|
1.1 Механични изчислителни устройства
Най-ранните регистрирани изчислителни устройства се отнасят към периода от преди 2000 години. Това са механичните сметала, които представлявали дървени рамки с паралелно разположени пръчки и на тях нанизани мъниста или топки.
Математиката заедно с арабските числа си проправя път в Европа през VIII и IX век. В началото на XVII век Джон Непер (откривателят на логаритмите) разработва система от пръти (наречени по-късно “Неперови кости”), които се използвали за умножаване на числа.
През XVII век се правят първите опити за механизиране на изчисленията. През 1623 година Вилхелм Шикард, университетски професор по математика и астрономия в Тюбингенския университет, описва във вид на чертежи принцип на сумиращо устройство. Не е известно дали този проект е реализиран, но съмнения в принципната възможност за работа няма, тъй като по-късно в същия университет е реализирано такова устройство.
На Блез Паскал обикновено се приписва заслугата за създаване на първата изчислителна машина (1642 година). Тя е можела да извършва събиране на числа, въведени посредством позициониране на набор от шайби. Блез Паскал формулирал основните проблеми, които трябва да бъдат решавани, при разработване на изчислителни устройства:
- по какъв начин да се представят числата в изчислителната машина ?
- как да се въвеждат числата в изчислителната машина?
- как да се извършват аритметични операции ?
- как да се показват резултатите от изчисленията?
През 1671 година Готфрид Лайбниц изобретява калкулатор, който чрез последователно събиране и преместване, е реализирал операцията умножаване на числа.
Дълго време се е смятало, че машините на Шикард и Блез Паскал са първите опити за конструиране на машина за механизирани изчисления. През XX век се установява, че съществува документация в архива на Леонардо да Винчи (1452 – 1519), която описва във вид на схеми и чертежи сумиращо устройство. Специалисти от компанията IBM са успели по тези чертежи да възпроизведат работещо сумиращо устройство.
Резултатите от изчисленията при механическите изчислителни устройства са се определяли посредством крайното положение на зъбни колела и шайби, подобно на отчитането на пробега на автомобилите от механичния спидометър.
Чарлз Бейбидж, професор по математика в Кеймбридж, Англия, се счита за баща на съвременните компютри, заради неговите изобретения в областта на механичните изчислителни устройства. Най-напред, през 1812 годна, той разработва така наречената
‘различаваща’ машина за решаване на полиномиални уравнения по метода на разликите. По- късно той разработва Аналитична машина – механичен цифров компютър с общо предназначение, контролиран изцяло от програми. Тази машина е била паралелен десетичен компютър, обработващ числа (думи) от по 50 десетични цифри.
Аналитичната машина се смята за предшественик на съвременния компютър, защото е имала всички основни елементи, които притежава съвременният компютър:
-Устройство за вход. Използвана е идея, заимствана от тъкачните станове в текстилните фабрики за въвеждане на числа посредством перфокарти. За първи път перфокартите се използват от французина Джозеф Жакард за управление на процесите при тъкачните станове;
-Управляващо устройство. Барабанна секция с множество ребра и пръчки (гвоздеи) се е използвала за контрол и управление на работата на изпълнителното устройство (процесора).
-Процесор (калкулатор). Машината съдържала стотици оси и хиляди зъбни колела,
чрез които се изпълнявали аритметични операции.
-Памет. Модул, съдържащ оси и зъбни колела е можел да съхранява до 1000 50-
цифрови десетични числа.
-Изходно устройство. Плочи, пригодени за използване в печатни преси, служели за извеждане на получаваните резултати.
Машината на Чарлз Бейбидж била първата програмируема машина. Първите програми за управление на машината били разработвани от асистентката на Бейбидж, Аугуста Ада Байрон, която се смята за първата програмистка. За съжаление, тази изчислителна машина не била завършена окончателно, поради технологичните ограничения в производствената база по това време. Идеята на Бейбидж е била машината да се задвижва с пара. |
