серийное производство арифмометров Однера - самого распространённого типа арифмометров XX века. К арифмометрам Однера относится, в частности, знаменитый «Феликс» .
- г. - Появился Mercedes-Euklid VII - первый в мире вычислительный автомат, то есть арифмометр, способный, самостоятельно осуществлять все четыре основных арифметических действия.
- 1950-е гг. - Расцвет вычислительных автоматов и полуавтоматических арифмометров. Именно в это время выпущена большая часть моделей электромеханических вычислительных машин.
- г. - Пик производства арифмометров в СССР. Выпущено около 300 тысяч «Феликсов» и ВК-1.
- конец 1970-х - начало 1980-х - Примерно в это время электронные калькуляторы окончательно вытеснили арифмометры с прилавков магазинов.
Модели арифмометров
Модели арифмометров различались в основном по степени автоматизации (от неавтоматических, способных самостоятельно выполнять только сложение и вычитание, до полностью автоматических, снабженных механизмами автоматического умножения, деления и некоторыми другими) и по конструкции (наиболее распространены были модели на основе колеса Однера и валика Лейбница). Следует сразу же отметить, что неавтоматические и автоматические машины выпускались в одно и то же время - автоматические, конечно, были гораздо удобнее, но они стоили примерно на два порядка дороже неавтоматических .
Три американских изобретателя и друзья, которые проводили свои вечера вместе, задумали первую практическую машинную машину. Соул изобрел то, что они назвали Типиком. Считается, что оригинальная компоновка клавиш на пишущей машинке была предназначена для замедления машинистки вниз, но это не совсем верно. Главный изобретатель первой коммерческой пишущей машинки Кристофер Лэтхэм Шоулс явно хотел сделать свои пишущие машинки такими же быстрыми насколько это возможно, чтобы убедить людей использовать их.
Делать нужно было отделить буквы как можно большего числа общих орграфов. К сожалению, даже после того, как проблема с помехами была преодолена с помощью пружин, монстр был свободным среди нас - существующие пользователи не хотели меняться, и там не возвращался. Во-вторых, не было ключа переключения, потому что первые пишущие машинки могли печатать только буквы верхнего регистра. Шолз также хитро заверил, что слово «пишущая машинка» можно построить, используя только верхний ряд букв.
Неавтоматические арифмометры на колесе Однера
- «Ариѳмометръ системы В. Т. Однеръ» - первые арифмометры этого типа. Выпускались при жизни изобретателя (примерно 1880-1905 гг.) на заводе в Петербурге.
- «Союз» - выпускался с 1920 г. на Московском заводе счётных и пишущих машин.
- «ОригиналДинамо» выпускался с 1920 г. на заводе «Динамо» в Харькове .
- «Феликс » - самый распространённый арифмометр в СССР. Выпускался с 1929 по конец 1970-х.
Неавтоматические арифмометры на валике Лейбница
- Арифмометры Томаса и ряд похожих рычажных моделей, выпускавшихся до начала XX века.
- Клавишные машины, например, Rheinmetall Ie или Nisa K2
Автоматические арифмометры на валике Лейбница
- Rheinmetall SAR - Один из двух лучших вычислительных автоматов Германии. Его отличительная особенность - маленькая десятиклавишная (как на калькуляторе) клавиатура слева от основной - использовалась для ввода множителя при умножении.
- ВМА, ВММ - его советские клоны.
- Friden SRW - один из немногих арифмометров, способных автоматически извлекать квадратные корни.
Другие арифмометры
Mercedes Euklid 37MS, 38MS, R37MS, R38MS, R44MS - эти вычислительные автоматы были основными конкурентами Rheinmetall SAR в Германии. Они работали чуть медленнее, но обладали большим числом функций.
Разностная машина Чарльза Бэббиджа
Это предназначалось для помощи продавцам, когда они проводили демонстрации. В течение некоторого времени эти две альтернативы соперничали за сердца и умы печатающего братства, но появление техники, известной как сенсорный ввод, благоприятствовало решению сменного ключа, которое впоследствии царило.
Возможно, способ использования принципа жаккардового ткацкого станка, где отверстия в карточке регулируют узор плетения. Они пошли работать над этой идеей, и первая машина, которую они придумали, использовала бумажные полоски с отверстиями, пробитыми на них в соответствии с кодом, подобным игровому фортепиано. Холлерит разработал систему, в которой имя, возраст, пол и другая соответствующая информация человека могут быть закодированы путем пробивания отверстий в карточке. Однако есть споры по этому вопросу, а некоторые утверждают, что они намного меньше. разделен на 240 отдельных зон.
Использование
Сложение
- Выставьте на рычажках первое слагаемое .
- Поверните ручку от себя (по часовой стрелке). При этом число на рычажках вводится в счётчик суммирования.
- Выставьте на рычажках второе слагаемое.
- Поверните ручку от себя. При этом число на рычажках прибавится к числу в счётчике суммирования.
- Результат сложения - на счётчике суммирования.
Вычитание
- Выставьте на рычажках уменьшаемое .
- Поверните ручку от себя. При этом число на рычажках вводится в счётчик суммирования.
- Выставьте на рычажках вычитаемое.
- Поверните ручку на себя. При этом число на рычажках вычитается из числа на счётчике суммирования.
- Результат вычитания на счётчике суммирования.
Если при вычитании получается отрицательное число, в арифмометре звенит звоночек. Так как арифмометр не оперирует с отрицательными числами, надо «отменить» последнюю операцию: не изменяя положения рычажков и консоли, проверните ручку в обратном направлении.
Они разработали устройства, которые могли автоматически считывать информацию, которая была пробита в карты, без помощи человека. Из-за этого ошибки чтения резко сократились, рабочий процесс увеличился, и, самое главное, стопки перфокарт можно было использовать как легкодоступную память почти неограниченного размера. Кроме того, различные проблемы могут храниться на разных стопках карт, доступ к которым при необходимости и легко переносится. Эти перфокартные карточки читались в электронном виде: карточки перевозились между латунными стержнями, а когда в карточках были отверстия, стержни соприкасались, и электрический ток мог течь.
Умножение
Умножение на небольшое число
- Выставьте на рычажках первый множитель.
- Крутите ручку от себя, пока на счётчике прокруток не появится второй множитель.
Умножение при помощи консоли
По аналогии с умножением столбиком - умножают на каждый разряд, записывая результаты со смещением. Смещение определяется тем, в каком разряде стоит второй множитель.
Уже более 50 лет после первого использования перфокартные машины выполняли большинство первых в мире бизнес-вычислений и значительную часть вычислительной работы в науке. В лампочках Эдисона использовалась проводящая нить, смонтированная в стеклянной колбе, из которой воздух был эвакуирован, оставив вакуум. Прохождение электричества через нить вызвало ее нагрев достаточно, чтобы стать раскаленным добела и излучать свет, в то время как вакуум предотвратил окисление нити и сжигание. Это открытие впоследствии стало известно как Эффект Эдисона.
Для перемещения консоли используйте ручку спереди арифмометра (Феликс) или клавиши со стрелками (ВК-1, Rheinmetall).
Разберём пример: 1234 × 5678:
- Переместите консоль влево до упора.
- Выставьте на рычажках множитель с большей (на глаз) суммой цифр (5678).
- Крутите ручку от себя, пока на счётчике прокруток не появится первая цифра (справа) второго множителя (4).
- Переместите консоль на один шаг вправо.
- Аналогично проделывайте пункты 3 и 4 для остальных цифр (2-й, 3-ей и 4-й). В итоге на счётчике прокруток должен быть второй множитель (1234).
- Результат умножения - на счётчике суммирования.
Деление
Рассмотрим случай деления 8765 на 432:
Эдисон не развил этого конкретного открытия, но английский физик Джон Амброуз Флеминг обнаружил, что эффект Эдисона можно также использовать для обнаружения радиоволн и преобразования их в электричество. Флеминг продолжил разработку двухэлементной вакуумной трубки, известной как диод. Полученный триод можно использовать как усилитель, так и коммутатор, и многие из ранних радиопередатчиков были созданы Лесом, используя эти триоды.
Дифференциальный анализатор был основан на использовании механических интеграторов, которые могли бы быть связаны между собой любым желаемым способом. В конечном устройстве использовались его интеграторы, усилители крутящего момента, приводные ремни, валы и шестерни для измерения движения и расстояний. Хотя первый дифференциальный анализатор Буша управлялся электродвигателями, его внутренние операции были чисто механическими. В наше время, когда компьютеры могут быть сконструированы размером почтовых марок, трудно представить себе масштаб проблем, с которыми столкнулись эти ранние первопроходцы Чтобы обеспечить некоторый смысл перспективы, второй дифференциальный анализатор Буша взвесил целых 100 тонн!
- Выставьте на рычажках делимое. (8765)
- Переместите консоль на пятый разряд (на четыре шага вправо).
- Отметьте конец целой части делимого металлическими «запятыми» на всех счётчиках (запятые должны стоять в столбик перед цифрой 5).
- Поверните ручку от себя. При этом делимое вводится в счётчик суммирования.
- Сбросьте счётчик прокруток.
- Выставьте на рычажках делитель (432).
- Переместите консоль так, чтобы старший разряд делимого совместился со старшим разрядом делителя, то есть на один шаг вправо.
- Крутите ручку на себя, пока не получите отрицательное число (перебор, отмечаемый звуком колокольчика). Верните ручку на один оборот обратно.
- Переместите консоль на один шаг влево.
- Проделывайте пункты 8 и 9 до крайнего положения консоли.
- Результат - модуль числа на счётчике прокруток, целая и дробная части разделены запятой. Остаток - на счётчике суммирования.
Извлечение квадратного корня
Один из наиболее удобных способов основан на следующих соображениях. Пусть (10 x + y) {\displaystyle (10x+y)} - искомый корень (двузначное число). 5 ⋅ (10 x + y) 2 = 500 x 2 + 100 x y + 5 y 2 {\displaystyle 5\cdot (10x+y)^{2}=500x^{2}+100xy+5y^{2}} , последнее выражается двумя суммами:
Обзор определений из литературных источников
Дифференциальный анализатор также был важным достижением, поскольку он сосредоточил внимание на аналоговых вычислительных технологиях и, следовательно, довольно долгое время отвлекался от исследования и разработки цифровых решений. Результаты его расследования состояли в том, что, хотя большинство пользователей были правшами, существующий макет заставил слабую левую руку выполнять большую часть работы. Кроме того, благодаря главной цели Шонса, состоящей в физическом разделении писем, которые обычно типизируются вместе, пальцы машинистки были вынуждены двигаться неловкими узорами и тратили 32% своего времени на домашний ряд.
Отнимая от данного пятикратного квадрата последовательно указанные слагаемые, по их количеству определяем цифры корня. Метод можно обобщить на числа произвольной разрядности.
- Выставьте на рычажках данное число.
- Сделайте пять оборотов от себя, чтобы внести в сумматор пятикратный квадрат (количество разрядов должно быть четным, в сучае необходимость сместите число на разряд вправо, дополнив его слева нулем).
- Сбросьте набор и наберите 05 в двух крайних левых разрядах.
- Сделайте оборот на себя.
- Повторяйте последние два шага набирая вместо нуля последовательно 1, 2, 3 и т. д. Подбираемая цифра есть первая цифра корня.
- Если результат окажется отрицательным (звучит звонок) сделайте оборот от себя.
- Сместите остаток на разряд влево
- Замените в наборе последнюю цифру 5 на 0 и наберите цифру 5 правее
- Выполните вычитания, как описано выше, последовательно меняя предпоследнюю цифру вычитаемого (следующую цифру искомого корня) 0, 1, 2 и т. д.
- Повторяйте последние четыре шага, вычисляя корень цифра за цифрой, пока не будет достигнута требуемая точность.
С древних пор человек задумывался, как легче и быстрее выполнять различные вычисления.
Мы знаем, что древнейшими приспособлениями были разнообразного рода абаки. Абак -- это первый вычислительный прибор, появившийся около 2500 лет назад, он был широко распространен в Египте, Китае, Греции, Риме и Индии. Абаки были изобретены в нескольких странах в разное время.
Самым ранним был <<суан-пан>>, изобретенный в Китае, который применяется у них до сих пор, он основан на пятеричной системе счисления. <<Суан-пан>> состоит из рамы, на которой закреплено в ряд несколько стержней. На каждый стержень надето семь подвижных фишек-косточек. Планка, укреплённая посередине рамы, распределяет фишки на две группы. В первой группе оказывается по пяти фишек, а во второй группе по две фишки. Когда при счёте на первом стержне отложены все пять фишек, то их заменяют одной фишкой второй группы, а пять фишек сбрасывают. Продолжая счёт, набирают ещё раз пять фишек и вновь заменяют второй фишкой из второй группы на этом же стержне. Две фишки второй группы на первом стержне означают десять и могут быть заменены одной фишкой из пяти штук на втором стержне и т. д. Другой старинный счётный прибор, дошедший до наших дней -- японский <<соробан>>. Он является разновидностью <<суан-пана>>. Отличие в том, что число косточек-фишек в нём на каждой проволоке меньше. В первой группе их по 4, во второй -- по одной на каждой проволоке. Считая на <<соробане>>, откладывают косточку за косточкой на первой проволоке. После того как все четыре косточки первой проволоки отложены, чтобы положить пять, четыре косточки сбрасывают и откладывают одну косточку второй группы - она обозначает пять. После того как отложено девять - четыре косточки первой группы и одна косточка второй группы, - откладывают одну косточку на второй проволоке - десять, а все остальные косточки сбрасывают.
Русские счёты в отличие от <<суан-пана>> и <<соробана>> полностью основаны на десятичной системе счиcления. Они появились как усовершенствование своеобразного абака и распространились в России с ХVI века.
Во время Отечественной войны 1812 г. русскими воинами был взят в плен французский математик Понселе (1788-1867). В плену он продолжал заниматься математикой и познакомился с русскими счётами. Они показались ему таким совершенным прибором, что после освобождения он увёз на родину один прибор. С этого времени во французских школах русские счёты стали использовать при обучении детей.
Первооткрыватели механических счётных машин.
Читая первоисточники, мы увидели, что первую механическую счётную машину создал знаменитый французский учёный Блез Паскаль (1623-1662). Как он её создавал, какие мысли его посещали, что двигало его изнутри? Чтобы всё это понять, надо знать внутренний мир этого замечательного учёного. Вся его жизнь -- непрестанное и весьма продуктивное напряжение ума. Три года, начиная с 1642-го, Блез Паскаль придумывал, конструировал, ломал и снова сооружал свою арифметическую машину. Пока, наконец, удалось построить модель, <<достойную французского короля>>. Он задумал её еще в детстве. Его отец работал в г. Руане сборщиком налогов и ему приходилось все вечера заниматься подсчетами. Сын видел, как отец устает от этих занятий и мечтал сделать машину, чтобы облегчить его труд. Несколько лет всё свободное время он отдавал изобретению. Первую рабочую машину Паскаль изготовил в 1646 году, на которой можно было складывать и вычитать числа, вращая рукояткой. Спустя 50 лет немецкий математик Лейбниц изобрел счетную машину, на которой можно было выполнять все 4 арифметических действия с многозначными числами. Но эта машина не получила распространения - она работала медленно. В последующие 200 лет было изобретено и построено ещё несколько подобных счётных машин, но из-за ряда недостатков они не получили признания. Наш гениальный соотечественник П.Л.Чебышев разработал оригинальную счетную машину. В 1878г. он создал машину, которая выполняла сложение и вычитание многозначных чисел, а спустя пять лет изобрёл к ней приставку, с помощью которой можно было выполнять умножение. Это поистине была техническая революция того времени. Арифметическая машина Чебышева была показана на выставке в Париже и получила всеобщее признание. По образцу этой машины немецкий делец стал выпускать счётные машины, присвоив себе изобретение русского учёного. Широкое распространение получил арифмометр Однера. Он изобретён петербургским инженером В.Т.Однером в 1874 г. Спустя семь лет эти счётные устройства стали изготавливать в Петербурге на механическом заводе. Конструкция машины оказалась весьма удачной, так как на ней выполнялись быстро все четыре действия с многозначными числами. Арифмометры Однера выпускались в течение многих десятилетий. В 30-е годы в нашей стране разработан совершенный арифмометр - <<Феликс>>, созданный на основе арифмометра Однера. Эти машины применяли до конца 50-х годов. В настоящие время производят клавишные счётные машины, которые работают от электрического тока. Но и эти машины уходят уже в прошлое. Им на смену пришли портативные, настольные и даже карманные клавишные электронно-вычислительные машины - калькуляторы, которые работают точно и бесшумно. На них можно выполнять разные действия с числами свыше миллиона.
Машины с <<высшим образованием>>
Прочитав названия этих машин, мы удивились и начали исследование исторических основ создания таких машин. Это привело нас в ХVIII в. в Англию, где в результате полувекового поиска были созданы первые прядильные и ткацкие станки. Началось бурное развитие ткацкого производства, и развитие ткачества вызвало к жизни двигатель, а появление механических паровых двигателей способствовало развитию горно-добывающей промышленности. Это вызвало быстрый прогресс техники и науки. Необходимо было построить крупные здания, развить транспортные средства и создать быстродействующие механизмы. С этой целью нужно было выполнять много сложных расчётов. Стали изобретать приборы, таблицы, счётные машины. Но они были далеки от совершенства. Наука и техника требовали ускорять выполнение расчётов. Изобретатели стали учить машины считать быстрее: поставили на них моторы, усовершенствовали управляющие устройства и пр. Но жизнь требовала ещё больших скоростей, так как количество вычислений росло не по дням, а по часам. Когда мы смотрим прогноз погоды на следующие дни, мы не задумываемся, как его делают. Оказывается, при расчете погоды требуется ежедневно выполнять около 3 миллионов математических операций т.е. столько, что их не успевает выполнить коллектив в 1000 человек за рабочий день.
А при запуске ракеты в космос? Чтобы выправить отклонение ракеты в полете необходимо произвести многочисленные сложные расчеты, почти мгновенно. Вот почему потребовались счётные машины, которые могут выполнять сложные расчеты почти мгновенно.
И снова история уносит нас в далёкий 1883 г. в Англию и знакомит нас с английским математиком, естествоиспытателем, инженером и изобретателем Чарлзом Беббиджем (1791-1871).
Он приступил к разработке проекта и постройке механической быстродействующей программирующей вычислительной машины.
Она должна была по команде автоматически определять последовательность операций и работать по заранее составленной программе, которая представляла собой полосу картона с пробитыми в ней отверстиями, то есть перфокарту.
Ада Лавлейс(1815-1852) -- дочь знаменитого английского поэта Джорджа Байрона узнала о работе Ч.Беббиджа и заинтересовалась его идеями. Она обладала незаурядными способностями к математике. Она разработала ряд важных положений по составлению программ для будущей машины. Ею опубликована первая статья по теории программирования. Многие её мысли и предложения сохранили своё значение и в современном программировании. Леди Лавлейс по праву считают основоположником теории программирования.
Ч.Беббидж работал по созданию изобретённой машины в течение 15 лет. Было израсходовано 20 000 фунтов стерлингов Английское правительство прекратило отпуск средств. Работа по созданию вычислительной машины была остановлена. Главная причина прекращения работ была не в средствах, а в низком уровне развития науки и техники того времени.
В 1937 г. физик Джон Винсент Атанасов (1903-1995) - предложил применять двоичную систему счисления и использовать комбинации схем из электронных ламп - конденсаторов и реле.
Лишь в 1945 г. физикам Дж. Мокли и Дж. Эккерту удалось сконструировать и построить первую в мире электронно-вычислительную машину. Её назвали <<ЭНИАК>>. Она могла рассчитывать только таблицы для артиллерийской стрельбы. А что происходит у нас, в стране, по созданию таких машин? В 1950 г. была создана и начала действовать малая машина ЭВМ. Коллективом инженеров и учёных под руководством академика С. А. Лебедева (1902-1974) была создана и стала работать БЭСМ-1 (большая электронная счётная машина). Она работала на электронных лампах (около 4000 шт.) и выполняла в секунду 5000 математических действий. Она была в то время лучшей в Европе, но при работе требовала очень много электроэнергии, часто останавливалась от перегрева ламп и занимала много места. Шли поиски путей совершенствования машины. В 60-е годы ХХ века были созданы ЭВМ второго поколения, на смену электронным лампам пришли транзисторы которые имеют в десятки и сотни раз меньшие размеры и массу, более высокую надёжность, потребляют меньшую электрическую мощность. Такие машины производились малыми сериями и устанавливались в крупных научно-исследовательских центрах и ведущих высших учебных заведениях.
В 1967 г. вступила в строй наиболее мощная ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду. В ней использовалось 260 тысяч транзисторов, устройства внешней памяти на магнитных лентах, а также алфавитно-цифровые печатающие устройства для вывода результатов вычислений. Программисты использовали такие языки программирования высокого уровня, как Алгол, Бейсик и др.
В 1958г. изобрели микросхему - чип. Чип - это крошечная пластинка кремния размером в несколько миллиметров. На такой пластинке можно расположить сотни электроцепей, и если они запрограммированы, то могут взаимодействовать, и тогда такая
интегральная микросхема может управлять почти любой машиной. Начиная с 70-х годов прошлого века вошли в нашу жизнь ЭВМ третьего поколения. В качестве элементной базы стали использовать интегральные схемы. В маленькой полупроводниковой пластине могли быть плотно упакованы тысячи транзисторов, каждый из которых имел размеры, сравнимые с толщиной человеческого волоса. Они стали более компактными, быстродействующими и дешёвыми. Для создания интегральных схем используют тончайшую плёнку из кремния. На неё в виде пылинок наносят особые вещества, которые превращают пластинку кремния в сложную электронную схему. Спрессовав ряд таких пластинок получают кристалл - большую интегральную схему. Интегральная схема - это маленький кубик (1-2мм) - способна заменить многие тысячи электронных ламп в сочетании с другими деталями. Большие интегральные схемы (кристаллы) кремния могут управлять работой машин, приборов и выполнять разнообразные вычисления. Современные ЭВМ, или компьютеры, по своим размерам невелики, имеют большую скорость действия, значительно увеличена память. Они выдают информацию в виде печатного текста или высвечивают её на экране дисплея. Эти схемы, называемые микропроцессорами, - основной элемент компьютера. Такие мини-ЭВМ производились большими сериями и стали доступны для большинства научных институтов и высших учебных заведений, а также для общеобразовательных учреждений.
Для усовершенствования вычислительных машин человек создал искусственный интеллект. Искусственный интеллект - это наука о разработке интеллектуальных машин и систем, особенно интеллектуальных компьютерных программ.
