Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Первыми приспособлениями для вычислений были, вероятно, всем известные счётные палочки, которые и сегодня используются в начальных классах многих школ для обучения счёту. Развиваясь, эти приспособления становились более сложными, например, такими как финикийские глиняные фигурки, также предназначаемые для наглядного представления количества считаемых предметов, однако для удобства помещаемые при этом в специальные контейнеры. Такими приспособлениями, похоже, пользовались торговцы и счетоводы того времени.
Постепенно из простейших приспособлений для счёта рождались всё более и более сложные устройства: абак (счёты), логарифмическая линейка, механический арифмометр, электронный компьютер. Несмотря на простоту ранних вычислительных устройств, опытный счетовод может получить результат при помощи простых счёт даже быстрее, чем нерасторопный владелец современного калькулятора. Естественно, сама по себе, производительность и скорость счёта современных вычислительных устройств давно уже превосходят возможности самого выдающегося расчётчика-человека.
В истории вычислительной техники существует множество имён. В их ряду стоят имена Блеза Паскаля, Готфрида Лейбница, Ады Лавлейс и Чарльза Беббиджа. Блез Паскаль сконструировал первую механическую счетную машину, известную как суммирующая машина Паскаля. Немецкий математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал более совершенную счетную машину. Чарльз Бэббидж – человек, который создал чертежи аналитической машины, а Ада Лавлейс написала первую в мире программу для этой машины. Они была великими математиками и очень настойчивыми людьми. Многие из них не получили признания при жизни, но они все равно трудились над своими изобретениями и работами, которые в последствии сыграли важную роль в развитии вычислительной техники.
История вычислительной техники
С развитием точных наук появилась настоятельная
Характеристика философии Паскаля
... прямой. В 1642 году, когда Паскалю исполнилось 19 лет, он сконструировал счетную машину. В последующие годы он изготовил еще семь счетных машин, некоторые из них сохранились; на ... его социального развития. Проблема человека занимает одно из центральных мест в философии. Свое понимание человека противопоставляли религиозно-философской антропологии, решительно отвергали дуалистическую трактовку ...
В 1694 г. немецкий математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал более совершенную счетную машину. Он был убежден, что его изобретение найдет широкое применение не только в науке, но и в быту. В отличие от машины Паскаля Лейбниц использовал цилиндры, а не колесики и приводы. На цилиндры были нанесены цифры. Каждый цилиндр имел девять рядов выступов или зубцов. При этом первый ряд содержал 1 выступ, второй — 2 и так вплоть до девятого ряда, который содержал 9 выступов. Цилиндры были подвижными и приводились в определенное положение оператором. Конструкция машины Лейбница была более совершенной: она была способна выполнять не только сложение и вычитание, но и умножение, деление и даже извлечение квадратного корня.
Интересно, что потомки этой конструкции дожили до 70-х годов XX в. в форме механических калькуляторов (арифмометр типа «Феликс») и широко использовались для различных расчетов . Однако уже в конце XIX в. с изобретением электромагнитного реле появились первые электромеханические счетные устройства. В 1887 г. Герман Голлерит (США) изобрел электромеханический табулятор с вводом чисел с помощью перфокарт. На идею использовать перфокарты его натолкнула пробивка компостером проездных билетов на железнодорожном транспорте. Разработанная им 80-колонная перфокарта не претерпела существенных изменений и в качестве носителя информации использовалась в первых трех поколениях компьютеров. Табуляторы Голлерита использовались во время 1-й переписи населения в России в 1897 г. Сам изобретатель тогда специально приезжал в Санкт-Петербург. С этого времени электромеханические табуляторы и другие подобные им устройства стали широко применяться в бухгалтерском учете.
В начале XIX в. Чарльз Бэббидж сформулировал основные положения, которые должны лежать в основе конструкции вычислительной машины принципиально нового типа.
В такой машине, по его мнению, должны быть «склад» для хранения цифровой информации, специальное устройство, осуществляющее операции над числами, взятыми со «склада». Бэббидж называл такое устройство «мельницей». Другое устройство служит для управления последовательностью выполнения операций, передачей чисел со «склада» на «мельницу» и обратно, наконец, в машине должно быть устройство для ввода исходных данных и вывода результатов вычислений. Эта машина так никогда и не была построена — существовали лишь ее модели (рис. 1.4), но принципы, положенные в ее основу, были позже реализованы в цифровых ЭВМ.
Научные идеи Бэббиджа увлекли дочь известного английского поэта лорда Байрона — графиню Аду Августу Лавлейс. Она заложила первые фундаментальные идеи о взаимодействии различных блоков вычислительной машины и последовательности решения на ней задач. Поэтому Аду Лавлейс по праву считают первым в мире программистом. Многими понятиями, введенными Адой Лавлейс в описания первых в мире программ, широко пользуются современные программисты.
Выдающиеся личности в ИСТОРИИ вычислительной техники
Блез Паскаль
Паскаль родился в городе Клермон-Ферран (французская провинция Овернь) в семье председателя налогового управления Этьена Паскаля и Антуанетты Бегон, дочери сенешаля Оверни. У Паскалей было трое детей — Блез и две его сестры: младшая — Жаклин и старшая — Жильберта. Мать умерла, когда Блезу было 3 года. В 1631 году семья переехала в Париж.
Литературное наследие Паскаля
... Декарта считают «отцом» новоевропейской философии, то Паскаля следует назвать ее «матерью», с присущими ей свойствами милосердия, мягкости, терпимости, человечности. «Философия сердца» - явление, до него ... Паскаль задумал создать вычислительное устройство, которое могло бы помочь этой работе. В возрасте 19 лет в 1642 году Паскаль начал создание своей суммирующей машины «паскалины». Машина Паскаля ...
Блез рос одарённым ребёнком. Его отец Этьен самостоятельно занимался образованием мальчика; Этьен и сам неплохо разбирался в математике.
В доме постоянно велись беседы по вопросам математики и Блез просил познакомить его с этим предметом. Отец, опасавшийся, что математика помешает сыну изучать латинский и греческий языки, обещал в будущем познакомить его с этим предметом. Как-то раз, на очередной вопрос сына о том, что такое геометрия, Этьен кратко ответил, что это способ чертить правильные фигуры и находить между ними пропорции, однако запретил ему всякие исследования в этой области. Однако Блез, оставаясь один, принялся углём чертить на полу различные фигуры и изучать их. Не зная геометрических терминов, он называл линию «палочкой», а окружность «колечком». Когда отец случайно застал Блеза за одним из таких самостоятельных уроков, он был потрясён: мальчик, не знавший даже названий фигур, самостоятельно доказал 32-ю теорему Евклида о сумме углов треугольника. По совету своего друга Ле Пайера Этьен Паскаль отказался от своего первоначального плана обучения и разрешил читать сыну математические книги. В часы отдыха Блез изучал Евклидову геометрию, позднее, с помощью отца, перешёл к работам Архимеда, Аполлония и Паппа, потом — Дезарга.
Блез Паскаль начал создавать суммирующую машину «Паскалину» в 1642 году в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и часто выполнял долгие и утомительные расчёты.
Машина Паскаля представляла собой механическое устройство в виде ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину при помощи соответствующего поворота наборных колёсиков. На каждое из этих колёсиков, соответствовавших одному десятичному разряду числа, были нанесены деления от 0 до 9. При вводе числа, колесики прокручивались до соответствующей цифры. Совершив полный оборот, избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая соседнее колесо на 1 позицию. Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колёс, позднее их число увеличилось до шести или даже восьми, что позволяло работать с большими числами, вплоть до 9999999. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колёс было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность непосредственного оперирования отрицательными числами. Тем не менее, машина Паскаля позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, но требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений. Вычитание выполнялось при помощи дополнений до девятки, которые для помощи считавшему появлялись в окошке, размещённом над выставленным оригинальным значением.
Примерно за 10 лет Паскаль построил около 50 и даже сумел продать около дюжины вариантов своей машины. Несмотря на вызываемый ею всеобщий восторг, машина не принесла богатства своему создателю. Сложность и высокая стоимость машины в сочетании с небольшими вычислительными способностями служили препятствием её широкому распространению. Тем не менее, заложенный в основу «Паскалины» принцип связанных колёс почти на три столетия стал основой для большинства создаваемых вычислительных
Лейбниц и его философское учение
... поздней философии Лейбница имеет также его переписка с Н. Ремоном и особенно с ньютонианцем С. Кларком. Смерть Лейбница в ... знакомства с учеными и философами, активно занимается математическими проблемами, конструирует «компьютер» (усовершенствуя счетную машину Блеза Паскаля), ... Лейпциге 1 июля 1646г. Отец Лейбница, Фридрих Лейбнюц, был профессором нравственной философии в Лейпцигском университете. Его ...
В честь Блеза Паскаля был назван язык программирования.
Готфрид Вильгельм Лейбниц
Готфрид Вильгельм родился 1 июля 1646 года в семье профессора философии морали Лейпцигского университета Фридриха Лейбнюца и Катерины Шмукк, которая была дочерью выдающегося профессора юриспруденции. Отец Лейбница был сербо-лужицкого происхождения. По материнской линии Готфрид Вильгельм Лейбниц, по-видимому, имел чисто немецких предков.
Отец Лейбница очень рано заметил гениальность своего сына и старался развить в нём любознательность, часто рассказывая ему маленькие эпизоды из священной и светской истории; по словам самого Лейбница, эти рассказы глубоко запали ему в душу и были самым сильным впечатлением его раннего детства. Лейбницу не было и семи лет, когда он потерял отца; его отец умер, оставив после себя большую личную библиотеку.
Механический калькулятор был создан Лейбницем в 1673 году. Сложение чисел выполнялось при помощи связанных друг с другом колёс, так же как на вычислительной машине другого выдающегося учёного-изобретателя Блеза Паскаля — «Паскалине». Добавленная в конструкцию движущаяся часть (прообраз подвижной каретки будущих настольных калькуляторов) и специальная рукоятка, позволявшая крутить ступенчатое колесо (в последующих вариантах машины — цилиндры), позволяли ускорить повторяющиеся операции сложения, при помощи которых выполнялось деление и перемножение чисел. Необходимое число повторных сложений выполнялось автоматически.
Машина была продемонстрирована Лейбницем во Французской академии наук и Лондонском королевском обществе. Один экземпляр калькулятора попал к Петру Первому, который подарил её китайскому императору, желая удивить последнего европейскими техническими достижениями.
Были построены два прототипа, до сегодняшнего дня только один сохранился в Национальной библиотеке Нижней Саксонии в Ганновере, Германия. Несколько поздних копий находятся в музеях Германии, например, один в Немецком музее в Мюнхене.
Лейбниц также описал двоичную систему счисления с цифрами 0 и 1, на которой основана современная компьютерная техника. Современная двоичная система была полностью описана им в работе Explication de l’Arithmétique Binaire. Как человек, увлекающийся китайской культурой, Лейбниц знал о Книге Перемен и заметил, что гексаграммы соответствуют двоичным числам от 0 до 111111; он восхищался тем, что это отображение является свидетельством крупных китайских достижений в философской математике того времени. Лейбниц, возможно, был первым программистом и информационным теоретиком. Он обнаружил, что если записывать определённые группы двоичных чисел одно под другим, то нули и единицы в вертикальных столбцах будут регулярно повторяться, и это открытие навело его на мысль, что существуют совершенно новые законы математики. Лейбниц понял, что двоичный код оптимален для системы механики, которая может работать на основе перемежающихся активных и пассивных простых циклов. Он пытался применить двоичный код в механике и даже сделал чертёж вычислительной машины, работавшей на основе его новой математики, но вскоре понял, что технологические возможности его времени не позволяют создать такую машину. Проект вычислительной машины, работающей в двоичной системе, в которой использовался прообраз перфокарты, Лейбниц изложил в труде, написанном ещё в 1679 году (до того, как он подробно описал двоичную арифметику в трактате 1703 года Explication de l’Arithmétique Binaire).
Философия языка в трудах Вильгельма фон Гумбольдта
Вильгельм фон Гумбольдт (1767-1835), «один из величайших людей Германии» (по словам В.Томсена), считается основателем общего языкознания и философии языка. Однако, круг интересов этого выдающегося немецкого мыслителя и гуманиста, ... писателями и поэтами, в том числе и с Гёте и Шиллером, с которыми он находился в тесной дружбе. Гуманистический идеал Гумбольдта - всестороннее и гармоничное развитие ...
Единицы и нули в воображаемой машине были представлены соответственно открытыми или закрытыми отверстиями в перемещающейся банке, через которую предполагалось пропускать шарики, падающие в желоба под ней. Лейбниц писал также о возможности машинного моделирования функций человеческого мозга.
