Глава 2. История создания вычислительной техники

После изучения главы студент должен знать:

· предпосылки создания электронных вычислительных машин (ЭВМ),

· особенности построения ЭВМ;

· концепции Н.Винера и Фон. Неймана по архитектуре вычислительных машин с хранимой программой

· первые отечественные ЭВМ и их создателей.

Механические счетные машины

Предпосылками создания ЭВМ являются развитие электроники, опыт, накопленный в процессе разработки счетных и счетно-аналитических машин на перфокартах. Первые попытки облегчить процесс вычислений человечество предприняло уже в самом начале своей сознательной деятельности. Сначала выполнялся счет «на пальцах»,который сыграл громадную роль не только для вычислений, но и в развитии математики (пальцевому счету обязана десятичная система счисления, обозначения чисел у древних вавилонян и египтян[1]). На смену пальцам пришел счет на бирках, зарубках, палочках, узелках и др. Широкое распространение у древних народов получил абак – счетный прибор, на котором отмечены места (колонки или строчки) для разных разрядов чисел. Косточки, жетоны, камешки, размещенные на этих местах, имеют различное числовое значение, в абаке используется позиционная система счисления. Самым распространенным абаком, широко используемым и в настоящее время, являются счеты.

Первое упоминание о возможности создания машины, способной выполнять арифметические операции, связано с именем Блеза Паскаля, который в 1642 г. сконструировал машину для сложения и вычитания, которая с успехом использовалась для подсчета сбора налогов во Франции в 1694 году. Позднее Лейбниц усовершенствовал машину Паскаля для выполнения операций умножения и деления. XVII был весьма плодотворным в научном отношении: были заложены научные основы физики и механики, химии и астрономии, математики переменных величин, созданы первые счетные машины. В 1623 году профессор математики Тюбингенского университета Вильгельм Шиккард предложил первую из известных ныне счетных машин. Эта машина состояла из трех частей: 6-разрядных десятичных суммирующего и множительного устройств, а также механизма для записи промежуточных результатов. Все взаимосвязи устройств машины между собой осуществлялись, как и во всех последующих механических арифмометрах, с помощью зубчатых передач, а для перехода в следующий десятичный разряд использовалось косозубое колесо с одним пальцем. Машина Шиккарда не получила широкого распространения и поэтому многие годы считалось, что первый арифмометр создал в 1642 году известный французский математик Блез Паскаль.

Из широко известных механических счетных машин следует назвать машины Лейбница (1673 г.), Мюллера (1786г.), Томаса (1820 г., впервые предложено название «арифмометр»), Чебышева (1878 г.) и, безусловно, самого распространенного арифмометра – арифмометра В.Т. Однера (1890 г.), в котором было колесо Однера, которое использовалось впоследствии во всех механических счетных машинах. Арифмометр Однера выпускался во многих странах и под разными названиями. В СССР наиболее известный и самый распространенный вариант этого арифмометра – арифмометр Феликс. Внешний вид арифмометра Однера показан на рис. 2.1.