Первые вычислительные машины


Первую программируемую вычислительную машину попытался создать Чарльз Бэббидж в XIX веке. Она осталась недостроенной. Но в XX веке идеи Беббиджа воплощенные уже на новом уровне перевернули мир.

Машина Бэбиджа

Вычислительная машина Бэбиджа

Первый шаг к созданию современных компьютеров сделал английский математик Чарльз Беббидж. В 1822 году он построил вычислительное устройство, названное им Разностной Машиной (Difference Engine). Машина работала на основе известного в математике метода конечных разностей. Difference Engine позволяла вычислять значения многочленов, выполняя только операцию сложения и не производя при этом умножение и деление. Поскольку Разностная Машина имела ограниченные возможности, дальнейшего развития она не получила. Однако специалисты отмечают, что для того времени это был прорыв в вычислительной технике.Бэббидж не остановился на достигнутом и с 1830 года занялся разработкой программируемой машины, которую назвал Аналитической (Analytical Engine). К сожалению, математик не смог осуществить задуманного, поскольку Analytical Engine оказалась слишком сложна для техники того времени. Но идеи, которые он озвучил, были действительно революционными. Бэббидж придумал практически современный компьютер, но не в электронном, а в механическом исполнении.

По замыслу ученого, машина должна была состоять из «склада», предназначенного для хранения чисел (то, что мы называем память компьютера). Из «Мельницы», которая представляла собой арифметическое устройство (процессор). Бэббидж также задумал устройство, управляющее последовательностью операций в машине (хотя математик никак его не назвал, сейчас используется термин «устройство управления»). Машины также должна была быть осащена устройствами ввода и вывода данных.

По замыслу Бэббиджа на вход машине должны были поступать два потока перфокарт, operation card (операционные карты) и variable card (карты переменных). Задача первых — управлять процессом обработки данных, которые должны были записываться на карты переменных. Бэббидж хотел, чтобы информация заносилась на перфокарты путем пробивки отверстий. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Кроме того, Analytical Engine должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования.

В конце XX английские ученые построили машину Бэббиджа и даже придуманный им «принтер». В идеях великого ученого была обнаужена всего одна ошибка.

«Мark-1»

В 1940-х годах сразу несколько грyпп исследователей предприняли попытки создания вычислительного устройства, но уже на основе техники XX столетия. Первым из них был немецкий ученый Конрад Цузе, который в 1941 г. построил небольшой компьютер на основе нескольких электромеханических реле. Однако из-за войны его работы не были опубликованы. В 1943 в США на одном из предприятий фирмы IBM (International Business Machines Corporation) американец Говард Эйкея создал более мощный компьютер под названием «Mark -1». Хотя «Mark-1» был устроен практически так же, как и аналитическая машина Бэббиджа, считал он все же намного быстрее. Кроме того, компьютер мог умножать, делить, возводить числа в степень, находить значение синуса и вычислять логарифмы. Здесь также впервые был реализован принцип независимо хранимой программы. В качестве носителя создатели приспособили ленту с информацией, записанной в виде пробитых отверстий (перфоленту). Перфоленту можно было использовать не один раз и хранить отдельно от машины.

Первый компьютер Mark-1

ENIAC

Полумеханические компьютеры, такие как Mark — 1, сменили новые, более мощные машины. Одна из них — Electronical Numerical Integrator and Calculator, сокращенно — ENIAC. Этот компьютер на основе электронных ламп был сконструирован в 1946 году. В его конструкцию входило 18 тысяч вакуумных ламп и около 1500 реле, при этом машина занимала отдельное помещение площадью в 85 квадратных метров, весила 30 тонн и потребляла 150 киловатт энергии.

В компьютере ENIAC впервые перфолента для хранения программ была заменена на перфокарту. Во время работы перфоленты часто рвались, приходилось либо склеивать их, либо менять целиком. Зачастую запасных не было, поэтому нужно было изготовлять новые. Все это доставляло большие неудобства. С перфокартами процесс намного упростился. Если испортилась одна пластинка, то ее можно было легко заменить.

Первая вычилслительная машина Eniac

Первая вычилслительная машина Eniac

Однако, несмотря на все недостатки, ENIAC своим появлением открыл эру компьютеров.

В СССР первый компьютер был сконструирован в Киеве в 1951 году. Он назывался «МЭВМ» (маленькая электронная вычислительная машина). Уже в 1952 году была построена машина «БЭВМ» (большая электронная вычислительная машина). Этими проектами руководил академик Сергей Лебедев

Взято с оригинала