Персоналии (основоположники)

Готфрид Лейбниц

В 1673 году выдающийся немецкий ученый Готфрид Лейбниц построил первую счетную машину, способную механически выполнять все четыре действия арифметики. Ряд важнейших ее механизмов применяли вплоть до середины 20 века в некоторых типах машин. к типу машины Лейбница могут быть отнесены все машины, в частности и первые ЭВМ, производившие умножение как многократное сложение, а деление - как многократное вычитание. Главным достоинством вех этих машин являллись более высокие, чем у человека, скорость и точность вычислений. Их создание продемонстрировало принципиальную возможность механизации интеллектуальной деятельности человека

Лейбниц первый понял значсение и роль двоичной системы счисления в рукописи на латинском языке, написанной в марте 1679 года Лейбниц разъясняет, как выполнять вычисление в двоичной системе, в частности умножение, а позже в общих чертах разрабатывает проект вычислительной машины, работающей в двоичной системе счисления. Вот что он пишет:"Вычисления такого рода можно было бы выполнять и на машине. Несомненно, очень просто и без особых затрат это можно сделать следующим образом: нужно проделать отверстия в банке так, что бы их можно было открывать и закрывать. Открытыми будут те отверстия, которые соответствуют 1, а закрытыми соответсвующие 0. Через открытые отверстия в желоба будут падать маленькие кубики или шарики, а через закрытые отверстии ничего не выпадет. Банка будет перемещаться и сдвигаться от столбца к столбцу, как того требует умножение. Желоба будут представлять столбцы, причем ни один шарик не может попасть из одного желоба в какой либо другой, пока машина не начнет работать...". В дальнейшем в многочисленных паисьмах и в трактате "Explication de l`Arithmetique Binairy" (1703) Лейбниц снова и снова возвращался к двоичной арифметике. Идея Лейбница об использовании двоичной системы счисления в вычислительных машинах останется забытой в течение 250 лет.

 

Чарльз Бэббидж

В начале 19 века Чарльз Бэббидж сформулировал основные положения, которые должны лежать в основе конструкции вычислительной машины принципиально нового типа:

  • В машине должен быть "склад" для хранения цифровой информации. (В современных ЭВМ это запоминающее устройство.)
    В машине должно быть устройство, осуществляющее операции над числами, взятыми со "склада". Бэббидж называл такое устройство "мельницей". (В современных ЭВМ -арифметическое устройство.)
    В машине должно быть устройство для управления последовательностью выполнения операций, передачей чисел со "склада" на "мельницу" и обратно, т.е. устройство управления.
    В машине должно быть устройство для ввода исходных данных и показа результатов, т.е. устройство ввода-вывода.

Эти исходные принципы, изложенные более 150 лет назад, полностью реализованы в современных ЭВМ, но для 19 века они оказались преждевременными. Бэббидж сделал попытку создать машину такого типа на основе механического арифмометра, но ее конструкция оказалась очень дорогостоящей, и работы по изготовлению действующей машины закончить не удалось.

С 1834 года и до конца жизни Бэббидж работал над проектом аналитической машины, не пытаясь ее построить. Только в 1906 году его сын выполнил демонстрационные модели некоторых частей машины. Если бы аналитическая машина была завершена , то , по оценкам Бэббиджа , на сложение и вычитание потребовалось 2 секунды , а на умножение и деление - 1 минута.

 

Конрад Цузе
Работы им начаты в 1933 году, а через три года им построена модель механической вычислительной машины, в которой использовались двоичная система счисления , форма представления чисел с плавающей запятой , трехадресная система программирования и перфокарты . Условный переход при программировании не был предусмотрен . Затем в качестве элементной базы Цузе выбирает реле, которое к тому времени давно применялись в различных областях техники.

В 1938 году Цузе изготовил модель машины Z1 на 16 машинных слов, в следующем году - модель Z2, и еще через 2 года он построил первую в мире действующюю вычислительную машину с программным управлением (модель Z3), которая демонстрировалась в Германском научно-исследовательском центре авиации. Это была релейная двоичная машина, имеющая память 6422-разрядных числа с плавающей запятой:

7 разрядов - для порядка и 15 - для мантиссы. В арифметическом блоке использовалась параллельная арифметика. Команда включала операционную и адресную части. Ввод данных осуществлялся с помощью десятичной клавиатуры. Предусмотрен цифровой вывод, а также автоматическое преобразование десятичных чисел в двоичные и обратно. Время сложения у модели Z3 - 0,3 секунды. Все эти образцы машин были уничтожены во время бомбардировок в ходе второй мировой войны. После войны Цузе изготовил модели Z4 и Z5.

Цузе в 1945 году создал язык PLANKALKUL ("исчисление планов"), который относится к ранним формам алгоритмических языков. Этот язык был в большей степени машинно-ориентированным, однако в некоторых моментах, касающихся структуры объектов, по своим возможностям даже превосходили АЛГОЛ, ориентированный только на работу с числами.

 

Герман Голлерит

Занимаясь в 80-х годах прошлого столетия вопросами обработки статистических данных , он создал систему , автоматизирующую процесс обработки. Голлерит впервые (1889) построил ручной перфоратор , который был использован для нанесения цифровых данных на перфокарты , и ввел механическую сортировку для раскладки этих перфокарт в зависимости от места пробивок. Носитель данных Голлерита - 80-колонная перфокарта не претерпела существенных изменений до настоящего времени. Им построена суммирующая машина , названная табулятором, которая прощупывала отверстия на перфокартах, воспринимала их как соответствующие числа и подсчитывала их.

Ада Лавлейс

Научные идеи Бэббиджа увлекли дочь известного английского поэта лорда Байрона- графиню Аду Августу Лавлейс. В то время еще не возникли такие понятия, как ЭВМ, программирование, и тем не менее Аду Лавлейс по праву считают первым в мире программистом.Дело в том, что Бэббидж не составил не одного полного описания изобретенной им машины. Это сделал один из его учеников в статье на французском языке. Ада Лавлейс перевела ее на английский, и не просто перевела, а добавила собственные программы, по которым машина могла бы проводить сложные математические расчеты. В результате первоначальный объем статьи увеличился втрое, и Бэббидж получил возможность продемонстрировать мощь своей машины.Многими же понятиями, введенными Адой Лавлейс в описания тех первых в мире программ, широко пользуются современные программисты.

 

С. А. Лебедев

В начале 50-х годов в Киеве в лаборатории моделирования и вычислительной техники Института электротехники АН УССР под руководством академика С. А. Лебедева создавалась МЭСМ - первая советская ЭВМ. Функционально- структурная организация МЭСМ была предложена Лебедевым в 1947 году. Первый пробный пуск макета машины состоялся в ноябре 1950 года, а в эксплуатацию машина была сдана в 1951 году. МЭСМ работала в двоичной системе, с трехадресной системой команд, причем программа вычислений хронилась в запоминающем устройстве оперативного типа. Машина Лебедева с параллельной обработкой слов представляла собой принципиально новое решение. Она была одной из первых в мире и первой на европейском континенте ЭВМ с хранимой в памяти прграммой.

Другие записи

10.06.2016. История вычислительной техники (до процессора Intel 80486)
Зволюционный процесс, который привел к современным микрокомпьютерам, был чрезвычайно быстрым. Хотя при создании машины, известной как «персональный компьютер», было использовано большое число открытий…