Первое механическое устройство позволяющее складывать числа. Электронно-вычислительная машина

История развития вычислительной техники

Развитие вычислительной техники можно разбить на следующие периоды:

Ø Ручной (VI век до н.э. - XVII век н.э.)

Ø Механический (XVII век - середина XX века)

Ø Электронный (середина XX века - настоящее время)

Хотя Прометей в трагедии Эсхила утверждает: «Подумайте, что смертным сделал я: число им изобрел и буквы научил соединять», понятие числа возникло задолго до появления письменности. Люди учились считать в течение многих веков, передавая и обогащая из поколения в поколение свой опыт.

Счет, или шире - вычисления, может быть осуществлен в различных формах: существует устный, письменный и инструментальный счет . Средства инструментального счета в разные времена имели различные возможности и назывались по-разному.

Ручной этап (VI век до н.э. - XVII век н.э.)

Возникновение счета в древности - «Это было началом начал...»

Предположительный возраст последней генерации человечества - 3-4 миллиона лет. Именно столько лет назад человек встал на ноги и взял в руки изготовленный им самим инструмент. Однако, способность считать (то есть способность разбивать понятия «больше» и «меньше» на конкретное количество единиц) сформировалась у человека значительно позднее, а именно 40-50 тысяч лет назад (поздний палеолит). Этот этап соответствует появлению современного человека (кроманьонца). Таким образом, одной из основных (если не главной) характеристикой, отличающей кроманьонца от более древней ступени человека, является наличие у него счётных способностей.

Нетрудно догадаться, что первым счетным устройством человека были его пальцы.

Пальцы оказались прекрасной вычислительной машиной. С их помощью можно было считать до 5, а если взять две руки, то и до 10. А в странах, где люди ходили босиком, по пальцам легко было считать до 20. Тогда этого практически хватало для большинства потребностей людей. Пальцы оказались настолько тесно связанными со счетом, что на древнегреческом языке понятие "считать" выражалось словом "упятерить". Да и в русском языке слово "пять" напоминает "пясть" - часть кисти руки (слово "пясть" сейчас упоминают редко, но производное от него - "запястье" - часто используют и сейчас). Кисть руки, пясть, - синоним и фактически основа числительного «ПЯТЬ» у многих народов. Например, малайское «ЛИМА» означает одновременно и « рука» и «пять». Однако известны народы, у которых единицами счёта были не пальцы, а их суставы.

Научившись считать по пальцам до десяти, люди сделали следующий шаг вперед и стали считать десятками. И если одни папуасские племена умели считать лишь до шести, то другие доходили в счете до нескольких десятков. Только для этого приходилось приглашать сразу много счетчиков.

Во многих языках слова "два" и "десять" созвучны. Может быть, это объясняется тем, что когда-то слово "десять" означало "две руки". И сейчас есть племена, которые говорят "две руки" вместо "десять" и "руки и ноги" вместо "двадцать". А в Англии первые десять чисел называют общим именем - "пальцы". Значит, и англичане когда-то считали по пальцам.

Пальцевой счет сохранился кое-где и поныне, например, историк математики Л.Карпинский в книге «История арифметики» сообщает, что на крупнейшей мировой хлебной бирже в Чикаго предложения и запросы, как и цены объявляются маклерами на пальцах без единого слова.

Затем появился счет с перекладыванием камней, счет с помощью чёток… Это был существенный прорыв в счетных способностях человека - начало абстрагирования цифры.

Изобретение электронной вычислительной машины — одно из величайших технических достижений второй половины двадцатого столетия, послужившее началом научно-технической революции. К этому грандиозному событию человечество шло с древних времен. В глубокой древности простейшими средствами вычислений были пальцы и фаланги пальцев на руках и ногах. В качестве технических приспособлений были деревянные палочки с нанесенными на них насечками, ремни и шнурки с завязанными узелками. Развитие простейших форм торговли способствовало изобретению разных счетов, одним из древнейших является абак. Это изобретение появилось в Китае и представляло собой доску, покрытую порохом. На доске делались пометки, которые можно было легко стереть. Если палочку с засечками использовали одноразово, то доску можно было использовать многократно. Одной из разновидностей абака была доска с углублениями, в которые при необходимости вкладывали камешки.

Прогресс не стоит на месте. Открытия в одной сфере человеческой деятельности очень часто приводят к важнейшим открытиям в других областях. Так, исследования в области астрономии способствовали появлению новых, более сложных вычислительных устройств. С изобретением Джоном Непером логарифмов (1614 г.), в 1620 году появилась логарифмическая линейка, позволявшая быстро умножать и делить цифры. Одними из первых изобретателей механической вычислительной машины были астроном Вильгельм Шикард (1623 г.) и знаменитый французский ученый Блез Паскаль (1642 г.). Вычислительная машина Паскаля позволяет и сегодня производить операции сложения и вычитания многозначных чисел без малейших погрешностей. В 1694 году появился знаменитый 12-разрядный арифмометр немецкого математика Лейбница, способный выполнять умножение и деление многозначных чисел.

Английский математик, инженер-механик, изобретатель Чарльз Беббидж с 1820 по 1856 годы работал над созданием универсальной аналитической вычислительной машины, способной выполнять нужные действия над предоставленными данными и разрешать арифметические задачи различной сложности. Работая над проектом, который намного опередил свое время, ученый не сумел достичь цели. Но созданные Ч.Беббиджем другие вычислительные устройства, долгое время использовали английские налоговые службы. Создание Беббиджем разностной машины уже поставило его в первые ряды создателей вычислительной техники. А основные идеи устройства и работы машины (механизм введения — выведения, данные, арифметическое устройство и память, условная передача управления, зависящая от полученного результата) были настолько тщательно разработаны, что первый компьютер, появившийся через 100 лет, во многом напоминал аналитическую машину Беббиджа. Его считают изобретателем механического компьютера.

Конец ХІХ века ознаменовался появлением электрических вычислительных машин. В 1875—1880 г.г. американцем Г.Холлеритом была изобретена машина-табулятор, предназначенная для обработки информации, помещенной на перфокарты. Позже Г. Холлерит основал фирму по выпуску табуляторов, на ее основе в начале ХХ столетия появилась известная во всем мире фирма ІBM. В табуляторе Холлерита были задействованы впервые электромеханические элементы. Дальнейшее изобретение и усовершенствование вычислительной техники напрямую связано с широчайшим использованием электричества. Создателем автоматической вычислительной машины принято считать немецкого изобретателя Конрада Цузе. В 1938 году он создал релейную электронно-вычислительную машину Z1 на базе телефонных реле, правда, записывающее устройство было еще механическим, через год появилась усовершенствованная модель Z2. Еще через два года Цузе представил первую в мире вычислительную машину с программным управлением с использованием двоичной системы. Аналогичные релейные вычислительные машины были созданы в США (Г. Айкен). В 1944 году машина «Марк-1» была передана Гарвардскому университету. Машины использовались для расчетов при создании атомной бомбы и расчетов траекторий ракет. Первую ЭВМ создал профессор Дж. Атаиасов и его ассистент К. Бери в годы второй мировой войны. Правда, машина не была еще универсальной. В 1946 году в США появилась первая универсальная ЭВМ (ЕНИАК). Она была сконструирована под руководством Дж. Еккерта и Дж. Моучли. С этого момента началась эра компьютеров. В 1949 г. англичанин М. Уилкс создал машину «ЕДСАК», в памяти которой сохранялась программа. В 1951 году в Америке запущен в серийное производство компьютер «ЮНИАК». Первый компьютер в СССР создан в Украине в 1951 г. — «МЭВМ», в 1952 году была построена «БЭВМ» под руководством академика С. Лебедева. Создание компьютера — лучшее изобретение ХХ века.

Вычисли́тельная маши́на, комплекс или отдельное устройство, предназначенное для механизации и автоматизации процесса обработки информации и вычислений, выполняемых в соответствии с заданным алгоритмом . Различают следующие типы вычислительных машин: механические, электрические, электронные (ЭВМ), гидравлические, пневматические, оптические и комбинированные.

С конца 20 века понятие ассоциируется с компьютером , однако первые вычислительные машины появились еще в 17 веке. Одним из первых образцов таких механизмов были «считающие часы» немецкого математика Вильгельма Шиккарда . В 1623 году он создал машину, которая стала первым автоматическим калькулятором. В письмах к Иоганну Кеплеру Шиккард описывал, как можно использовать его машину для расчета астрономических таблиц. Машина Шиккарда умела складывать и вычитать шестизначные числа, оповещая звонком о переполнении. Более сложные вычисления выполнялись с помощью набора костяшек Непера, установленных на корпусе механизма. В 1960 году была воссоздана работоспособная копия машины Шиккарда.

В 1642 году французский ученый Блез Паскаль изобрел суммирующую машину «Паскалину». Это механическое устройство представляло собой ящик со множеством шестерен. Числа вводились в машину поворотом наборных колес. Каждое колесо с делениями от 0 до 9 соответствовало одному десятичному разряду. При вводе числа колеса прокручивались до нужной цифры. При завершении полного оборота избыток над цифрой 9 переносился на соседний разряд (на одну позицию сдвигалось соседнее колесо). «Паскалина» позволяла выполнять не только сложение, но и другие действия, однако при этом требовалась процедура повторных сложений.

В первой половине 20 века во всем мире получили распространение арифмометры - настольные механические вычислительные машины с ручным приводом для выполнения действий сложения, вычитания, умножения и деления. Прототипом арифмометров послужила счетная машина, созданная в 1890 году русским механиком В. Т. Однером, который заменил ступенчатые валики Лейбница зубчатым колесом с меняющимся числом зубцов. В течение многих десятков лет арифмометры господствовали на рынке вычислительной техники. Только в 1960-1970-х годах они были вытеснены электронными калькуляторами.

Программируемые вычислительные машины начали строиться в годы второй мировой войны. Приоритет в этой области отдают немецкому инженеру Конраду Цузе . Начиная с 1938 года, ему удалось построить несколько образцов цифровых электромеханических вычислительных систем. Однако внедрить программируемые вычислительные машины в жизнь удалось американской фирме IBM. Ее сотрудники в 1940-1950 годах фактически создали новую отрасль промышленности - электронно-вычислительных машин. Прогресс компьютерной техники во второй половине 20 века привел к революционным изменениям во всех сферах человеческой жизни.

Немецкий астроном Иоганн Кеплер нередко сталкивался в своих изысканиях с вьшистительными задачами, решение которых требовало много труда и времени. К счастью, у него был коллега, придумавший, как помочь горю: Вильгельм Шикард, профессор математики в Тюбингене, изобрел первую засвидетельствованную вычислительную машину на шестеренках. Но, увы, Кеплеру не удалось воспользоваться новинкой — модель сгорела при пожаре. Лишь в конце 1950-х гг. удалось создать на основе сохранившихся чертежей копию машины Шикарда и доказать ее работоспособность.

Сыновняя помощь

Чтобы помочь отцу, сборщику налогов, в его утомительных подсчетах, Влез Паскаль разработал «Паскалину» — вычислительную машину, способную складывать и вычитать восьмизначные числа, автоматически совершая десятичный перенос. До середины XVII в. было сконструировано 50 таких машин, одна из которых стала собственностью шведской королевы Христины.

Помощь человечеству

Основатель и первый президент Прусской академии наук в Берлине Готфрид Вильгельм фон Лейбниц не только изобрел дифференциальное и интегральное исчисление, но и представил в 1673 г. ученому миру арифмометр, чье механическое устройство с цилиндрическими валиками и кареткой было значительно совершеннее, чем у Шикарда и Паскаля. В этой машине Лейбниц впервые применил изобретенное им двоичное счисление, на котором основана и работа будущих ЭВМ.

Начало серийного производства

На основе арифмометра Лейбница Шарль Ксавье Тома де Кольмар сконструировал в 1818 г. вычислительную машину, способную также извлекать квадратные корни, возводить в степень и вычислять значения тригонометрических функций. Арифмометр Кольмара отличался надежностью и точностью до двадцатого десятичного знака. В 1821 г. изобретатель приступил к серийному производству. В 1833 г. британский математик Чарльз Бэббидж изобрел первую счетную машину с программным управлением. Тем самым он стал духовным отцом цифровых вычислительных автоматов. Однако до того момента, когда Конрад Цузе создал первый современный компьютер, прошло еще более 100 лет.

• 1853 г.: в Стокгольме Георг Шейц создал первую счетную машину с печатающим устройством.
• 1873 г.: в Вюрцбурге инженер-механик Заллинг сконструировал счетную машину с клавиатурой.
• 1890 г.: Герман Холлерит получил патент на вычислительную машину с использованием перфокарт.
• 1967 г.: англичанин Норман Китц создал первый настольный электронный калькулятор — Anita МК VIII.

Когда изобрели первую вычислительную машину? Как она выглядела?

http://otvety.google.ru/otvety/thread?ti...
3000 лет до н. э. - в Древнем Вавилоне были изобретены первые счёты - абак.
* 500 лет до н. э. - в Китае появился более «современный» вариант абака с косточками на проволоке.
* 1492 год - Леонардо да Винчи в одном из своих дневников приводит эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубцовыми кольцами. Хотя работающее устройство на базе этих чертежей было построено только в XX веке, всё же реальность проекта Леонардо да Винчи подтвердилась.
* 1623 год - Вильгельм Шиккард, профессор университета Тюбингена, разрабатывает устройство на основе зубчатых колес («считающие часы») для сложения и вычитания шестиразрядных десятичных чисел. Было ли устройство реализовано при жизни изобретателя, достоверно неизвестно, но в 1960 году оно было воссоздано и проявило себя вполне работоспособным.
* 1630 год - Ричард Деламейн создаёт круговую логарифмическую линейку.
* 1642 год - Блез Паскаль представляет «Паскалин» - первое реально осуществлённое и получившее известность механическое цифровое вычислительное устройство. Прототип устройства суммировал и вычитал пятиразрядные десятичные числа. Паскаль изготовил более десяти таких вычислителей, причём последние модели оперировали числами с восемью десятичными разрядами.
* 1673 год - известный немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц построил механический калькулятор, который при помощи двоичной системы счисления выполнял умножение, деление, сложение и вычитание.
* Примерно в это же время Исаак Ньютон закладывает основы математического анализа.
* 1723 год - немецкий математик и астроном Христиан Людвиг Герстен на основе работ Лейбница создал арифметическую машину. Машина высчитывала частное и число последовательных операций сложения при умножении чисел. Кроме того, в ней была предусмотрена возможность контроля за правильностью ввода данных.
* 1786 год - немецкий военный инженер Иоганн Мюллер выдвигает идею «разностной машины» - специализированного калькулятора для табулирования логарифмов, вычисляемых разностным методом. Калькулятор, построенный на ступенчатых валиках Лейбница, получился достаточно небольшим (13 см в высоту и 30 см в диаметре), но при этом мог выполнять все четыре арифметических действия над 14-разрядными числами.
* 1801 год - Жозеф Мария Жаккард строит ткацкий станок с программным управлением, программа работы которого задается с помощью комплекта перфокарт.
* 1820 год - первый промышленный выпуск арифмометров. Первенство принадлежит французу Тома де Кальмару.
* 1822 год - английский математик Чарльз Бэббидж изобрёл, но не смог построить, первую разностную машину (специализированный арифмометр для автоматического построения математических таблиц) (см. Разностная машина Чарльза Бэббиджа).
* 1855 год - братья Георг и Эдвард Шутц (англ. George & Edvard Scheutz) из Стокгольма построили первую разностную машину на основе работ Чарльза Бэббиджа.
* 1876 год - русским математиком П.Л.Чебышевым создан суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков. В 1881 он же сконструировал к нему приставку для умножения и деления (Арифмометр Чебышева).
* 1884-1887 годы - Холлерит разработал электрическую табулирующую систему, которая использовалась в переписях населения США (1890-м и 1900-м годах) и России в 1897.
* 1912 год - создана машина для интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений по проекту российского ученого А.Н. Крылова.
* 1927 год - в Массачусетском технологическом институте (MIT) был изобретён аналоговый компьютер.
* 1938 год - немецкий инженер Конрад Цузе вскоре после окончания в 1935 году Берлинского политехнического института построил свою первую машину, названную Z1. (В качестве его соавтора упоминается также Гельмут Шрейер (нем. Helmut Schreyer)). Это полностью механическая программируемая цифровая машина. Модель была пробной и в практической работе