История развития информатики
Древний мир
до IV века нашей эры
Великие творцы
Диофант Александрийский
Диофант АлександрийскийДИОФАНТ Александрийский (ок. 3 в.), древнегреческий математик. В основном труде “Арифметика” (сохранились 6 книг из 13) дал решение задач, приводящихся к т. н. диофантовым уравнениям, и впервые ввел буквенную символику в алгебру.
Герон Александрийский
ГЕРОН АЛЕКСАНДРИЙСКИЙ (ок. 1 в.), древнегреческий ученый. Дал систематическое изложение основных достижений античного мира по прикладной механике и математике. Изобрел ряд приборов и автоматов.
Аристотель
РИСТОТЕЛЬ (384-322 до н. э.), древнегреческий философ. Учился у Платона в Афинах; в 335 основал Ликей, или перипатетическую школу. Воспитатель Александра Македонского. Сочинения Аристотеля охватывают все отрасли тогдашнего знания. Основоположник формальной логики. создатель силлогистики. “Первая философия” (позднее названа метафизикой) содержит учение об основных принципах бытия: возможности и осуществлении (см. Акт и потенция), форме и материи, действующей причине и цели (см. Энтелехия). Колебался между материализмом и идеализмом; идеи (формы, эйдосы) — внутренние движущие силы вещей, неотделимые от них. Источник движения и изменчивого бытия — вечный и неподвижный “ум”, нус (перводвигатель). Ступени природы: неорганический мир, растение, животное, человек. “Ум”, разум, отличает человека от животного. Центральный принцип этики — разумное поведение, умеренность (метриопатия). Человек — существо общественное. Наилучшие формы государства — монархия, аристократия, “политика” (умеренная демократия), наихудшие — тирания, олигархия, охлократия. Суть искусства — подражание (мимесис), цель трагедии — “очищение” духа (катарсис). Основные сочинения: логический свод “Органон” (“Категории”, “Об истолковании”, “Аналитики” 1-я и 2-я, “Топика”), “Метафизика”, “Физика”, “О возникновении животных”, “О душе”, “Этика”, “Политика”, “Риторика”, “Поэтика”.
Аристофан
АРИСТОФАН (ок. 445 — ок. 385 до н. э.), древнегреческий поэт-комедиограф, “отец комедии”. Взгляды Аристофана на злободневные проблемы эпохи, резко выраженные в его творчестве, отвечали интересам крестьянства того времени; он с недоверием относился к радикальной демагогии, увлекавшей городские низы (“Всадники”), и к индивидуалистической философии софистов (“Облака”), справедливо видя в том и другом симптомы кризиса афинской демократии. В комедиях Аристофана — отклики на актуальные события, выступления против военной политики (“Лисистрата”), поношение реальных личностей (Сократа — в “Облаках”), фантастические ситуации (“Ахарняне”, “Птицы”).
Гомер
ГОМЕР, древнегреческий эпический поэт, которому со времен античности приписывается авторство “Илиады”, “Одиссеи” и других произведений. Легенды рисуют Гомера слепым странствующим певцом, одним из аэдов. За честь называться родиной Гомера спорили, по преданию, семь городов. Полуфантастический образ Гомера породил в науке т. н. гомеровский вопрос, из проблемы авторства (до сих пор дискуссионной) выросший до совокупности проблем, касающихся происхождения и развития древнегреческого эпоса (в т. ч. соотношения в нем фольклора и собственно литературного творчества).
Пифагор Самосский
ПИФАГОР Самосский (6 в. до н. э.), древнегреческий философ, религиозный и политический деятель, основатель пифагореизма, математик. Пифагору приписывается изучение свойств целых чисел и пропорций, доказательство теоремы Пифагора и др.
Сети I
СЕТИ I (древнеегипетское “Принадлежащий Сету”), египетский фараон ок. 1303-1290 до н. э. Сын Рамсеса I, с 1304 до н. э. — его соправитель. Сумел отвоевать значительную часть прежних владений Египта на Ближнем Востоке. В 1303 до н. э. вернул Египту Палестину; в двух следующих походах (точная датировка неизвестна) захватил финикийское побережье и Южную и Среднюю Сирию (царство Амурру, города Кадеш, Туниб и Катна в долине р. Оронт). В ходе этих войн столкнулся с главным соперником Египта в Азии — Хеттским царством. Разбив хеттов к северу от Кадеша, был, однако, вынужден пойти на признание власти Египта, по договору с царем Муваталлисом, лишь над Палестиной и югом Сирии. Также вел крупные войны с ливийцами и совершал походы в Нубию. Во всех войнах действовал с крайней жестокостью: в Карнаке Сети I неоднократно изображен приносящим пленных в жертву богу Амону. Сети I продолжил строительство в Карнакском храмовом комплексе, соорудил для себя два заупокойных храма (в Абидосе и Фивах) и гробницу на западном берегу Нила напротив Фив. Соправителем Сети I в течение всего его царствования был сын Рамсес II.
Гудеа
ГУДЕА, правитель Лагаша в 22 в. до н. э. При нем строительство многочисленных храмов и расцвет литературы и искусства.
Устройства
Бусы из раковин
Бусы из раковин (около 30 тысяч лет до нашей эры) - одно из первых известных историкам приспособления для счета.
Счет на пальцах
чет на пальцах, несомненно, самый древний и наиболее простой способ вычисления. Обнаруженная в раскопках так называемая "вестоницкая кость" с зарубками, оставленная древнем человеком ещё 30 тыс. лет до нашей эры, позволяет историкам предположить, что уже тогда предки современного человека были знакомы с зачатками счета.У многих народов пальцы рук остаются инструментом счета и на более высоких ступенях развития. К числу этих народов принадлежали и греки, сохраняющие счет на пальцах в качестве практического средства очень долгое время. Например, в комедии «Ос» Аристофана (конец V и начало IV века до н. э.) одно из действующих лиц доказывает здесь своему собеседнику: «Подсчитай попросту на руках, все подати, поступающие нам от городов, да сверх того налоги, многочисленные сотые доли, судебные пошлины, рыночные сборы, морские пошлины, арендную плату и откупа. Все это вместе дает нам примерно две тысячи талантов (в год).Из этой суммы теперь положи ежегодную плату шести тысячам судей — больше пока не наберется в стране,— очевидно, получится у нас сто пятьдесят талантов».
Счет на камнях
СЧЕТ НА КАМНЯХ. Чтобы сделать процесс счета более удобным, первобытный человек начал использовать вместо пальцев небольшие камни. Он складывал из камней пирамиду и определял, сколько в ней камней, но если число велико, то подсчитать количество камней на глаз трудно. Поэтому он стал складывать из камней более мелкие пирамиды одинаковой величины, а из-за того что на руках десять пальцев, то пирамиду составляли именно десять камней.
Счетная доска Гудеа
Счетная доска Гудеа (около 2 тыс. лет до нашей эры). На коленях статуи правителя Лагаша - древнего государства в шумере - царя Гудеа установлена доска, на которой вырезана масштабная линейка в половину локтя вавилонского царя. Линейка разделена на 16 равных частей, из которых вторая справа разделена на 6, четвертая - на 5, шестая - на 4, восьмая - на 3 и десятая - на 2 равные части. Наименьшие деления - около миллиметра.
Зарубки на доске
ЗАРУБКИ НА ДОСКЕ (1350 г. до нашей эры) На барельефе храма египетского фараона Сети I, в Абидасе записаны на пальмовой ветви числа в виде зарубок.
Узелковый счет
ВЯЗКА НИТЕЙ С УЗЕЛКАМИ (VIII- VII век до нашей эры). Узелковый способ счета и хранения данных использовали индейцы Майя - создатели одной из древнейших цивилизаций. Индейцы племени майя проводят систематические наблюдения за небесными явлениями и составляют календарные расчеты астрономических явлений, которые в ряде случаев соотносятся с периодом в 400 млн. лет назад и весьма точны.
Суан-пан (Серобян)
Суан-пан (5 век до нашей эры). У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка, рамка китайских счетов суан-пан имеет более сложную форму. Она разделена на две части: в верхней части на каждом ряду располагаются по 5 косточек, в нижней части - по две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке, и затем прибавляли одну в разряд единиц. У японцев это же устройство для счета носило название серобян.В V-IV в. до н.э. в Азии Китай интенсивно развивает торговлю с Японией, Индией и Кореей. Торговцам был необходим способ для подсчета заказов и выручки. Так или иначе, из этой потребности, были рождены счеты. В Китае они назывались "суан-пан", в Западной Европе и у греков - "абак" (abacus), у японцев - "серобян". Счеты - первый истинный предшественник счетных машин и компьютеров. Вычисления на них проводились с помощью перемещения счетных костей и камешков (калькулей) в углублениях досок из бронзы, камня, слоновой кости. Эти счеты сохранились до эпохи возраждения, а в видоизмененном виде, сначала как "дощатый щот" и как русские счеты - до наших дней. Вычисления на них выполнялись следующим образом: Значение, назначенное для каждой косточки, определяется не ее формой, а позицией, в которой она расположена. Одна косточки на определенной имеет значение 1; Две вместе имеют значение 2. Косточка на следующей линии, имеет уже значение 10, а косточка на третьей линии имеет значение 100. Следовательно, три правильно расположенных косточки - две со значениями 1 и одна со значением 10 - будут означать 12, а добавление четвертой косточки со значением 100 будет уже означать 112. Использование таких значений, связанных с местом косточек, это сокращенная форма системы вычислений с основанием 10. Таким образом, счеты работают на принципе позиционного значения: расположение цепочки косточек определяет их значение. При этом требуется относительно немного цепочек косточкек для представления больших чисел. Для определения полученного числа косточки в цепочках подсчитывают и учитывают расположение цепочек. Значения уничтожаются (освобождение счетчиков для повторного использование) сдвигом цепочек косточек в исходное положение. Счеты - это первый значительный шаг к автоматизации вычислений, и освобождения человека от сложных и утомительных вычислений с использованием палочек и зарубок.
Абак
АБАК или САЛАМИНСКАЯ ДОСКА (6 век до нашей эры). Подобный инструмент был известен у всех народов. 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. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.
Средние века
IV-XIV века
Великие творцы
Луллий Раймунд
ЛУЛЛИЙ (латинизир. Lullius) Раймунд (ок. 1235 — ок. 1315), философ и теолог; основоположник и классик каталанской литературы, поэт-лирик. Францисканец, миссионер, проповедовал в Сев. Африке. Ок. 300 сочинений, главным образом на каталанском и арабском языках. В сочинении “Великое искусство” высказал идею логической машины и сделал попытку ее реализации.
Фибоначчи
ЛЕОНАРДО ПИЗАНСКИЙ (Leonardo Pisano) (Фибоначчи, Fibonacci) (1180-1240), итальянский математик. В основном труде “Книга абака” (1202) первым систематически изложил достижения арабской математики, чем способствовал знакомству с ними в Зап. Европе.
Би Шэн
БИ ШЭН, китайский изобретатель подвижного шрифта (11 в.). В 1041-48 проводил опыты печатания с формы, составленной из подвижного шрифта, изготовленного из обожженной глины.
Ярослав Мудрый
ЯРОСЛАВ МУДРЫЙ (ок. 980?-1054?), великий князь киевский (1019). Сын Владимира I Святославича. Изгнал Святополка I Окаянного, боролся с братом Мстиславом, разделил с ним государство (1025), в 1035 вновь объединил его. Рядом побед обезопасил южные и западные границы Руси. Установил династические связи с многими странами Европы. При нем составлена Русская правда.Происхождение. СемьяСын великого киевского князя Владимира I Святославича и полоцкой княжны Рогнеды. Женат на дочери шведского конунга Олава, Ингигерде. Поскольку в древнерусских источниках упоминаются два имени жены Ярослава — Ирина и Анна, есть основания считать, что либо Ингигерда, получившая при крещении имя Ирины, была одной из жен Ярослава, либо Ирина-Ингигерда перед смертью постриглась в монахини, приняв иноческое имя Анна (под этим именем она канонизирована Русской православной церковью как первая княгиня, принявшая постриг перед смертью).Первый период жизни Ярослава Мудрого связан с борьбой за киевский престол. По достижении Ярославом зрелого возраста отец посадил его ростовским князем, а около 1013 после смерти Вышеслава (старшего сына Владимира Святославича) Ярослав становится новгородским князем. В 1014 отказ Ярослава платить дань Киеву вызвал гнев отца и повлек за собой приказ готовиться к походу на Новгород. Но 15 июля 1015 Владимир Святославич скоропостижно скончался, не успев осуществить свой план.Борьба с братьямиПо версии событий, нашедшей отражение в “Повести временных лет”, киевский престол захватил туровский князь Святополк I Окаянный, сводный брат Ярослава Владимировича. Желая устранить возможных соперников, Святополк убивает братьев, князей ростовского Бориса, муромского Глеба древлянского Святослава; пытается убить и Ярослава, но его вовремя предупреждает об опасности сестра Предслава. По другой версии, в крови братьев был повинен не Святополк, а Ярослав, что подтверждается некоторыми западноевропейскими источниками. Заручившись поддержкой новгородцев, Ярослав в декабре 1015 в битве под Любечем одерживает победу над Святополком и захватывает Киев.Но Святополк не смирился с поражением, и в 1018 он вместе со своим тестем, польским королем Болеславом Храбрым, вторгся в пределы Руси. На этот раз удача сопутствовала Святополку, который сумел нанести поражение Ярославу в сражении при Буге и отбить Киев. Ярослав бежал в Новгород, откуда намеревался отправиться в Скандинавию. Но новгородцы порубили княжеские ладьи и вынудили Ярослава продолжить борьбу. В битве на Альте в 1018 Святополк потерпел сокрушительное поражение, и Ярослав вновь занял Киев.После победы над Святополком Ярослав начал борьбу с другим своим братом тмутараканским князем Мстиславом, также предъявлявшим права на киевский престол. В сражении под Лиственом в 1024 победа была на стороне Мстислава, но он разрешил Ярославу княжить в Киеве. Все же Ярослав не решился принять предложение брата и продолжал оставаться в Новгороде, направив в Киев своих посадников. В 1025 по заключенному у Городца мирному договору Ярослав получил Русскую землю на запад от Днепра, с центром в Киеве, а Мстислав — восточную часть, с Черниговом. Лишь после смерти Мстислава в 1035 Ярослав становится “самовластцем” на Руси. Ярослав-просветительПосле Лиственской битвы деятельность Ярослава в основном связана с просветительством и христианизацией Руси. Возможно, одной из причин отказа Ярослава от привычной для князя военной деятельности стала тяжелая травма, полученная им во время борьбы с братьями: обследование останков Ярослава показало, что у него была перерублена нога, из-за чего князь должен был сильно хромать и в конце жизни вряд ли мог обходиться без посторонней помощи.В 1036-37 по его приказу были построены мощные крепостные укрепления (“город Ярослава”), Золотые ворота с надвратной церковью Благовещения, храм св. Софии, а также основаны монастыри св. Георгия и Ирины. Прообразами этих построек были архитектурные сооружения Константинополя и Иерусалима; они призваны были символизировать перемещение в Киев центра православного мира. Завершение строительства совпало с созданием “Слова о Законе и Благодати”, которое было произнесено 25 марта 1038. Тогда же была написана первая русская летопись — т. н. Древнейший свод. В “Повести временных лет” содержится похвальный отзыв о просветительской деятельности Ярослава. По свидетельству летописи, князь позаботился о переводе на русский язык многих греческих книг, которые составили основу библиотеки, созданной им в храме Софии Киевской. Ярославу приписывается также составление первого русского законодательного акта “Русской Правды”.Внешняя политика Ярослава в последние годы жизниВ области внешней политики Ярослав добивался укрепления международного авторитета Древнерусского государства. По его инициативе новгородский князь Владимир I Ярославич 1043 предпринял последний крупный поход Руси на Византию, однако закончившийся неудачей. Около 1050 в Киеве был поставлен первый митрополит из русских — Иларион, отстаивавший независимость русской епархии от Константинополя. Кроме того, многие дети Ярослава были связаны семейными узами с представителями правящих династий Центр. и Зап. Европы.Летописные данные по поводу смерти Ярослава противоречивы; считается, что он скончался 20 февраля 1054, однако, многие исследователи называют иные даты. Перед смертью Ярослав завещал киевский престол старшему из оставшихся в живых сыновей, новгородскому князю Изяславу, наказывая сыновьям жить в мире.Прозвище “Мудрый” закрепилось за Ярославом в официальной российской историографии лишь во второй половине 19 века.
Сильвестр II
СИЛЬВЕСТР II (Sylvester), Герберт (Gerbert) (ок. 940-1003), монах-бенедиктинец, математик, философ, церковно-политический деятель; папа Римский с 999. Приобрел известность как преподаватель и руководитель Реймсской школы (972-982); архиепископ Реймсский (с 991) и Равеннский (998).Написал книги по математике и среди них “Правила счета на абаке”, где описывал абак в виде гладкой доски, посыпанной голубым песком и имеющей 30 столбцов, из которых 3 отводились дробям. Ему же приписывается первенство в создании механических часов.
Аль-Хорезми
ХОРЕЗМИ (аль-Хорезми) Мухаммед бен Муса (787 — ок. 850), среднеазиатский ученый. Автор основополагающих трактатов (переведены на латинский язык в 12 в.) по арифметике и алгебре (“Книга о восстановлении и противопоставлении” — “Китаб аль-джебр валь-мукабала”), оказавших большое влияние на развитие математики в Зап. Европе. Труды по астрономии, географии и др.
Беда Достопочтенный
БЕДА ДОСТОПОЧТЕННЫЙ (Bede, Beda, Baeda Venerabilis) (672 или 673 — ок. 735), англосаксонский летописец, монах; автор “Церковной истории народа англов” — ценнейшего источника по истории Англии 7-8 вв.
Брахмагупта
БРАХМАГУПТА (Брамагупта) (ок. 598-660), индийский математик и астроном. Основное сочинение “Усовершенствованное учение Брахмы” (“Брахмаспхутасиддханта”, 628), значительная часть которого посвящена арифметике и алгебре.
Новая история
XVII век
Великие творцы
Непер Джон
НЕПЕР (Нейпир) (Napier) Джон (1550-1617), шотландский математик, изобретатель логарифмов.
Виет Франсуа
ВИЕТ (Вьет) Франсуа (1540-1603), французский математик. Разработал почти всю элементарную алгебру. Известны “формулы Виета”, дающие зависимость между корнями и коэффициентами алгебраического уравнения. Ввел буквенные обозначения для коэффициентов в уравнениях.
Стевин Симон
СТЕВИН (Stevin) Симон (1548-1620), нидерландский математик и инженер. Ввел в употребление десятичные дроби (в Европе) и отрицательные корни уравнений. Доказал закон равновесия тела на наклонной плоскости, исходя из невозможности вечного двигателя. Труды по гидростатике, навигации и др.
Мстиславец Петр Тимофеевич
МСТИСЛАВЕЦ Петр Тимофеевич, русский типограф 16 в., соратник первопечатника Ивана Федорова, совместно с которым в 1564 в Москве выпустил первую русскую датированную печатную книгу “Апостол”. С нач. 70-х гг. 16 в. работал в Вильнюсе.
Федоров Иван
ФЕДОРОВ Иван (ок. 1510-83), основатель книгопечатания в России и на Украине. В 1564 в Москве совместно с П. Мстиславцем выпустил первую русскую датированную печатную книгу “Апостол”. Позднее работал в Белоруссии и на Украине. В 1574 выпустил во Львове первую славянскую “Азбуку” и новое издание “Апостола”. В 1580-81 в Остроге издал первую полную славянскую Библию (“Острожская библия”). Известен и как пушечный мастер (изобрел многоствольную мортиру).
Леонардо да Винчи
ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ (Leonardo da Vinci) (1452-1519), итальянский живописец, скульптор, архитектор, ученый, инженер. Сочетая разработку новых средств художественного языка с теоретическими обобщениями, создал образ человека, отвечающий гуманистическим идеалам Высокого Возрождения. В росписи “Тайная вечеря” (1495-97, в трапезной монастыря Санта-Мария делле Грацие в Милане) высокое этическое содержание выражено в строгих закономерностях композиции, ясной системе жестов и мимики персонажей. Гуманистический идеал женской красоты воплощен в портрете Моны Лизы (т. н. “Джоконда”, ок. 1503). Многочисленные открытия, проекты, экспериментальные исследования в области математики, естественных наук, механики. Отстаивал решающее значение опыта в познании природы (записные книжки и рукописи, ок. 7 тыс. листов).
Гутенберг Иоганн
ГУТЕНБЕРГ Иоганн [между 1394-99 (или в 1406)-1468], немецкий изобретатель книгопечатания. В сер. 15 в. в Майнце напечатал т. н. 42-строчную Библию — первое полнообъемное печатное издание в Европе, признанное шедевром ранней печати.
Устройства
Счетные таблицы
СЧЕТНЫЕ ТАБЛИЦЫ (XV—XVI век). В Европе распространен счет на линиях или счетные таблицы с укладываемыми на них жетонами.
Дощаной счет
Долгое время считалось, что русские счеты ведут свое происхождение от китайского суаньпаня, и лишь в начале 50-х годов ленинградский ученый И.Г. Спасский убедительно показал оригинальное русское происхождение этого счетного прибора — у него, во-первых, горизонтальное расположение спиц с косточками и, во-вторых, для представления чисел использована десятичнаая (а не пятеричная) система счисления.Десятичный строй счетов — довольно веское основание для того, чтобы признать временем возникновения этого прибора XVI век, когда десятичный принцип счисления был впервые применен в денежном деле России.В 30-е годы XVI века московское правительство, возглавляемое Еленой Глинской, матерью малолетнего Ивана Грозного, провело денежную реформу, объединив московскую и новгородскую денежные системы. Московская деньга, составлявшая в то время 1/200 московского рубля, и ее половина — полушка — стали половиной и четвертью новой основной монетной единицы, которая получила название “копейки”. Благодаря введению копейки рубль стал делиться на 100 основных единиц.Вероятно, в это время, а может быть, и немного позже какому-то наблюдательному человеку пришла в голову мысль заменить горизонтальные линии “счета костьми” горизонтальными натянутыми веревками, навесив на них, по существу, все те же “кости”. Может быть, идею такого устройства ему подсказали четки, этот древнейший примитивный счетный инструмент, широко распространенный в русском быту XVI века. Недаром великий ученый и путешественник Александр Гумбольдт, обративший внимание на сродство счетов и четок, рассматривал четки как “ритуальную счетную машину”. '"Впрочем, в XVI веке термина “счеты” еще не существовало и прибор именовался “дощаным счетом”. Один из ранних образцов такого “счета” представлял собой два соединенных ящика, одинаково разделенных по высоте перегородками. В каждом ящике два счетных поля, где натянуты веревки или проволочки. На верхних 10 веревках по 9 косточек (четок), на 11-й—их четыре, и." остальных веревках — по одной. Существовали и другие варианты “дощаного счета”.Название прибора изменилось в XVII столетии. Taк в “Переписной книге домной казны патриарха Никон-1658 г.” среди “рухляди” никонова келейного старца Сергия упомянуты “счоты”, которые, по свидетельств археологов и историков, в XVII столетии уже изготовлялись на продажу.Широкое использование в торговле и учреждениях невиданного на Западе счетного инструмента отмечали в XVII—XVIII столетиях многие иностранцы. Английский капитан Перри, находившийся в России с 1698 по 1712 год и издавший по возвращению на родину книгу “Положение России при нынешнем царе с описанием татар и других народов” (1716 г.), писал: “Для счета они пользуются изобретенным ими особым прибором с нанизанными на проволочные прутья шариками от четок или бусами, который они устраивают в ящике или небольшой раме, почти не отличающейся от тех, которыми пользуются у нас женщины, чтобы ставить на них утюги... Передвигая туда и сюда шарики, они справляются с делением и умножением разных сумм...”Ко времени посещения капитаном Перри России счеты уже приняли вид, существующий и поныне. В них осталось лишь одно счетное поле, на спицах которого размещались либо 10, либо 4 косточки (спица с 4 четками — дань “полушке”, денежной единице в 1/4 копейки).Хотя форма счетов остается неизменной вот уже свыше 250 лет, на протяжении трех столетий было предложено немало модификаций этого элементарного, но полезного прибора.В этом ряду заслуживает упоминания в первую очередь счетный прибор генерал-майора русской армии Ф. М. Свободского, изобретенный им в 1828 году. Этот прибор состоял из нескольких обычных счетных полей, которые использовались для запоминания промежуточных результатов при умножении и делении или других действиях. Автор разработал простые правила сведения арифметических действий к последовательности сложений и вычитании, что вместе с запоминанием нескольких простых вспомогательных таблиц (вроде таблицы умножения) заметно сокращало время вычислений. Комиссии инженерного отделения ученого комитета Главного штаба и Академии наук одобрили способ Ф. М. Свободского и рекомендовали ввести его преподавание в российских университетах. В течение нескольких лет такое преподавание действительно велось в университетах Петербурга, Москвы и Харькова.Другие интересные модификации русских счетов были предложены А. Н. Больманом (1860 г.) и Ф. В. Езерским (1872 г.). Счетами занимался и известный русский математик академик В. Я. Буняковский, который, будучи еще молодым адъюнктом, входил в 1828 году в комиссию Академии наук, рассматривавшую счетный прибор Ф. М. Свободского. В 1867 году В. Я. Буняковский изобрел “самосчеты”; в основе этого приспособления для многократных сложений и вычитании лежит принцип действия счетов.Русские счеты широко использовались при начальном обучении арифметике в качестве учебного пособия. Благодаря известному французскому математику Ж. Пон-селе, который познакомился со счетами, будучи военнопленным офицером наполеоновской армии в Саратове, аналогичный прибор появился во французских школах, а затем и в некоторых других странах Европы.
Русские счеты
РУССКИЕ СЧЕТЫ (XVI век). Создаются русские счеты с десятичной системой счисления. Счеты являются первым простейшим приспособлением для вычислений счета. Они прошли длительный путь эволюции, в котором можно выделить четыре стадии. Первая предваряет их возникновение-это счет с помощью косточек, очень близкий к западноевропейскому счету на линиях. Вторая - “дощаной счет”. Она начинается в конце 16 века и завершается в начале 18 века. На этой стадии изобретаются русские счеты, по форме сильно отличающиеся от современных.Они имели сначала четыре, а затем два счетных поля и были универсальным счетным прибором. Десятичная позиционная система счисления еще только начинала распространяться в России, и практически все вычисления производились на счетах.Следующая, третья стадия охватывает 18-ый и начало 19-го века. В начале этой стадии счеты приобретают свою классическую форму и в дальнейшем совершенствуются только внешне, с точки зрения удобства пользования. Однако на этой стадии счеты уже не являются универсальным счетным прибором, они превращаются во вспомогательный прибор, а ведущее место занимают вычисления на бумаге.Четвертая стадия развития русских счетов охватывает начало 19 – начало 20 века. Растущая потребность в механизации вычислений породила многочисленные попытки модернизировать счеты и снова придать им характер универсального счетного прибора. Однако эта идея была в принципе несостоятельной: счеты как сугубо ручной прибор не могли конкурировать при выполнении умножения и деления с развитыми конструкциями механических арифмометров. Русские счеты, приобретя свою классическую форму, вплоть до 70-х годов 20 века оставались наиболее массовым вспомогательным вычислительным прибором. Начиная с 70-х годов с ними успешно конкурируют карманные электронные калькуляторы, хотя счеты распространены и в наше время.
XVIII век
Великие творцы
Гоббс Томас
ГОББС (Hobbes) Томас (1588-1679), английский философ. Геометрия и механика для Гоббса — идеальные образцы научного мышления. Природа — совокупность протяженных тел, различающихся величиной, фигурой, положением и движением (перемещением). Государство, которое Гоббс уподобляет мифическому библейскому чудовищу Левиафану, — результат договора между людьми, положившего конец естественному состоянию “войны всех против всех”. Основные сочинения: “Левиафан” (1651), “Основы философии” (1642-58).
Шиккард Вильгельм
ШИККАРД (Schickard) Вильгельм (1592-1635), немецкий математик и астроном. Изобрел и построил первую работающую модель механического вычислительного устройства, первый механический (коперниканский) планетарий, демонстрирующий положение Солнца, Земли и Луны. Наблюдал метеоры из разных пунктов для определения их траектории.В течение трех столетий ни ученые, ни историки, ни просто читающая публика не сомневались в том, что первую суммирующую машину с корончатыми колесами изобрел и изготовил Блез Паскаль, а суммирующую машину с зубчатыми колесами — Сэмюэл Морленд. Однако открытие, которое сделал в 1957 г. директор Кеплеровского научного центра в Штутгарте Франц Гаммер, заставило по-новому взглянуть на раннюю историю механической вычислительной техники.
Кеплер Иоганн
КЕПЛЕР (Kepler) Иоганн (1571-1630), немецкий астроном, один из творцов астрономии нового времени. Открыл законы движения планет (законы Кеплера), на основе которых составил планетные таблицы (т. н. Рудольфовы). Заложил основы теории затмений. Изобрел телескоп, в котором объектив и окуляр — двояковыпуклые линзы.
Паскаль Блез
АСКАЛЬ (Pascal) Блез (1623-62), французский математик, физик, религиозный философ и писатель. Сформулировал одну из основных теорем проективной геометрии. Работы по арифметике, теории чисел, алгебре, теории вероятностей. Сконструировал (1641, по другим сведениям — 1642) суммирующую машину. Один из основоположников гидростатики, установил ее основной закон (см. Паскаля закон). Работы по теории воздушного давления. Сблизившись с представителями янсенизма, с 1655 вел полумонашеский образ жизни. Полемика с иезуитами отразилась в “Письмах к провинциалу” (1656-57) — шедевре французской сатирической прозы. В “Мыслях” (опубликованы в 1669) Паскаль развивает представление о трагичности и хрупкости человека, находящегося между двумя безднами — бесконечностью и ничтожеством (человек — “мыслящий тростник”). Путь постижения тайн бытия и спасения человека от отчаяния видел в христианстве. Сыграл значительную роль в формировании французской классической прозы.Блэз Паскаль – один из самых знаменитых людей в истории человечества. Паскаль умер, когда ему было 39 лет, но, несмотря на столь короткую жизнь, вошел в историю как выдающийся математик, физик, философ и писатель. Его именем названы единица давления (паскаль) и весьма популярный сегодня язык программирования.Работы Паскаля охватывают самые разные области. Он является одним из создателей математического анализа, проектной геометрии, теории вероятностей, гидростатики (широко известен закон Паскаля, согласно которому изменения давления в покоящейся жидкости передается в остальные точки без изменений), создателем механического счетного устройства – "паскалева колеса", как говорили современники. Философские мысли Паскаля (после его смерти в разных вариантах, под разными названиями издавались материалы в виде книги, которую чаще всего называют "Мысли") оказывали влияние на многих выдающихся людей и, в частности, на великих русских писателей – И.С.Тургенева, Ф.М.Достоевского, Л.Н.Толстого. Некоторые из практических достижений Паскаля удостоились высшего отличия – сегодня мало кто знает имя их автора. Так, сейчас очень немногие скажут, что самая обыкновенная тачка, это изобретение Блэз Паскаля. Ему принадлежит и идея омнибусов – общедоступных карет с фиксированными маршрутами – первого вида регулярного городского транспорта.
Лейбниц Готфрид Вильгельм
ЛЕЙБНИЦ (Leibniz) Готфрид Вильгельм (1646-1716), немецкий философ, математик, физик, языковед. С 1676 на службе у ганноверских герцогов. Основатель и президент (с 1700) Бранденбургского научного общества (позднее — Берлинская АН). По просьбе Петра I разработал проекты развития образования и государственного управления в России. Реальный мир, по Лейбницу, состоит из бесчисленных психических деятельных субстанций — монад, находящихся между собой в отношении предустановленной гармонии (“Монадология”, 1714); существующий мир создан богом как “наилучший из всех возможных миров” (“Теодицея”, 1710). В духе рационализма развил учение о прирожденной способности ума к познанию высших категорий бытия и всеобщих и необходимых истин логики и математики (“Новые опыты о человеческом разуме”, 1704). Предвосхитил принципы современной математической логики (“Об искусстве комбинаторики”, 1666). Один из создателей дифференциального и интегрального исчислений.
Перро Клод
ПЕРРО (Perrault) Клод (1613-88), французский архитектор. Представитель классицизма. Восточный фасад Лувра (1667-74) с величественной и строгой колоннадой.
Устройства
Палочка Непера
ПАЛОЧКА НЕПЕРА (1614 год) Инструмент, получивший название палочки (или костяшки) Неппера, состоял из разделенных на сегменты стерженьков, которые можно было располагать таким образом, что при сложении чисел в прилегающих друг к другу по горизонтали сегментах получался результат умножения этих чисел.
Часы для счета
ЧАСЫ ДЛЯ СЧЕТА (1623 год). Вильгельм Шиккард - в письмах своему другу Иогану Кеплеру описал устройство "часов для счета" - счетной машины с устройством установки чисел и валиками с движком и окном для считывания результата. Эта машина могла только складывать и вычитать. Это была первая механическая машина для счета.
Паскалина
ПАСКАЛИНА (1642 год). Французский математик Блэз Паскаль сконструировал счетное устройство, чтобы облегчить труд своего отца - налогового инспектора. Это устройство позволяло суммировать десятичные числа. Внешне оно представляло собой ящик с многочисленными шестеренками. Основой суммирующей машины стал счетчик-регистратор, или счетная шестерня. Она имела десять выступов, на каждом из которых были нанесены цифры. Для передачи десятков на шестерне располагался один удлиненный зуб, зацеплявший и поворачивающий промежуточную шестерню, которая передавала вращение шестерне десятков. Дополнительная шестерня была необходима для того, чтобы обе счетные шестерни - единиц и десятков - вращались в одном направлении.
Логарифмическая линейка
ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА (1654 год). Англичане Роберт Биссакар, а в 1657 году - независимо от него - С.Патридж разработали прямоугольную логарифмическую линейку, конструкция которой в основном сохранилась до наших дней.
Суммирующая машина Морленда
СУММИРУЮЩАЯ МАШИНА МОРЛЕНДА (1666 год). Самюэль Морленд строит первую в Англии суммирующую машину.
Ступенчатый вычислитель
СТУПЕНЧАТЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ (1673 год). Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгейм Лейбниц создал "ступенчатый вычислитель" - счетную машину, позволяющую складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при этом использовалась двоичная система счисления. Машина являлась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 года до 60-х годов ХХ века.
XVIII век
Великие творцы
Ньютон Исаак
НЬЮТОН (Newton) Исаак (1643-1727), английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики, член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества. Фундаментальные труды “Математические начала натуральной философии” (1687) и “Оптика” (1704). Разработал (независимо от Г. Лейбница) дифференциальное и интегральное исчисления. Открыл дисперсию света, хроматическую аберрацию, исследовал интерференцию и дифракцию, развивал корпускулярную теорию света, высказал гипотезу, сочетавшую корпускулярные и волновые представления. Построил зеркальный телескоп. Сформулировал основные законы классической механики. Открыл закон всемирного тяготения, дал теорию движения небесных тел, создав основы небесной механики. Пространство и время считал абсолютными. Работы Ньютона намного опередили общий научный уровень его времени, были малопонятны современникам. Был директором Монетного двора, наладил монетное дело в Англии. Известный алхимик, Ньютон занимался хронологией древних царств. Теологические труды посвятил толкованию библейских пророчеств (большей частью не опубликованы).
Ампер Андре Мари
АМПЕР (Ampere) Андре Мари (1775-1836), французский ученый, член Парижской АН (1814), иностранный член Петербургской АН (1830), один из основоположников электродинамики. Получил домашнее образование. Основные труды в области электродинамики. Автор первой теории магнетизма. Предложил правило для определения направления действия магнитного поля на магнитную стрелку (правило Ампера). Провел ряд экспериментов по исследованию взаимодействия между электрическим током и магнитом, для которых сконструировал большое количество приборов.
Кулибин Иван Петрович
КУЛИБИН Иван Петрович (1735-1818), российский механик-самоучка. Изобрел много различных механизмов. Усовершенствовал шлифовку стекол для оптических приборов. Разработал проект и построил модель одноарочного моста через р. Нева пролетом 298 м. Создал “зеркальный фонарь” (прототип прожектора), семафорный телеграф и много др.
Жаккар Жозеф Мари
ЖАККАР (Jacquard) Жозеф Мари (1752-1834), французский изобретатель. Создал (1804-08) приспособление для выработки крупноузорчатых тканей (машина Жаккарда).
Устройства
Рабодологический абак
РАБДОЛОГИЧЕСКИЙ АБАК (1700 год). Суммирующая машина Шарля Перро, в которой взамен зубчатых колес используются зубчатые рейки. Машина получила название "Рабдологический абак". Названо это устройство так потому, что древние называли абаком небольшую доску, на которой написаны цифры, а Рабдологией - науку выполнения арифметических операций с помощью маленьких палочек с цифрами.
Арифметическая машина Герстена
АРИФМЕТИЧЕСКАЯ МАШИНА ГЕРСТЕНА (1723 год). Машина Христиана Людвига Герстена - члена Лондонского королевского общества немецкого математика, физика, астронома замечательна тем, что в ней впервые применено устройство для подсчета частного и числа последовательных операций сложения, необходимых при умножении чисел, а также предусмотрена возможность контроля за правильностью ввода (установки) второго слагаемого, что снижает вероятность субъективной ошибки, связанной с утомлением вычислителя.
Счетное устройство Стэнхоупа
СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО СТЕНХОУПА (1775 год). В Англии графом Stanhope было создано счетное устройство, в котором не были реализованы новые механические системы, но это устройство имело большую надежность в работе.
Новейшая история
Начало XX века
Великие творцы
Слонимский Зиновий Яковлевич
З.Я.Слонимский (1810-1904) Математик-самоучка, автор суммирующей "Снаряд для сложения и вычитания", и множительной машин, за которые он был удостоен Демидовской премии.У одного русского писателя есть рассказ о математике-самоучке из маленького еврейского местечка, который в XIX веке изобрел дифференциальное исчисление и умер от огорчения, узнав о том, что до него это уже сделали Ньютон и Лейбниц.
Однер Вильгодт Теофил
Вильгодт Теофил Однер (1845-1903)Инженер, изобретатель арифмометра (арифмометр Орднера), который распространился во всем мире, с его появлением зародилось математическое машиностроение, в течение многих десятков лет он был самой распространенной вычислительной машиной. Только распространение электронных калькуляторов вытеснило арифмометры Олнера из всеобщего употребления.
Томсон
ОМСОН (Thomson), английские физики, отец и сын: 1) Джозеф Джон (1856-1940), основатель научной школы, член (1884) и президент (1915-1920) Лондонского королевского общества, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1913) и иностранный почетный член (1925) АН СССР. Директор Кавендишской лаборатории (1884-1919). Исследовал прохождение электрического тока через разреженные газы. Открыл (1897) электрон и определил (1898) его заряд. Предложил (1903) одну из первых моделей атома. Один из создателей электронной теории металлов. Нобелевская премия (1906).2) Джордж Паджет (1892-1975), открыл (1927, независимо от К. Дэвиссона и Л. Джермера) дифракцию электронов. Нобелевская премия (1937, совместно с Дэвиссоном).
Эдисон Томас Алва
ЭДИСОН (Edison) Томас Алва (1847-1931), американский изобретатель и предприниматель, организатор и руководитель первой американской промышленно-исследовательской лаборатории (1872, Менло-Парк), иностранный почетный член АН СССР (1930). Для деятельности Эдисона характерны практическая направленность, разносторонность, непосредственная связь с промышленностью. Автор св. 1000 изобретений, главным образом в различных областях электротехники. Усовершенствовал телеграф и телефон, лампу накаливания (1879), изобрел фонограф (1877) и др., построил первую в мире электростанцию общественного пользования (1882), обнаружил явление термоионной эмиссии (1883) и мн. др.
Лоренц Хендрик Антон
ЛОРЕНЦ (Лорентц) (Lorentz) Хендрик Антон (1853-1928), нидерландский физик, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1910) и иностранный почетный член АН СССР, (1925). Труды по теоретической физике. Создал классическую электронную теорию, с помощью которой объяснил многие электрические и оптические явления, в т. ч. эффект Зеемана. Разработал электродинамику движущихся сред. Вывел преобразования, названные его именем. Близко подошел к созданию теории относительности. Нобелевская премия (1902, совместно с П. Зееманом).
Попов Александр Степанович
ПОПОВ Александр Степанович (1859-1905/06), российский физик и электротехник, один из пионеров применения электромагнитных волн в практических целях (в т. ч. для радиосвязи. В нач. 1895 создал совершенный по тому времени вариант радиоприемника и продемонстрировал его 25.4 (7.5) 1895, используя в качестве источника электромагнитного излучения вибратор Герца. На базе своего радиоприемника сконструировал (1895) прибор для регистрации грозовых разрядов (“грозоотметчик”). В 1897 начал работы по беспроволочному телеграфированию. В том же году передал на расстояние ок. 200 м свою первую радиограмму, состоящую из одного слова “Герц”. В 1901 достиг дальности радиосвязи ок. 150 км. Золотая медаль на Всемирной выставке 1900 в Париже.
Чебышев Пафнутий Львович
ЧЕБЫШЕВ Пафнутий Львович (1821-94), российский математик, создатель петербургской научной школы, академик Петербургской АН (1856). Для творчества Чебышева характерно разнообразие областей исследования, умение достигать элементарными средствами фундаментальных результатов, стремление связать проблемы математики с принципиальными вопросами естествознания и техники. Многие открытия Чебышева обусловлены прикладными исследованиями, главным образом в теории механизмов. Создал теорию наилучшего приближения функций с помощью многочленов, в теории вероятностей доказал, в весьма общей форме, закон больших чисел, в теории чисел — асимптотический закон распределения простых чисел и др. Труды Чебышева положили начало развитию многих новых разделов математики.Ф
Шредер Эрнст
ШРЕДЕР Эрнст (1841-1902), немецкий математик и логик; основополагающие исследования по алгебре логики (алгебре классов) и логике отношений; осуществил первую попытку построения общей теории алгоритмов и исчислений.
Вышнеградский Иван Алексеевич
ВЫШНЕГРАДСКИЙ Иван Алексеевич (1831/32-95), российский ученый, почетный член Петербургской АН (1888). Один из основоположников теории автоматического регулирования, основатель научной школы по конструированию машин. В 1888-92 министр финансов.
Гусник Якуб
ГУСНИК (Husnik) Якуб (1837-1916), чешский ученый и изобретатель в области фотомеханических способов репродуцирования. Изобрел фототипию (1868). Живописец-портретист.
Буняковский Виктор Яковлевич
БУНЯКОВСКИЙ Виктор Яковлевич (1804-89), российский математик, академик Петербургской АН (1830). Труды по интегральному исчислению, теории неравенств, теории чисел, теории вероятностей и демографии (статистике населения).
Максвелл Джеймс Клерк
МАКСВЕЛЛ (Maxwell) Джеймс Клерк (Clerk) (1831-79), английский физик, создатель классической электродинамики, один из основоположников статистической физики, организатор и первый директор (с 1871) Кавендишской лаборатории. Развивая идеи М. Фарадея, создал теорию электромагнитного поля (уравнения Максвелла); ввел понятие о токе смещения, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света. Установил статистическое распределение, названное его именем. Исследовал вязкость, диффузию и теплопроводность газов. Показал, что кольца Сатурна состоят из отдельных тел. Труды по цветному зрению и колориметрии (диск Максвелла), оптике (эффект Максвелла), теории упругости (теорема Максвелла, диаграмма Максвелла — Кремоны), термодинамике, истории физики и др.
Буль Джордж
БУЛЬ (Boole) Джордж (1815-64), английский математик и логик, один из основоположников математической логики. Разработал алгебру логики (“Исследование законов мышления”, 1854).
Морзе Сэмюэл
МОРЗЕ (Morse) Сэмюэл Финли Бриз (1791-1872), американский художник и изобретатель. В 1837 изобрел электромеханический телеграфный аппарат. В 1838 разработал телеграфный код (азбука Морзе).
Якоби Борис Семенович
ЯКОБИ Борис Семенович (Мориц Герман) (1801-1874), российский физик и электротехник, академик Петербургской АН (1842). Брат Карла Якоби. Родился в Германии, с 1835 в России. Много трудов по практическому применению электричества. Изобрел электродвигатель (1834) и опробовал его для привода судна (1838). Создал гальванотехнику (1838), несколько типов телеграфных аппаратов (1840-50). Исследовал электромагниты (совместно с Э. Х. Ленцем). Труды по военной электротехнике, электрическим измерениям, метрологии.
Шиллинг Павел Львович
ШИЛЛИНГ Павел Львович (1786-1837), российский изобретатель и востоковед, член-корреспондент Петербургской АН (1828). Изобрел (1812) электрическую мину, создал (1832) первый практически пригодный электромагнитный телеграф. Исследования по истории и языкам народов Азии; собрал обширную коллекцию восточных рукописей.
Фарадей Майкл
ФАРАДЕЙ (Faraday) Майкл (1791-1867), английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле, иностранный почетный член Петербургской АН (1830). Обнаружил химическое действие электрического тока, взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, магнетизмом и светом. Открыл (1831) электромагнитную индукцию — явление, которое легло в основу электротехники. Установил (1833-34) законы электролиза, названные его именем, открыл пара- и диамагнетизм, вращение плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). Доказал тождественность различных видов электричества. Ввел понятия электрического и магнитного поля, высказал идею существования электромагнитных волн.
Беббидж Чарлз
БЕББИДЖ (Бэббидж) (Babbage) Чарлз (1792-1872), английский математик, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1832). Труды по теории функций, механизации счета в экономике. Сконструировал и построил (1820-22) машину для табулирования. С 1823 работал над постройкой разностной машины. В 1833 разработал проект универсальной цифровой вычислительной машины — прообраза ЭВМ.
Лавлейс Ада Аугуста
Лавлейс Ада Аугуста Ada Byron, Countess of Lovelace (1815-1852), Графиня Ада Лавлейс, дочь поэта Байрона, изучала астрономию, латынь, музыку и математику. Совместно с английским математиком Чарльзом Бэббиджем она работала над созданием арифметических программ для его счетных машин. Ее работы в этой области были опубликованы в 1843 году. Однако в то время считалось неприличным для женщины издавать свои сочинения под полным именем и, Лавлейс поставила на титуле только свои инициалы. Поэтому ее математические труды, как и работы многих других женщин-ученых, долго пребывали в забвении. В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены такие понятия, как подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 50-х годах нашего века. Сам термин библиотека был введен Бэббиджем, а термины рабочая ячейка и цикл предложила Ада Лавлейс.Графиню Лавлейс называют первым программистом; в ее честь назван язык программирования АДА.За свою долгую жизнь Чарлз Бэббидж написал более 80 заметок, статей и книг по самым различным вопросам. Однако подробное изложение принципов работы разностной и аналитической машин сделано не им (Бэббидж говорил, что слишком занят созданием машин, чтобы еще заниматься и их описанием). Разностная машина весьма детально описана в упоминавшейся уже статье Ларднера (см. ПЛ №4, 1997, стр. 61–63), аналитическая — в статье Л. Ф. Менабреа, переведенной на английский язык леди Лавлейс. Леди Лавлейс не только перевела отчет Менабреа, но и дополнила его собственными комментариями, свидетельствующими о замечательном понимании ею принципов работы вычислительных машин Бэббиджа. Кроме того, она привела ряд примеров практического использования машин и, выражаясь современным языком, составила программу вычисления чисел Бернулли по довольно сложному алгоритму.
Устройства
Механический калькулятор Томаса
МЕХАНИЧЕСКИЙ КАЛЬКУЛЯТОР ТОМАСА (1820 год). Чарльз Ксавьер Томас (1785-1870) создал первый механический калькулятор, который мог не только складывать и умножать, но и вычитать и делить. Бурное развитие механических калькуляторов привело к тому, что к 1890 году добавился ряд полезных функций: запоминание промежуточных результатов с использованием их в последующих операциях, печать результата и т.п.
Разностная машина Бэббиджа
РАЗНОСТНАЯ МАШИНА БЭББИДЖА (1822 год). Английский математик Чарлз Бэббидж (Charles Babbage, 1792-1871) выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. В том же году он построил пробную модель своей Разностной машины, состоящую из шестеренок и валиков, вращаемых вручную при помощи специального рычага.
Снаряд для сложения и вычитания Слонимского
СНАРЯДДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ СЛОНИМСКОГО (1845 год). Выдан патент на счетный прибор 3. Я. Слонимского— суммирующую машину “Снаряд для сложения и вычитания”, за которую автор получил Демидовскую премию.В середине прошлого века З.Я. Слонимский (1810-1904) предложил простое множительное устройство, основанное на доказанной им теореме. Это устройство позволяло получать произведения любого числа (разрядность которого не превышала разрядности устройства ) на любое однозначное число. Другими словами, это было нечто вроде механической таблицы умножения любого числа на 2, 3, 4,..., 9. Позднее теорема Слонимского была использована при создании другого простого множительного устройства (счетных брусков Иофе). На основе своей теоремы Слонимский составил таблицу, состоящую из 280 столбцов – по 9 чисел в каждом. Эта таблица нанесена на цилиндры, являющиеся основным элементом устройства. Цилиндры могут перемещаться в двух направлениях: вдоль оси и вокруг нее. На ось, на которой находится цилиндр, надеты также два мини-цилиндра. На поверхность одного мини- цилиндра нанесены числа от 0 до 9 , а на поверхность другого – буквы a, b, c, d и цифры (от 1 до 7).На крышке прибора находятся 11 рядов окошек считывания, в первом (нижнем) ряду видно устанавливаемое число (множимое). Во втором и третьем рядах окошек при установке множимого появляются буквы и цифры. Их сочетание служит ключом для оператора. Благодаря ему он знает, какой винт и насколько нужно повернуть. После этого ив 4-11-м рядах окошек появляются числа: в 4-м ряду – произведение множимого на 2, в 5-м – на 3, в 6 – на 4 и т. д. Таким образом, в нашем распоряжении оказывается произведение множимого на все разряды множителя. Теперь остается обычным способом (на бумаге) сложить эти результаты и получить искомое произведение.
Комптометр
История технических открытий и изобретений с первого взгляда кажется цепью случайных озарений, результатом усилий гениальных одиночек, творящих по внутреннему побуждению. Но это только с первого взгляда. Кроме внутреннего побуждения талантливых изобретателей, есть еще потребности общественного развития. Они-то и определяют в конечном счете судьбу технического изобретения. Нужны материальные предпосылки и соответствующие социально-экономические условия, чтобы техническая новинка получила «права гражданства». Для суммирующих машин таких предпосылок, по сути дела, не было ни в XVII, ни в XVIII, ни даже в первой половине XIX века. В эти века вполне обходились существовавшими тогда средствами и методами счета.Не было тогда и соответствующих материально-технических условий для полной реализации идеи механизации счета. Отсюда серьезные конструктивные недостатки машин. Ввод чисел и выполнение операций в старых машинах были медленными процессами, которым трудно было конкурировать с устным счетом «профессиональных вычислителей» вроде бухгалтеров, продавцов, кассиров и т. п. Правильность установки (ввода) последующих слагаемых, как правило, нельзя было проконтролировать. Наконец, механизмы передачи десятков у всех суммирующих машин страдали серьезным недостатком, суть которого можно пояснить следующим примером.Пусть требуется выполнить на машине с межразрядным переносом сложение 19997 + 6. Установив первое слагаемое, повернем колесо единиц на 6 делений. Пока мы будем проходить положения, соответствующие цифрам 8 и 9, поворот осуществляется при определенном усилии. При переходе же от 9 к 0 вычислителю придется поворачивать не одно колесо, а сразу 5! При этом происходит повышение сопротивления механизма и приходится увеличивать усилие. После окончания переноса сопротивление вновь падает. При таких скачках сопротивления работа механизма получается неравномерной. Это усугубляет нежелательное явление, известное в технике под названием «мертвый ход», или «люфт»: зубчатое колесо разряда единиц должно повернуться на некоторый угол прежде, чем его вращение будет передано колесу десятков.«Мертвый ход» в счетном механизме был следствием не только износа зубьев под действием переменных усилий, но и низкой точности изготовления колес. Здесь мы сталкиваемся еще с одной важной причиной ограниченного распространения счетных машин – отсутствием технологической базы для развития счетной техники.
Двухразрядная счетная машина Хилла
ДВУХРАЗРЯДНАЯ СЧЕТНАЯ МАШИНА ХИЛЛА (1857 год). В США Томас Хилл создает первую в мире двухразрядную машину.
Счетная машина Болдуина
СЧЕТНАЯ МАШИНА БОЛДУИНА (1872 год). Изобретатель Ф.Болдуин (Baldwin) предложил использовать для счетного устройства колесо с переменным числом зубцов. Позже Ф.Болдуин получил в Вашингтоне патент на свое изобретение.
Фотометр
ФОТОМЕТР (1875 год). Лондонский инженер У. Смит изготовил первый в мире полупроводниковый прибор — фотометр.
Арифмометр Однера
АРИФМОМЕТР ОДНЕРА (1880 год). Вильгод Однер, швед по национальности, жил в России и работал мастером экспедиции, выпускающей государственные денежные и ценные бумаги. Над арифмометром он начал работать в 1874 году, а в 1890 году налаживает их массовый выпуск. Их модификация "Феликс" выпускалась до 50-х годов. Главная особенность детища Однера заключается в применении зубчатых колес с переменным числом зубцов (это колесо носит имя Однера) вместо ступенчатых валиков Лейбница. Оно проще валика конструктивно и имеет меньшие размеры.
Табулятор Холлерита
ТАБУЛЯТОР ХОЛЛЕРИТА (1884 год). Американский инженер Герман Холлерит (Herman Hillerith, 1860-1929) взял патент "на машину для переписи населения". Изобретение включало перфокарту и сортировальную машину. Перфокарта Холлерита оказалась настолько удачной, что без малейших изменений просуществовала до наших дней.Идея наносить данные на перфокарты и затем считывать и обрабатывать их автоматически принадлежала Джону Биллингсу, а ее техническое решение принадлежит Герману Холлериту. Табулятор принимал карточки размером с долларовую бумажку. На карточках имелось 240 позиций (12 рядов по 20 позиций). При считывании информации с перфокарт 240 игл пронизывали эти карты. Там, где игла попадала в отверстие, она замыкала электрический контакт, в результате чего увеличивалось на единицу значение в соответствующем счетчике.
Начало XX века
Великие творцы
Маркони Гульельмо
МАРКОНИ (Marconi) Гульельмо (1874-1937), итальянский радиотехник и предприниматель. С 1894 в Италии, а с 1896 в Великобритании проводил опыты по практическому использованию электромагнитных волн; в 1897 получил патент на изобретение способа беспроводного телеграфирования. Организовал акционерное общество (1897). Способствовал развитию радио как средства связи. Нобелевская премия (1909, совместно с К. Ф. Брауном).
Флеминг Джон Амброз
ФЛЕМИНГ (Fleming) Джон Амброз (1849-1945), английский физик. Труды по радиотехнике и электротехнике. Предложил правой руки правило для определения направления индукционного тока в проводнике (правило Флеминга). Изобрел (1904) двухэлектродную лампу (диод).
Форест Ли
ФОРЕСТ (Де Форест) (De Forest) Ли (1873-1961), американский инженер. Автор многих изобретений в области радиотехники и звукового кино. Создал триод (1906) и ламповый детектор и усилитель на его основе (“аудион Фореста”).
Розинг Борис Львович
РОЗИНГ Борис Львович (1869-1933), российский радиофизик. Автор системы телевидения с электронно-лучевой трубкой (1907), осуществил (1911) первую в мире передачу по этой системе. Труды по магнетизму (гипотеза молекулярного поля).
Бонч-Бруевич Михаил Александрович
БОНЧ-БРУЕВИЧ Михаил Александрович (1888-1940), российский ученый, один из пионеров радиотехники, член-корреспондент АН СССР (1931). Организовал первое отечественное производство электронных ламп (1916-1919). В 1918-28 руководитель Нижегородской радиолаборатории. Под руководством Бон-Бруевича создана первая в мире мощная радиовещательная станция им. Коминтерна в Москве (1922). Труды по многим вопросам радиотехники.
Устройства
Электронная лампа
ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАМПА (1906 ujl) - электровакуумный прибор с несколькими электродами (диод, триод, тетрод, пентод и т. д.), в котором создается поток электронов, движущихся в вакууме, и осуществляется управление этим потоком. По выходной мощности электронные лампы подразделяются на приемно-усилительные (не св. 10 Вт) и генераторные (св. 10 Вт). Приемно-усилительные электронные лампы в 1970-х гг. практически вытеснены полупроводниковыми приборами. Генераторные электронные лампы используют в радиопередатчиках, измерительных приборах, устройствах экспериментальной физики и т. д.
Электронно-лучевая трубка
Электронно-лучевые трубки для осциллографирования, т. е. записи быстропеременных электрических явлений, были впервые задействованы в начале прошлого столетия, и одной из первых таких трубок была разработанная проф. Д. А. Рожанским в 1910-1911 гг.ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА - устаревшее название ряда электронно-лучевых приборов для преобразования электрических сигналов, напр., в видимые изображения (осциллографические, индикаторные электронно-лучевые трубки, кинескопы и др.), оптических изображений в электрические сигналы (телевизионные передающие трубки).ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПРИБОР - вакуумный электронный прибор, в котором используется управляемый поток электронов, сконцентрированных в узкий пучок (электронный луч). Основные элементы электронно-лучевого прибора: электронная пушка; электроды, управляющие положением или интенсивностью луча; мишень (напр., люминесцентный экран). На основе взаимодействия электронного луча с мишенью осуществляют различного рода преобразования электрических или световых сигналов. В зависимости от назначения электронно-лучевые приборы подразделяются на приемные, предназначенные для отображения информации (электрических сигналов) в форме, удобной для визуального восприятия (кинескоп, осциллографический электронно-лучевой прибор и др.), и передающие (телевизионные передающие трубки), служащие для преобразования светового изображения в видеосигналы (суперортикон, видикон, диссектор и др.).
Реле
РЕЛЕЙНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (1918 год) - простейшее переключающее устройство с 2 (или больше) состояниями устойчивого равновесия; одно состояние релейного элемента скачком сменяется другим под влиянием внешнего воздействия (напр., изменения температуры, давления, электрического напряжения, освещенности, звука); уровень воздействия, при котором изменяется состояние релейного элемента, называется порогом срабатывания. Релейный элемент входит в состав любого реле; широко используется также в устройствах автоматики, телемеханики, связи, вычислительной техники.
30 годы
Великие творцы
Тьюринг Алан Матисон
ТЬЮРИНГ (Turing) Алан Матисон (1912-1954), английский математик. Основные труды по математической логике, вычислительной математике. В 1936-37 ввел математическое понятие абстрактного эквивалента алгоритма, или вычислимой функции, получившее затем название “машины Тьюринга”.Алан Мэтисон Тьюринг родился в Лондоне 23 июня 1912г. в семье чиновника индийской гражданской службы Джулиуса Тьюринга и Сары Тьюринг, урожденной Стоней. Шотландская фамилия Тьюринг имеет нормандское происхождение. Англо-ирландская семья Стоней йоркширского происхождения дала обществу несколько выдающихся физиков и инженеров (Дж. Дж. Стоней и др.).Интерес к науке, и в частности к математике, у Алана Тьюринга проявился рано, еще в начальной школе и в пансионе, в который он поступил в 1926 г. Некоторые характерные черты, присущие зрелому Тьюрингу, были заметны уже тогда. Принимаясь за ту или иную задачу, он начинал ее решение с азов, и на него не оказывало никакого влияния общепринятое мнение — привычка, которая дает свежесть и независимость его работам, но также, несомненно, делает автора трудно читаемым.В 1931 г. в девятнадцатилетнем возрасте Тьюринг в качестве математического стипендиата поступил в Королевский колледж Кембриджского университета. Четырьмя годами позже защитил диссертацию «Центральная предельная теорема теории вероятности» (которую он самостоятельно переоткрыл, не зная об аналогичной предшествующей работе) и был избран членом Королевского научного общества. Именно в 1935 г. он впервые начал работать в области математической логики и проводить исследования, которые уже через год привели к выдающимся результатам: решению одной из проблем Д. Гильберта и изобретению умозрительной машины («машины Тьюринга»), по своему логическому устройству являющейся прообразом цифровых компьютеров, созданных только спустя десять лет.Предыстория этого была такой. В Париже в 1900 г. на Международном математическом конгрессе знаменитый математик Давид Гильберт представил список нерешенных проблем. В этом списке второй значилась задача доказательства непротиворечивости системы аксиом обычной арифметики, формулировку которой в дальнейшем Гильберт уточнил как «Entscheidungsproblem» («проблема разрешимости»). Она заключалась в нахождении общего метода, который позволил бы определить, «выполнимо ли данное высказывание на языке формальной логики, т. е. установить его истинность». Алан Тьюринг впервые услышал об этой проблеме на лекциях Макса Ньюмена в Кембридже (он работал там преподавателем математики с 1924 г.) и в течение 1936 г. получил ответ: проблема Гильберта оказалась неразрешимой. Результаты работы он изложил в своей знаменитой статье в 1936— 1937 гг. Но «значение статьи, в которой Тьюринг изложил свой результат, — писал Джон Хопкрофт, — простирается за рамки той задачи, по поводу коnорой статья была написана. Работая над проблемой Гильберта, Тьюрингу пришлось дать четкое определение самого понятия метода. Отталкиваясь от интуитивного представления о методе как о некоем алгоритме, т. е. процедуре, которая может быть выполнена механически (здесь, по-видимому, Тьюринг воспользовался терминологией М. Ньюмена — «чисто механический процесс», — примененной на лекции, излагающей проблему Гильберта. — Прим. ред.], без творческого вмешательства, он показал, как эту идею можно воплотить в виде подробной модели вычислительного процесса. Полученная модель вычислений, в которой каждый алгоритм разбивался на последовательность простых, элементарных шагов, и была логической конструкцией, названной впоследствии машиной Тьюринга».Значение работы Тьюринга для теории вычислений велико: «машина Тьюринга за данный большой, но конечный промежуток времени способна справиться с любым вычислением, которое может выполнить всякая сколь угодно мощная современная ЭВМ».Тьюринг стал первым, достигшим понимания универсальной природы вычислительной машины. Он показал, что можно построить универсальную машину, способную работать, как любая простая машина Тьюринга, если в нее ввести описание этой простой машины. В сентябре 1936 г. Тьюринг покидает Кембридж и пере бирается в Америку, в Принстонский университет, где работает куратором. Там в 1938 г. он получил степень доктора философии. В то время в Принстон-ском университете работали такие знаменитости, как Черч, Курант, Эйнштейн, Харди и фон Нейман.Между Нейманом и Тьюрингом состоялись первые дискуссии по вычислительным и «думающим» машинам. Джон фон Нейман проявил живой интерес к идее универсальной машины и предложил Тьюрингу поработать в Принстоне в должности своего ассистента. Тьюринг не принял это предложение и весной того же года возвратился в Кембридж, где ему подтвердили звание и положение члена Королевского колледжа университета.Период жизни и деятельности Алана Тьюринга с 1939 по 1945 г. долгое время был скрыт завесой секретности. Мать Тьюринга, опубликовавшая в 1959 г. воспоминания о сыне, скупо писала, что сразу же после объявления войны Тьюринга приняли на работу в качестве государственного служащего в управление связи Министерства иностранных дел. Вначале его местопребывание сохранялось в тайне, хотя позднее стало известно, что он работал в Блетчли-парке близ Лондона, где проводилась особо секретная работа по криптоанализу.Работа в Блетчли-парке велась в рамках засекреченного проекта «Ультра», целью которого был поиск метода расшифровки секретных немецких кодов. Для шифрования секретнейших приказов верховного главнокомандования вермахта, аппарата полиции, СД, СС в Германии использовалась электрическая шифровальная машина «Энигма». Еще до начала второй мировой войны поляки сумели сделать точную копию «Энигмы» и переправить ее в Англию. Но без ключа и схемы коммутации (немцы меняли их три раза в день),даже имея в качестве приемника еще одну «Энигму», трудно было дешифровать сообщение. Для разгадки секретного шифра в Блетчли-парке собралось любопытное общество выдающихся математиков, шахматистов, любителей кроссвордов, знатоков различных областей знаний и даже двух музыкантов. Среди этих людей, оторванных от внешнего мира, был и Алан Тьюринг, возглавлявший одну из групп, в которой работали двенадцать математиков и четыре лингвиста.В работу его группы и некоторых других входило создание различных специальных вычислительных машин для целей дешифровки немецких сообщений. Надо сказать, что блестящие идеи умозрительной «машины Тьюринга» воплотились в реальных машинах, созданных в Блетчли-парке. Среди них были «Хит Робинсон», электромеханическая машина, включавшая два фотоэлектрических устройства считывания с перфоленты со скоростью 2000 символов в секунду (подобно бесконечной ленте и считывающей головке «машины Тьюринга»), арифметическое устройство на реле и печатающий блок, «Питер Робинсон», «Супер Робинсон» и т. д. Среди разработчиков кроме Тьюринга были Уинн-Уиль-ямс, флауэрс и др. Эти машины работали по принципу перебора различных комбинаций из символов немецкого кода до получения осмысленного сообщения. В сентябре 1942 г. в Блетчли-парк прибыл профессор М. Ньюмен (тот самый, из Кембриджа) и возглавил группу специалистов (Т. Флауэрс, А. Кумбс, С. Броуд-бейт, У. Чандлер, И. Гуд, Д. Мичи) по созданию электронной вычислительной машины для той же цели. В результате в декабре 1943 г. была создана первая (не только в Англии, но и в мире) электронная вычислительная машина «Колосс», содержащая 2000 электронных ламп.В этой машине использовался только один тип лент, как и предлагал А. Тьюринг, — «данные» (в закодированном виде перехваченные за день неприятельские сообщения), скорость считывания с которых достигала 5000 символов в секунду (использовалось пять фотосчитывающих устройств). Машина в поисках соответствия сопоставляла зашифрованное сообщение с уже известными кодами «Энигмы», которые хранились в кольцевых регистрах, выполненных на тиратронах. К концу войны было изготовлено около 10 «Колоссов».Очевидно, непосредственного участия в создании «Колосса» Тьюринг не принимал, он выступал в роли консультанта, но как признался И. Гуд, Ньюмену при создании машины очень» помогла работа Тьюринга 1936 г. «Я не хочу сказать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу, — вспоминал многие годы спустя И. Гуд, — но беру на себя смелость сказать, что без него мы могли бы ее и проиграть». За работу в Министерстве иностранных дел (в Блетчли-парке) во время войны А. Тьюринг был награжден орденом Кавалера Британской империи IV степени.До сих пор остается невыясненной история встречи во время войны Тьюринга с фон Нейманом. История эта, или, как ее назвали позднее, легенда, состоит в том, что эта встреча двух выдающихся математиков имела решающее значение для развития современной вычислительной техники. Известно, что»Тьюринг совершил по крайней мере одну поездку в США в 1943 г., хотя некоторые утверждают, что он бывал там и в 1942г. Кроме фон Неймана он встречался также с Клодом, Шенноном, но они, очевидно, не обсуждали вопросов по поводу вычислительных машин.Ситуацию взаимоотношений этих знаменитостей, наверно, лучше всего обрисовал С. Френкель, который писал: «Многие люди провозгласили фон Неймана отцом вычислительных машин (в современном смысле термина), но я уверен, что он никогда не сделал бы подобной ошибки сам. Его (фон Неймана) достоверно можно назвать «повивальной бабкой», и он настойчиво утверждал мне и другим, что фундаментальная концепция принадлежит Тьюрингу, поскольку подобное не предвидели ни Бэббидж, ни Лав-лейс, ни другие».В 1945 г. Алан Тьюринг, отказавшись от лекторской работы в Кембриджском университете, перешел по рекомендации М. Ньюмена в Национальную физическую лабораторию (НФЛ), где организовалась группа по проектированию и созданию вычислительной машины АСЕ (Automatic Computing Engine). В течение трех лет (1945—1948), пока существовала эта группа, он сделал первые наброски АСЕ и внес ряд предложений по ее конструированию. Отчет Тьюринга по АСЕ датирован более поздней датой и ссылается на известный черновой отчет фон Неймана по EDVAC. Но Тьюринг пошел значительно дальше, так как его работа содержала много конкретных деталей и имела полную концепцию компьютера с хранимой программой. Многие утверждают, что Тьюринг предложил один из первых проектов такого компьютера — концепцию, которую считают фундаментальной в вычислительном мире и которая была предложена им независимо от Маучли, Эккерта и фон Неймана.Отчет по АСЕ был передан в исполнительный комитет НФЛ 19 марта 1946 г. с сопроводительной запиской Уомерсли, в которой сообщалось, что, хотя отчет основан на проекте EDVAC, последний содержит ряд идей, принадлежащих Тьюрингу. Хотя о работе Тьюринга во время войны многое неизвестно, она, безусловно, значительна, хотя бы по тем моментам, которые обозначены в проекте АСЕ. Машина под названием MOSAIC, основанная на первичном варианте этого проекта, была вскоре построена Чандлером и Кумбсом.В сентябре 1948 г. Тьюринг перешел на работу в Манчестерский университет, заняв номинальную должность заместителя директора лаборатории вычислительных машин, хотя в действительности он числился в математическом отделе М. Ньюмена и являлся ответственным за программирование. В Манчестерском университете с конца 1946 г. под руководством Ф. Уильямса и Т. Килбурна разрабатывалась вычислительная машина «Марк-1». 21 июля 1948 г. на машине была запущена 52-минутная программа, и в настоящее время считается, что «Марк-1» был первым действующим компьютером с хранимой программой.При работе над усовершенствованием манчестерской машины М. Ньюмен первым. пришел к изобретению индексного регистра, а А. Тьюринг написал первое руководство по программированию. Кроме того, Тьюрингом было придумано еще одно новшество. В машине «Марк-1» использовался 5-битный код для представления команды, причем каждая команда содержала 4 таких кода, т. е. 20 бит. С целью облегчения программирования Тьюринг предложил поставить в соответствие каждому 5-битному коду определенный символ из набора 32 знаков (25) — по числу возможных комбинаций. Символы, которые, по Тьюрингу, соответствовали пятизначному двоичному коду, содержали цифры, буквы и знаки препинания, имеющиеся на стандартной клавиатуре телепринтера. Например, символ «/» (косая черта) был обозначен как 00000, буква «R» — 01010 и т.д. В дальнейшем, как известно, символы компьютеров, в том числе и современных персональных, занимают 8-битный код (байт), поэтому их число может достигать 256 различных знаков (28).В конце 40-х гг. Тьюринг занялся проблемой «мыслящих» машин, машинного интеллекта, которая к настоящему времени сформировалась в целое направление под названием «Искусственный интеллект». Многие ученые (в частности, Дж. Сирл) считают Алана Тьюринга основоположником искусственного интеллекта. Первая его статья «Intelligent Machinery» в форме отчета Национальной физической лаборатории вышла в 1948 г., а затем в 1950 г. в английском журйале «Mind» была опубликована его основополагающая статья «Computing Machinery and Intelligence». В русском переводе она вышла под названием «Может ли машина мыслить?». И сегодня анализ этой проблемы Тьюрингом «остался, пожалуй, самым лучшим из всего, что стоит прочитать каждому желающему понять суть дела».«Я собираюсь рассмотреть вопрос «Могут ли машины мыслить?» — этими словами Тьюринг начинает статью, но вскоре он заменяет исходную постановку вопроса совершенно иной, в которой «мышление» машины рассматривается в технических терминах. В качестве критерия оценки мыслительной деятельности машины Тьюринг предлагает использовать ее действия в процессе «игры в имитацию» (imitation game). Эта «игра» в дальнейшем получила название теста Тьюринга.В современном понимании тест Тьюринга интерпретируют следующим образом: если машина способна имитировать поведение, которое эксперт-экзаменатор не сможет отличить от поведения человека, обладающего мыслительными способностями (у Тьюринга испытуемые — человек и машина отделены от эксперта-экзаменатора, задающего вопросы, стенами комнат и общаются посредством телеграфа), то машина также обладает этими способностями. С 50-х гг. было опубликовано много работ по вопросу о том, как программно реализовать тест Тьюринга и что «можно надеяться получить из современного уровня эвристического программирования». О своих надеждах и прогнозах А-Тьюринг писал в конце статьи: «Мы можем надеяться, что вычислительные машины в конечном счете смогут конкурировать с людьми во всех чисто интеллектуальных сферах деятельности. Но с какими машинами лучше всего начать двигаться к этой цели? Даже на этот вопрос ответить затруднительно. Многие люди думают, что лучше всего машина может выявить свои возможности в чрезвычайно абстрактной области, подобной игре в шахматы. Можно также утверждать, что лучше всего было бы снабдить машину наилучшими «органами чувств» (датчиками) из числа тех, что можно купить, а затем учить эту машину понимать и говорить по-английски. Этот процесс может быть сходен с обычным обучением ребенка. То есть машине надо указать на тот или иной предмет, называть его и т. п. Повторяю, что я не знаю, как правильно ответить на этот вопрос, но я думаю, что следует попытаться использовать два этих подхода.Мы можем заглядывать вперед лишь на очень небольшое расстояние, но уже сейчас очевидно, что нам предстоит еще очень многое сделать в той области, которая была предметом настоящей статьи».О Тьюринге как о личности с нетрадиционными взглядами, со странностями характера вспоминают многие его коллеги. О его чудачествах ходили легенды. Живя в Кембридже, он никогда не ставил часы по сигналам точного времени, а вычислял время в уме, отмечая положение определенной звезды.В Блетчли-парке в начале июня каждого года с ним происходили сильные приступы сенной лихорадки (аллергии), и тогда он приезжал на работу на велосипеде в противогазе, спасаясь от пыльцы. У его велосипеда был дефект: через регулярные промежутки времени спадала цепь. Вместо того чтобы починить его, он подсчитывал число оборотов педалей, чтобы вовремя слезть с велосипеда и поправить цепь. Он привязывал, как вспоминает И. Гуд, цепью свою кружку к радиатору отопления, чтобы ее не стащили.Однажды Тьюринг, узнав о падении курса английского фунта, расплавил имеющиеся серебряные монеты и закопал слиток на территории парка, но затем забыл, где именно.Тьюринг был неплохим спортсменом. После войны, чувствуя необходимость в физической разрядке, он пробежал длинную дистанцию и нашел, что преуспел в этом. Затем он выиграл трехмильную и десятимильную дистанций своего клуба, оба раза в рекордное время, а в 1947 г. занял пятое место в марафонском беге.Многие коллеги вспоминают его энтузиазм и волнение, с которыми он брался за любую идею, заинтересовавшую его, — от «говорящего» зайца до трудной научной проблемы. На него смотрели с большим уважением, так как он выделялся своим интеллектом и оригинальностью мышления. Его характеризовали как врожденного учителя, способного решить и объяснить любую необычную задачу. Кроме того, «не последнее слово сказано о нем как об инженере», — говорил У. Чандлер.Кроме выдающихся успехов, которых он добился в области компьютерной науки и машинного интеллекта, в области «чистой» математики Тьюринг получил ряд результатов в теории аппроксимации групп Ли, конечных групп и в вычислении дзета-функции Римана.В конце жизни он занялся вопросами биологии, а именно разработкой химической теории морфогенеза, которая дала полный простор для его редкого сочетания способностей математика с точностью вычислительной машины и одаренного философа, полного смелых и оригинальных идей. Предварительный доклад 1952 г. и отчет, который появился уже после его смерти, описывают только первые наброски этой теории.Для восстановления здоровья Тьюринг обращался в большинстве случаев к домашним средствам. Он придумал игру под названием «Необитаемый остров». Правила игры заключались в том, что все химические вещества (в том числе и лекарства) должны быть получены из бытовых продуктов. Так он получил цианистый калий и принял его. Утром 8 июня 1954 г. его нашли в постели мертвым. Через несколько дней ему исполнилось бы 42 года.Заслуги Алана Мэтисона Тьюринга в вычислительном мире велики. И, как свидетельство тому, известнейшая Ассоциация по вычислительной технике — АСМ (Association for Computing Machnery, создана в 1947 г.) учредила премию его имени. Первым лауреатом премии Тьюринга в 1966 г. стал Алан Перлис (один из создателей АЛ-ГОЛа) — первый президент АСМ. В дальнейшем этой премии удостаивались такие виднейшие ученые, как Джон Бэкус (создатель ФОРТРАНа), Джон Маккарти (создатель ЛИСПа, первый, кто ввел в практику термин «Искусственный интеллект»), КеннетАйвер-сон (создатель АЛЛ), Герберт Саймон и Ал-лен Ньюэлл (создатели эвристического программирования) и др.Многие языки программирования носят имена великих математиков: ЕВКЛИД, ПАСКАЛЬ, БЭББИДЖ и т.д. В 1982 г. ученые университета в Торонто создали более мощный, чем ПАСКАЛЬ, язык программирования и назвали его ТЬЮРИНГ.
Устройства
Дифференциальный анализатор
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР (1930 год). Вэннивер Буш (Vannevar Bush, 1890-1974) конструирует дифференциальный анализатор. По сути, это первая успешная попытка создать компьютер, способный выполнять громоздкие научные вычисления. Роль Буша в истории компьютерных технологий очень велика, но наиболее часто его имя всплывает в связи с пророческой статьей "As We May Think" (1945), в которой он описывает концепцию гипертекста.
Двоичный сумматор
ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР (1938 год). В телефонной компании Bell Laboratories создали первый двоичный сумматор (электрическая схема, выполнявшая операцию двоичного сложения) - один из основных компонентов любого компьютера. Автором идеи был Джордж Стибиц (George Stibits), экспериментировавший с булевой алгеброй и различными деталями - старыми реле, батарейками, лампочками и проводками. К 1940 году родилась машина, умевшая выполнять над комплексными числами четыре действия арифметики.
40 годы
Великие творцы
Нейман Джон
НЕЙМАН (Neumann) Джон (Янош) фон (1903-57), американский математик и физик. Родился в Будапеште, с 1930 в США. Труды по функциональному анализу, теории игр и квантовой механике. Внес большой вклад в создание первых ЭВМ и разработку методов их применения.Венгр по национальности, сын будапештского банкира Джон фон Нейман уже в восьмилетнем возрасте владел основами высшей математики и несколькими иностранными и классическими языками. Закончив в 1926 году Будапештский университет, фон Нейман преподавал в Германии, а в 1930 году эмигрировал в США и стал сотрудником Принстонского института перспективных исследований. В 1944 году фон Нейман и экономист О.Моргенштерн написали книгу "Теория игр и экономическое поведение". Эта книга содержит не только математическую теорию игр, но ее применения к экономическим, военным и другим наукам. Джон фон Нейман был направлен в группу разработчиков ENIAC консультантом по математическим вопросам, с которыми встретилась эта группа.В 1946 году вместе с Г.Гольдстейном и А.Берксом он написал и выпустил отчет "Предварительное обсуждение логической конструкции электронной вычислительной машины". Поскольку имя фон Неймана как выдающегося физика и математика было уже хорошо известно в широких научных кругах, все высказанные положения в отчете приписывались ему. Более того, архитектура первых двух поколений ЭВМ с последовательным выполнением команд в программе получила название "фон Неймановской архитектуры ЭВМ".
Крылов Алексей Николаевич
КРЫЛОВ Алексей Николаевич (1863-1945), российский кораблестроитель, механик и математик, академик АН СССР (1925; академик Петербургской АН с 1916, академик РАН с 1917), Герой Социалистического Труда (1943). Участник проектирования и постройки первых русских линкоров. Труды по теории корабля, магнитных и гироскопических компасов, артиллерии, механике, математике, истории науки. Создал ряд корабельных и артиллерийских приборов. Государственная премия СССР (1941).
Устройства
Релейный двоичный компьютер
РЕЛЕЙНЫЙ ДВОИЧНЫЙ КОМПЬЮТЕР Z3 (1940 год). Конрад Цузе построил первый в мире действующий релейный двоичный компьютер Z3 с программным управлением.Вычислительная машина имела клавиатуру для ввода условий задачи. По завершению вычислений результат высвечивался на панели с множеством маленьких лампочек. Общая площадь, которую занимала машина составляла 4 кв.м. Конрад Цузе запатентовал способ автоматических вычислений.
ENIAC
ENIAC (1942 год). В 1942 году американский физик Джон Моучли (John Mauchly) (1907-1980), после детального ознакомления с проектом Атанасова, представил собственный проект вычислительной машины. В работе над проектом ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и калькулятор) под руководством Джона Моучли и Джона Эккерта (John Presper Eckert) участвовало 200 человек. Весной 1945 года ЭВМ была построена, а в феврале 1946 года рассекречена. ENIAC, содержащий 178468 электронных ламп шести различных типов, 7200 кристалических диодов, 4100 магнитных элементов, занимавшая площадь в 300 кв.метром, в 1000 раз превосходил по быстродействию релейные вычислительные машины. Компьютер проживет девять лет и последний раз будет включен в 1955 году.
MARK-1
MARK-1 (1944 год). В 1937 году гарвардский математик Говард Эйкен (Howard Aiken) предложил прект создания большой счетной машины. Спонсировал работу президент компании IBM Томас Уотсон (Tomas Watson), который вложил в нее 500 тыс.$. Проектирование Mark-1 началось в 1939 году, строило этот компьютер нью-йоркское предприятие IBM. Компьютер содержал около 750 тыс. деталей, 3304 реле и более 800 км проводов.
Современная история
40 годы
Великие творцы
Ляпунов Алексей Андреевич
Алексей Андреевич Ляпунов (1911-1973) В 1928 г. поступил на физико-математический факультет МГУ, откуда через полтора года был исключен "как лицо дворянского происхождения". В 1934 г. он поступает на работу в Математический институт АН СССР, где специализируется в области теории множеств. В 1939 г. защищает кандидатскую, а в 1949 г. - докторскую диссертацию. В 1952 г. А. А. Ляпунова профессор в МГУ на кафедре вычислительной математики. Внес существенный вклад в развитие кибернетики
Устройства
МЭСМ
МЭСМ (1948 год). В 1948 году Сергеем Александровичем Лебедевым (1990-1974) и Б.И.Рамеевым был предложен первый проект отечественной цифровой электронно - вычислительной машины. Под руководством академика Лебедева С.А. и Глушкова В.М. разрабатываются отечественные ЭВМ: сначала МЭСМ - малая электронная счетная машина (1951 год, Киев), затем БЭСМ - быстродействующая электронная счетная машина (1952 год, Москва). Параллельно с ними создавались Стрела, Урал, Минск, Раздан, Наири.“МЭСМ”, малая электронная счетная машина - была первой отечественной универсальной ламповой ЭВМ в СССР. Начало работ по созданию - 1948 г, 1950 г. - завершение работ, 1950 - официальный ввод в эксплуатацию. В 1952-1953 гг. МЭСМ была самой быстродействующей и практически единственной регулярно эксплуатируемой ЭВМ в Европе. МЭСМ разработана в Институте электроники Академии наук Украины под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева. Принципы построения МЭСМ были разработаны С.А. Лебедевым независимо от аналогичных работ на Западе. Коллектив сотрудников, создавших МЭСМ, стал ядром организованного на базе лаборатории С.А. Лебедева Вычислительного центра НАН Украины, а впоследствии - Института кибернетики им. В.М. Глушкова НАН Украины. Конструктивно была изготовлена в виде макета. Работа по созданию машины носила научно-исследовательский характер и имела целью экспериментальную проверку общих принципов построения универсальных ЦВМ. Основные параметры машины таковы: быстродействие - 50 операций в 1 секунду; емкость оперативного ЗУ - 31 число и 63 команды;представление чисел - 16 двоичных разрядов с фиксированной перед старшим разрядом запятой; команды трехадресные, длиной 20 двоичных разрядов (из них 4 разряда - код операции); рабочая частота - 5 килогерц; машина имела также постоянное (штеккерное) ЗУ на 31 число и 63 команды; была предусмотрена также возможность подключения дополнительного ЗУ на магнитном барабане, емкостью в 5000 слов. ОЗУ было построено на триггерных регистрах, АУ - параллельного действия, чем в основном, и объясняются сравнительно большие аппаратурные затраты (только в ОЗУ было использовано 2500 триодов и 1500 диодов). Потребляемая мощность состовляла 15 кВт, машина размещалась на площади 60 кв.м.Обладая, естественно, низким быстродействием и малой емкостью ОЗУ, “МЭСМ” тем не менее была алгоритмически довольно развитой и, кроме того, содержала в своей структуре некоторые особенности, представляющие интерес и сейчас. Так, непосредственно связанное с арифм. устройством ОЗУ было построено на таких же триггерах, как и устройство управления и арифметическое устройство, и могло непосредственно связываться с медленно действующим ЗУ на магнитном барабане. Машина имела сменное долговременное ЗУ для хранения числовых констант и неизменных команд. Опыт, накопленный в процессе разработки машины, был использован при создании машины “БЭСМ”, а сама “МЭСМ” рассматривалась в качестве действующего макета, на котором отрабатывались принципы построения “БЭСМ”, Несмотря на невысокие тех. характеристики “МЭСМ”, выбранные с учетом ее назначения, тех. базы того времени и условий разработки, проводилась эффективная эксплуатация машины, в процессе которой было решено большое количество научно-технических и народно-хозяйственных задач. Решение ряда задач играло важную роль для многих отраслей науки и техники начала 50-х гг. Создание и эксплуатация “МЭСМ” явились также решающим стимулом для развития программирования и разработки широкого круга вопросов вычислительной математики.
Транзистор
ТРАНЗИСТОР (от англ. transfеr — переносить и резистор) - полупроводниковый прибор для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний, выполненный на основе монокристаллического полупроводника (преимущественно Si или Ge), содержащего не менее трех областей с различной — электронной (n) и дырочной (p) — проводимостью. Изобретен в 1948 американцами У. Шокли, У. Браттейном и Дж. Бардином.По физической структуре и механизму управления током различают транзисторы биполярные (чаще называют просто транзисторами) и униполярные (чаще называют полевыми транзисторами). В первых, содержащих два или более электронно-дырочных перехода, носителями заряда служат как электроны, так и дырки, во вторых — либо электроны, либо дырки. Термин “транзистор” нередко используют для обозначения портативных радиовещательных приемников на полупроводниковых приборах.
Первое поколение ЭВМ
1948 — 1958 гг. Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач.К этому поколению ЭВМ можно отнести: МЭСМ, БЭСМ-1, М-1, М-2, М-З, “Стрела”, “Минск-1”, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, "Сетунь", БЭСМ-2, "Раздан". Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2—3 тысяч операций в секунду, емкость оперативной памяти—2К или 2048 машинных слов (1K=1024) длиной 48 двоичных знаков. В 1958 г. появилась машина M-20 с памятью 4К и быстродействием около 20 тысяч операций в секунду. В машинах первого поколения были реализованы основные логические принципы построения электронно-вычислительных машин и концепции Джона фон Неймана, касающиеся работы ЭВМ по вводимой в память программе и исходным данным (числам).Этот период явился началом коммерческого применения электронных вычислительных машин для обработки данных. В вычислительных машинах этого времени использовались электровакуумные лампы и внешняя память на магнитном барабане. Они были опутаны проводами и имели время доступа 1х10-3 с. Производственные системы и компиляторы пока не появились. В конце этого периода стали выпускаться устройства памяти на магнитных сердечниках. Надежность ЭВМ этого поколения была крайне низкой.
50 годы
Великие творцы
Тамм Игорь Евгеньевич
ТАММ Игорь Евгеньевич (1895-1971), российский физик-теоретик, основатель научной школы, академик АН СССР (1953), Герой Социалистического Труда (1953). Труды по квантовой теории, ядерной физике (теория обменных взаимодействий), теории излучения, физике твердого тела, физике элементарных частиц. Один из авторов теории излучения Черенкова — Вавилова. В 1950 предложил (совместно с А. Д. Сахаровым) применять нагретую плазму, помещенную в магнитном поле, для получения управляемой термоядерной реакции. Автор учебника “Основы теории электричества”. Государственная премия СССР (1946, 1953). Нобелевская премия (1958, совместно с И. М. Франком и П. А. Черенковым). Золотая медаль им. Ломоносова АН СССР (1968).
Шеннон Клод
ШЕННОН (Shannon) Клод Элвуд (р. 1916), американский инженер и математик. Один из создателей математической теории информации. Основные труды по теории релейно-контактных схем, математической теории связи, кибернетике.
Эккерт Джон
ЭККЕРТ (Eckert) Джон Преспер (1919-95), американский математик и инженер-изобретатель. Ему принадлежит сделанное в нач. 1950-х гг. изобретение электронно-вычислительного калькулятора, у которого не было запоминающего устройства, но который мог хранить ограниченное количество информации, а также выполнять некоторые математические действия.
Лебедев Сергей Алексеевич
ЛЕБЕДЕВ Сергей Алексеевич (1902-74), российский ученый, академик АН СССР (1953) и АН Украины (1945), Герой Социалистического Труда (1956). Директор Института точной механики и вычислительной техники АН СССР (1953-73). Основные труды по устойчивости энергосистем, вычислительной технике. Под руководством Лебедева созданы первая советская электронная ЦВМ — “МЭСМ”, ряд быстродействующих ЭВМ — “БЭСМ”. Ленинская премия (1966), Государственная премия СССР (1950, 1969).
Браттейн Уолтер
БРАТТЕЙН (Brattain) Уолтер (1902-87), американский физик. Открыл (1948) совместно с Дж. Бардином транзисторный эффект и создал первый транзистор. Нобелевская премия (1956, совместно с Дж. Бардином и У. Шокли).
Винер Норберт
ВИНЕР (Wiener) Норберт (1894-1964), американский ученый. В труде “Кибернетика” сформулировал основные положения кибернетики. Труды по математическому анализу, теории вероятностей, электрическим сетям и вычислительной технике.
Ершов Андрей Петрович
Ершов Андрей Петрович (1931-1988), А.П.Ершов - академик АН СССР, математик, автор 200 книг и статей по программированию, языкам программирования, информатике.По окончании МГУ в 1954 году Ершов попал в группу автоматизации программирования к своему первому и основному научному руководителю А.А.Ляпунову. До начала 50-х годов не существовало специальности "программист". Ершову повезло: он оказался одним из первых программистов, имевших специальное образование. Вскоре Ершов становится руководителем работ и автором одной из первых программирующих программ для отечественных ЭВМ - БЭСМ и Стрела.В 70-х годах Ершов разрабатывает типовую, общую для многих языков схему трансляции, пригодную для создания фрагментов оптимизированных трансляторов. В 80-х годах Андрей Петрович очень много времени и сил отдает проблеме подготовки программистов. Дело в том, что средства вычислительной техники и системы программирования меняются быстрее, чем поколение людей. Поэтому Ершов огромное внимание уделял новым методам обучения и отбору тех нужных специалистам фундаментальных основ информатики, которые долго не устаревают. Решающую роль в этом деле он отводил компьютеризации обучения.
Брук Исаак Семенович
Исаак Семенович Брук (р. 1902 г.) В 1925 г. окончил электротехнический факультет МВТУ. С 1935 г. работал в электротехническом институте АН СССР, с 1956 г. возглавлял лабораторию управляющих машин и систем АН СССР. С 1958 г. работал в институте электронных управляющих машин. В 1936 г. защитил докторскую диссертацию. Под его руководством были разработаны: М-1 (1952 г.), М-3 (1956 г.)
Хоппер Грейс
ХОППЕР (Hopper) Грейс (1906-92), американский ученый в области компьютеров. Ей принадлежит изобретение первого в мире компилятора. Одна из создательниц широко применяемого языка программирования КОБОЛ (1959).Если есть кто-то в компьютерном мире вообще и в истории языков программирования в частности, кто не нуждается в представлении, — это, конечно, капитан Грейс Хоппер...Джин Сэммит
Устройства
Память на магнитных сердечниках
ПАМЯТЬ НА МАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКАХ (1950 год). Американский инженер Джей Форрестер запатентовал память на магнитных сердечниках. Впервые такая память применена на машине Whirlwind-1. Она представляла собой два куба с 32х32х17 сердечниками, которые обеспечивали хранение 2048 слов для 16-разрядных двоичных чисел с одним разрядом контроля четности.
UNIVAC
UNIVAC (1951 год). В 1951 году была закончена работа по созданию UNIVAC (Universal Automatic Computer). Первый образец машины UNIVAC-1 был построен для бюро переписи США. Синхронная, последовательного действия вычислительная машина UNIVAC-1 создана была на базе ЭВМ ENIAC и EDVAC. Работала она с тактовой частотой 2,25 МГц и содержала около 5000 электронных ламп. Внутреннее запоминающее устройство емкость 1000 12-разрядных десятичных чисел было выполнено на 100 ртутных линиях задержки. Этот компьютер интересен тем, что он был нацелен на сравнительно массовое производство без изменения архитектуры и особое внимание было уделено периферийной части (средствам ввода-вывода).
БЭСМ
"БЭСМ" - семейство цифровых вычислительных машин общего назначения, ориентированных на решение сложных задач науки и техники. Разработана в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР.Работа над первой машиной была закончена в 1952. В этой трехадресной машине параллельного действия на электронных лампах (4000 ламп) использована двоичная система счисления с плавающей запятой. По структуре, конструкции и характеристикам машина стояла на уровне лучших зарубежных машин, "БЭСМ" оперировала с 39-разрядными словами со средней скоростью 10 тысяч операций в 1 секунду. Вначале в ней использовалось оперативное ЗУ на электронно-акустических линиях задержки, замененное в дальнейшем устройством на электроннолучевых трубках, а затем - на ферритовых сердечниках емкостью 1024 слова с произвольной выборкой. Внешнее ЗУ - на двух магиитных барабанах по 5120 слов (скорость считывания с барабана - 800 чисел в 1 секунду) и магнитной ленте (120 тысяч чисел). В качестве устройств ввода использовалась перфолента, для вывода - магнитная лента с последующим печатанием на специально разработанном быстродействующем фотопечатающем устройстве, применяемом для выдачи больших массивов данных. Кроме того, имелось электромеханическое печатающее устройство для печати контрольных значений и результатов в случае их малого количества по сравнению с объемом вычислений (скорость работы - 20 чисел в 1 секунду).Интересными особенностями структуры машины было введение местного управления операциями, выходящими по времени за рамки стандартного цикла, а также автономное управление при переходе на подпрограммы. Машина содержала долговременное запоминающее устройство для подпрограмм, часть которого была сменной. Для контроля применялись как серия тестов, так и специально разработанные методы логического контроля.За 1959-1966 годы было создано 4 модели этого семейства: "БЭСМ-2", "БЭСМ-3", "БЭСМ-ЗМ" и "БЭСМ-4". Совершенствование шло по пути увеличения и модернизации внешних устройств, перехода на полупроводниковую элементную базу, увеличения емкости ОЗУ на магнитных сердечниках, а также емкости внешних ЗУ.В 1967 создана самая мощная вычислительная машина данного семейства - "БЭСМ-6"(быстродействие ее около 1 миллион операций в1 секунду, смотрите рисунок).Применение в машине одноадресной системы команд подтверждает общую тенденцию повышения гибкости командного управления. Характерными чертами внутренней организации центральной части машины являются в частности следующие: высокая степень локального параллелизма, наличие сверхбыстродействующего запоминающего устройства буферного, расширенная система операций, возможность организации магазинной памяти и разбиение оперативной памяти на независимые блоки. В машине широко используется совмещение выполнения операций обращения к оперативному ЗУ с работой арифметического устройства и устройства управления; в машине пять уровней предварительного просмотра команд. Структура машины рассчитана на применение ее в режиме разделения времени и мультипрограммирования. Обеспечивается это аппаратной системой прерывания, схемой защиты памяти, индексацией и развитой системой преобразования виртуальных математических адресов и физического адреса оперативной памяти в динамике счета. Предусмотрена возможность использовать любую часть памяти как запоминающее устройство магазинное. В машине предусмотрены и косвенная адресация и широкие возможности переадресации.В центральном процессоре машины имеется 16 быстродействующих регистров, работающих со скоростью 300 наносекунд. Технические характеристики его таковы: длина слова - 50 разрядов (2 для проверки на парность); система счисления - двоичная; форма представления чисел - с плавающей запятой; время выполнения операций: сложения - 1,2 микросекунд, умножения - 2,1 микросекунд; система команд - одноадресная; длина команды - 24 двоичных разряда (2 на слово); количество основных команд - 50 плюс экстракоды; емкость ОЗУ на сердечниках - 32 тысяч слов (8 блоков), ее можно расширить до 128 тысяч слов; время обращения к ОЗУ - 2 микросекунды; число линий прерывания - 40; время выборки из памяти - 0,8 микросекунды; тактовая частота - 10 мегогерц. Электронная часть машины включает 120 тысяч диодов и 40 тысяч транзисторов. Внешние ЗУ: 16 барабанов емкостью по 32 тысяч слов и 32 лентопротяжных механизма с емкостью бобины на каждом механизме в 1 миллион слов.В комплект устройств системы ввода-вывода входят: устройство считывания с перфокарт - 700 карт в 1 минуту; устройство считывания с перфолент - 1000 знаков в 1 секунду; быстродействующее алфавитно-цифровое печатающее устройство на 96 знаков - 400 строк в 1 минуту (128 знаков на строку); выходные карточные перфораторы - 100 карт в 1 минуту; ленточные перфораторы - 20 знаков в 1 секунду, 4 клавишных перфоратора; 1 контрольник для перфокарт и 2 ленточных перфоратора."БЭСМ-6" имеет развитое матемематическое обеспечение, в состав которого входят: операционная система управления поточной обработкой задач и система программирования на символических машинно-ориентированных языках и на языках высокого уровня - на ФОРТРАНе, АЛГОЛе и ЛИСПе. В состав математического обеспечения входят также пакеты стандартных программ для ФОРТРАНа и АЛГОЛа, охватывающие широкий круг инженерных и научно-технических задач. Общий объем математического обеспечения достигает нескольких сотен тысяч команд. Операционная система (ОС) организует мультипрограммную обработку нескольких задач, каждая из которых располагает полным объемом виртуальной памяти, предусмотренной в машине. ОС распределяет физические ресурсы памяти между задачами, используя ее постраничную организацию, обеспечивает одновременную, совмещенную с работой центр, процессора, работу внешних ЗУ и устройств ввода-вывода; организует вызов в работу необходимых трансляторов и компиляторов, обращение к стандартным программам и следит за правильностью выполнения рабочих программ, фиксируя ошибки, возникающие при их исполнении. Система программирования на автокоде позволяет в символическом виде записывать программы, учитывающие все структурные особенности машины, и тем самым является средством получения наиболее эффективных программ. Системы программирования, основанные на языках высокого уровня (АЛГОЛе и ФОРТРАНе), представляют возможности формулировать задания в удобной и привычной математический форме. Язык ЛИСП предоставляет широкие возможности для создания сложных логических программ. Кто заинтересовался уникальной отечественной машиной БЭСМ-6 рекомендуем Страницу ностальгии по БЭСМ-6.Еще по теме: БЭСМ, Компьютеры ламповые, Перфокарта, Языки программирования
Традис
TRADIS (1955 год). "Традис" - первый транзисторный компьютер фирмы "Белл телефон лабораторис" - содержал 800 транзисторов, каждый из которых был заключен в отдельный корпус.
Арифмометр "Феликс"
Арифмометр является ручной вычислительной машиной, предназначенной для выполнения арифметических действий, в основном деления и умножения. Счетная емкость установочного механизма 9 разрядов. Счетная емкость результатного счетчика 13 разрядов. Счетная емкость счетчика оборотов 8 разрядов.Производительность работы:при делении 5-значных чисел на 4-значные - 85 операций в час;Скорость вращения - 180-200 оборотов в мин.Габариты машины: длина - 275 мм, ширина - 140 мм, высота - 126 мм.Габариты футляра: длина - 305 мм, ширина - 175 мм, высота - 146 мм.Вес машины без футляра - 4,5 кг.Вес машины с футляром - 6 кг.
Микропроцессор
МИКРОПРОЦЕССОР (1959 год). Фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор (МП) - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС. Автором микропроцессора Intel-4004 - многокристальной схемы, содержащей все основные компоненты центрального процессора, являлся Эдвард Хофф.В 1959 году фирма INTEL (США) по заказу фирмы Datapoint (США) начала создавать микропроцессоры (МП). Первым микропроцессором на мировом рынке стал МП Intel 8008. В последние годы появились такие МП, которые могут полностью автоматизировать производство и многие сферы обслуживания. Но это может привести к росту безработицы. МП - это эффективный с технологической и экономической точки зрения инструмент для переработки возрастающих потоков информации. Новое поколение МП идёт на смену предыдущему каждые два года и морально устаревает за 3-4 года. МП вместе с другими устройствами микроэлектроники позволяют создать довольно экономичные информационные системы. Причина такой популярности МП состоит в том, что с их появлением отпала необходимость в специальных схемах обработки информации, достаточно запрограммировать её функцию и ввести в ПЗУ МП.
Первое поколение ЭВМ
1948 — 1958 гг. Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач.К этому поколению ЭВМ можно отнести: МЭСМ, БЭСМ-1, М-1, М-2, М-З, “Стрела”, “Минск-1”, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, "Сетунь", БЭСМ-2, "Раздан". Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2—3 тысяч операций в секунду, емкость оперативной памяти—2К или 2048 машинных слов (1K=1024) длиной 48 двоичных знаков. В 1958 г. появилась машина M-20 с памятью 4К и быстродействием около 20 тысяч операций в секунду. В машинах первого поколения были реализованы основные логические принципы построения электронно-вычислительных машин и концепции Джона фон Неймана, касающиеся работы ЭВМ по вводимой в память программе и исходным данным (числам).Этот период явился началом коммерческого применения электронных вычислительных машин для обработки данных. В вычислительных машинах этого времени использовались электровакуумные лампы и внешняя память на магнитном барабане. Они были опутаны проводами и имели время доступа 1х10-3 с. Производственные системы и компиляторы пока не появились. В конце этого периода стали выпускаться устройства памяти на магнитных сердечниках. Надежность ЭВМ этого поколения была крайне низкой.
Второе поколение ЭВМ
1959 — 1967 гг. Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые приборы. Машины предназначались для решения различных трудоемких научно-технических задач, а также для управления технологическими процессами в производстве. Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличело емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ.Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность. С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Появились также специализированные машины, например ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д. К ЭВМ второго поколения относятся: ЭВМ М-40, -50 для систем противоракетной обороны; Урал -11, -14, -16 - ЭВМ общего назначения, ориентированные на решение инженерно-технических и планово-экономических задач; Минск -2, -12, -14 для решения инженерных, научных и конструкторских задач математического и логического характера; Минск-22 предназначена для решения научно-технических и планово-экономических задач; БЭСМ-3 -4, -6 машин общего назначения, ориентированных на решение сложных задач науки и техники; М-20, -220, -222 машина общего назначения, ориентированная на решение сложных математических задач; МИР-1 малая электронная цифровая вычислительная машина, предназначенная для решения широкого круга инженерно-конструкторских математических задач, "Наири" машина общего назначения, предназначенная для решения широкого круга инженерных, научно-технических, а также некоторых типов планово-экономических и учетно-статистических задач; Рута-110 мини ЭВМ общего назначения; и ряд других ЭВМ.ЭВМ БЭСМ-4, М-220, М-222 имели быстродействие порядка 20—30 тысяч операций в секунду и оперативную память—соответственно 8К, 16К и 32К. Среди машин второго поколения особо выделяется БЭСМ-6, обладающая быстродействием около миллиона операций в секунду и оперативной памятью от 32К до 128К (в большинстве машин используется два сегмента памяти по 32К каждый).Данный период характеризуется широким применением транзисторов и усовершенствованных схем памяти на сердечниках. Большое внимание начали уделять созданию системного программного обеспечения, компиляторов и средств ввода-вывода. В конце указанного периода появились универсальные и достаточно эффективные компиляторы для Кобола, Фортрана и других языков.Была достигнута уже величина времени доступа 1х10-6 с, хотя большая часть элементов вычислительной машины еще была связана проводами. Вычислительные машины этого периода успешно применялись в областях, связанных с обработкой множеств данных и решением задач, обычно требующих выполнения рутинных операций на заводах, в учреждениях и банках. Эти вычислительные машины работали по принципу пакетной обработки данных. По существу, при этом копировались ручные методы обработки данных. Новые возможности, предоставляемые вычислительными машинами, практически не использовались. Именно в этот период возникла профессия специалиста по информатике, и многие университеты стали предоставлять возможность получения образования в этой области.
60 годы
Великие творцы
Устройства
70 годы
Великие творцы
Устройства
80 годы
Великие творцы
Устройства
90 годы
Великие творцы
Устройства