ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    З світової історії цифрової обчислювальної техніки
         

     

    Історія техніки

    З світової історії цифрової обчислювальної техніки

    Б. М. Малиновський.

    В Нині інформатика та її практичні результати, стають найважливішим двигуном науково-технічного прогресу і розвитку людського суспільства. Її технічною базою є засоби обробки і передачі інформації. Швидкість їх розвитку вражаюча, в історії людства цього бурхливого розвитку процесу немає аналога. Тепер вже очевидно, що настає XXI століття буде століттям максимального використання досягнень інформатики в економіці, політиці, науці, освіті, медицині, побуті, військовій справі і т.д.

    Останні десятиліття, що минає століття характерні зростанням інтересу до історії розвитку інформатики, в першу чергу до історії появи перших цифрових обчислювальних машин і їх творцям. У більшості розвинених країн створені музеї, що зберігають зразки перших машин, проводяться конференції та симпозіуми, випускаються книги про пріоритетні досягнення в цій галузі.

    Історія створення засобів цифрової обчислювальної техніки йде в глибину століть. Вона захоплююча і повчальна, з нею пов'язані імена видатних учених світу.

    В щоденниках геніального італійця Леонардо да Вінчі (1452 - 1519), вже в наш час був виявлений ряд малюнків, які опинилися ескізним начерком підсумовує обчислювальної машини на зубчастих колесах, здатної складати 13 -- розрядні десяткові числа. Фахівці відомої американської фірми IBM відтворили машину в металі і переконалися в повній спроможності ідеї вченого. Його підсумовує машину можна вважати початкової віхою в історії цифрової обчислювальної техніки. Це був перший цифровий суматор, своєрідний зародок майбутнього електронного суматора - найважливішого елементу сучасних ЕОМ, поки ще механічний, дуже примітивний (з ручним керуванням). У ті далекі від нас роки геніальний вчений був, мабуть, єдиним на Землі людиною, який зрозумів необхідність створення пристроїв для полегшення праці при виконання обчислень.

    Однак потреба в цьому була настільки малої (а точніше, її не було зовсім!), що лише через сто років після смерті Леонардо да Вінчі знайшовся інший європеєць - німецький вчений Вільгельм Шиккард (1592-1636), яка не читала, природно, щоденників великого італійця, який запропонував своє рішення цієї завдання. Причиною, що спонукала Шиккард розробити лічильну машину для підсумовування та множення шестіразрядних десяткових чисел, було його знайомство з польським астрономом І. Кеплером. Ознайомившись з роботою великого астронома, пов'язаної, в основному, з обчисленнями, Шиккард загорівся ідеєю надати йому допомогу у нелегкій праці. У листі, на його ім'я, надісланому в 1623 р., він наводить малюнок машини і розповідає як вона влаштована. На жаль, даних про подальшу долю машини історія не зберегла. Мабуть, рання смерть від чуми, що охопила Європу, перешкодила вченому виконати його задум.

    Про винаходи Леонардо да Вінчі і Вільгельма Шиккард стало відомо лише в наш час. Сучасникам вони були невідомі.

    У XYII столітті становище змінюється. У 1641 - 1642 рр.. дев'ятнадцятирічний Блез Паскаль (1623 -- 1662), тоді ще мало кому відомий французький вчений, створює діючу підсумовує машину ( "паскаліну"). На початку він зводив її з одного єдиною метою - допомогти батькові в розрахунках, які виконуються при збиранні податків. У наступні чотири роки їм були створені більш досконалі зразки машини. Вони були шести і восьми розрядними, будувалися на основі зубчастих коліс, могли проводити підсумовування і віднімання десяткових чисел. Було створено приблизно 50 зразків машин, Б. Паскаль отримав королівський привілей на їх виробництво, але практичного застосування "паскаліни" не отримали, хоча про них багато говорилося і писалося (в основному, у Франції).

    В 1673 інший великий європеєць, німецький вчений Готфрід Вільгельм Лейбніц (1646 - 1716), створює лічильну машину (арифметичний прилад, за словами Лейбніца) для додавання та множення двенадцатіразрядних десяткових чисел. До зубчастих коліс він додав ступінчастий валик, що дозволяє здійснювати множення і ділення. "... Моя машина дає можливість здійснювати множення і поділ над величезними числами миттєво, при тому не вдаючись до послідовного складання і віднімання ", - писав В. Лейбніц одному зі своїх друзів. Про машину Лейбніца було відомо в більшості країн Європи.

    В цифрових електронних обчислювальних машинах (ЕОМ), що з'явилися більше двох століть потому, пристрій, що виконує арифметичні операції (ті ж самі, що й "арифметичний прилад" Лейбніца), отримало назву арифметичного. Пізніше, у міру додавання ряду логічних дій, його стали називати арифметико-логічним. Воно стало основним пристроєм сучасних комп'ютерів.

    Таким чином, два генії XVII століття, встановили перші віхи в історії розвитку цифрової обчислювальної техніки.

    Заслуги В. Лейбніца, однак, не обмежуються створенням "арифметичного приладу ". Починаючи зі студентських років і до кінця життя він займався дослідженням властивостей двійкової системи числення, що стала надалі, основною при створенні комп'ютерів. Він надавав їй якийсь містичний сенс і вважав, що на її базі можна створити універсальну мову для пояснення явищ миру і використання у всіх науках, у тому числі у філософії. Збереглося зображення медалі, намальоване В. Лейбніцем в 1697 р., що пояснює співвідношення між двійкової та десяткової системами числення.

    В 1799 у Франції Жозеф Марі Жакар (1752 - 1834) винайшов ткацький верстат, в якому для завдання візерунка на тканині використовувалися перфокарти. Необхідні для цього вихідні дані записувалися у вигляді пробівок у відповідних місцях перфокарти. Так з'явилося перше примітивне пристрій для запам'ятовування і введення програмної (керуючої ткацьким процесом в даному випадку) інформації.

    В 1795 там же математик Гаспар Проні (1755 - 1839), до якого французьке уряд доручив виконання робіт, пов'язаних з переходом на метричну систему заходів, вперше у світі розробив технологічну схему обчислень, яка передбачає розподіл праці математиків на три складові. Перша група з декількох висококваліфікованих математиків визначала (або розробляла) методи чисельних обчислень, необхідні для вирішення завдання, що дозволяють звести обчислення до арифметичним операціям - скласти, відняти, помножити, поділити. Завдання послідовності арифметичних дій і визначення вихідних даних, необхідних при їх виконанні ( "програмування") здійснювала друге, кілька більш розширена за складом, група математиків. Для виконання складеної "програми", що складається з послідовності арифметичних дій, не було необхідності залучати фахівців високої кваліфікації. Ця, найбільш трудомістка частина роботи, доручалося третій і найчисленнішої групі обчислювачів. Такий поділ праці дозволило суттєво прискорити отримання результатів і підвищити їхню надійність. Але головне полягало в тому, що цим був даний імпульс подальшому процесу автоматизації, найбільш трудомісткою (але й найпростішою!) третьої частини обчислень - переходу до створення цифрових обчислювальних пристроїв з програмним керуванням послідовністю арифметичних операцій.

    Цей завершальний крок в еволюції цифрових обчислювальних пристроїв (механічного типу) зробив англійський вчений Чарльз Беббідж (1791 - 1871). Блискучий математик, чудово володіє чисельними методами обчислень, що вже має досвід у створенні технічних засобів для полегшення обчислювального процесу (Різницева машина Беббідж для табулювання поліномів, 1812 - 1822гг.), він відразу побачив у технології обчислень, запропонованої Г. Проні, можливість подальшого розвитку своїх робіт. Аналітична машина (так назвав її Беббідж), проект якої він розробив у 1836 - 1848 роках, стала механічним прототипом що з'явилися через століття ЕОМ. У ній передбачалося мати ті ж, що і в ЕОМ п'ять основних пристроїв: арифметичний, пам'яті, керування, вводу, виводу.

    Для арифметичного пристрою Ч. Беббiдж використовував зубчасті колеса, подібні тим, що використовувалися раніше. На них же Ч. Беббiдж мав намір побудувати пристрій пам'яті з 1000 пятідесятіразрядних регістрів (по 50 коліс в кожному!). Програма виконання обчислень записувалася на перфокартах (пробивання), на них же записувалися вихідні дані та результати обчислень. У число операцій, крім чотирьох арифметичних, була включена операція умовного переходу та операції з кодами команд. Автоматичне виконання програми обчислень забезпечувалося пристроєм управління. Час складання двох пятідесятіразрядних десяткових чисел становило, за розрахунками вченого, 1 сек, множення - 1 хв.

    Механічний принцип побудови пристроїв, використання десяткової системи числення, утрудняє створення простий елементної бази, не дозволили Ч. Беббiиджа повністю реалізувати свій далеко йде задум, довелося обмежитися скромними макетами. Інакше, за розмірами машина зрівнялася б з локомотивом, і щоб привести в рух її пристрою знадобився б паровий двигун.

    Програми обчислень на машині Беббідж, складені дочкою Байрона Адою Августою Лавлейс (1815 - 1852), дуже схожі з програмами, складеними, згодом, для перших ЕОМ. Не випадково чудову жінку назвали першим програмістом світу.

    Ще більше вражають її висловлювання з приводу можливостей машини:

    "... Немає кінця демаркаційної лінії, що обмежує можливості аналітичної машини. Фактично аналітичну машину можна розглядати як матеріальне і механічне вираз аналізу ".

    Незважаючи на всі старання Ч. Беббiиджа й А. Лавлейс машину побудувати не вдалося ... Сучасники, не бачачи конкретного результату, розчарувалися в роботі вченого. Він випередив свій час. І сам розумів це: "Мабуть пройде половина сторіччя, перш ніж хто-небудь візьметься за таку малообещающую завдання без тих вказівок, які я залишив після себе. І якщо хтось, не застережених моїм прикладом, візьме на себе це завдання і досягне цілі в реальному конструюванні машини, що втілює у собі всю виконавчу частину математичного аналізу за допомогою простих механічних або інших засобів, я не побоюся поплатитися своєю репутацією на його користь, тому що лише він один повністю зможе зрозуміти характер моїх зусиль і цінність їх результатів ". Після смерті Ч. Беббiиджа Комітет Британської наукової асоціації, куди входили великі вчені, розглянув питання, що робити з незакінченою аналітичної машиною і для чого вона може бути рекомендована.

    До честі Комітету було сказано: "... Можливості аналітичної машини простягаються так далеко, що їх можна порівняти лише з межами людських можливостей ... Успішна реалізація машини може означати епоху в історії обчислень, рівну введення логарифмів ".

    незрозумілим виявився ще один видатний англієць, який жив у ті ж роки, - Джордж Буль (1815 - 1864). Розроблена ним алгебра логіки (алгебра Буля) знайшла застосування лише в наступному столітті, коли знадобився математичний апарат для проектування схем ЕОМ, що використовують двійкову систему числення. "З'єднав" математичну логіку з двійковій системою числення і електричними ланцюгами американський вчений Клод Шенон у своїй знаменитій дисертації (1936г.).

    Через 63 роки після смерті Ч. Беббiиджа (він майже вгадав термін!) Знайшовся "хтось" взяв на себе завдання створити машину, подібну - за принципом дії, тієї, якій віддав життя Ч. Беббiдж. Ним виявився ... німецький студент Конрад Цузе (1910 - 1985). Роботу по створенню машини він почав у 1934р., За рік до отримання диплома інженерного. Конрад (друзі його звали Куно) нічого не знав ні про машину Беббідж, ні про роботи Лейбніца, ні про алгебрі Буля, яка ніби створена для того, щоб проектувати схеми з використанням елементів, що мають лише два стійких стани.

    Тим не менш, він виявився гідним спадкоємцем В. Лейбніца і Дж. Буля оскільки повернув до життя вже забуту двійкову систему числення, а при розрахунку схем використовував щось подібне булевої алгебри. У 1937р. машина Z1 (що означало Цузе 1) була готова і запрацювала!

    Вона була подібно машині Беббідж чисто механічної. Використання двійкової системи створило диво - машина займала всього два квадратних метра на столі в квартирі винахідника! Довжина слів становила 22 двійкових розряду. Виконання операцій проводилося з використанням плаваючою комою. Для мантиси і її знака відводилося 15 розрядів, для порядку - 7. Пам'ять (теж на механічних елементах) містила 64 слова (проти 1000 у Беббідж, що теж зменшило розміри машини). Числа і програма вводилася вручну. Ще через рік у машині з'явився пристрій вводу даних і програми, використовувала кінострічку, на яку перфорувати інформація, а механічне арифметичний пристрій замінило АУ послідовного дії на телефонних реле. У цьому К. Цузе допоміг австрійський інженер Гельмут Шрайер, фахівець в галузі електроніки. Вдосконалена машина отримала назву Z2. У 1941 р. Цузе за участю Г. Шрайер створює релейну обчислювальну машину з програмним керуванням (Z3), що містить 2000 реле та повторює основні характеристики Z1 і Z2. Вона стала першою в світі повністю релейного цифрової обчислювальної машиною з програмним управлінням і успішно експлуатувалася. Її розміри лише трохи перевищували розміри Z1 і Z2.

    Ще в 1938 р. Г. Шрайер, запропонував використовувати для побудови Z2 електронні лампи замість високої частоти. Тоді К. Цузе йому сказав: "Здається, що ти випив Занадто багато шнапсу! "

    Але в роки Другої світової війни він сам прийшов до висновку про можливість лампового варіанту машини. Друзі виступили з цим повідомленням у колі вчених мужів і піддалися глузуванням і засудження. Названа ними цифра - 2000 електронних ламп, необхідних для побудови машини, могла остудити найгарячіші голови. Лише один із слухачів підтримав їх задум. Вони не зупинилися на цьому і представили свої міркування в військове відомство, зазначивши, що нова машина могла б використовуватися для розшифровки радіограм союзників. Їх запитали:

    -- А коли буде готова машина?

    -- Років за два!

    -- До цього часу ми переможемо й машина не знадобиться!

    Так, можливо, було втрачено шанс створити в Німеччині не тільки першим релейну, а й перший в світі електронну обчислювальну машину.

    До цього часу К. Цузе організував невелику фірму, і її зусиллями були створені дві спеціалізовані релейні машини S1 та S2. Перша - для розрахунку крил "літаючих торпед" - літаків-снарядів, якими обстрілювали Лондон, другий - для управління ними. Вона виявилася першою в світі керуючої обчислювальною машиною.

    До кінця війни К. Цузе створює ще одну релейну обчислювальну машину - Z4. Вона виявиться єдиною збереглася з усіх машин, розроблених ним. Решта будуть знищені при бомбардуванні Берліна і заводів, де вони випускалися.

    І так, К. Цузе встановив кілька віх в історії розвитку комп'ютерів: перше в світі використовував при побудові обчислювальної машини двійкову систему обчислення (1937г.), створив першу в світі релейну обчислювальну машину з програмним керуванням (1941г.) і цифрову спеціалізовану керуючу обчислювальну машину (1943г.).

    Ці справді блискучі досягнення, однак, істотного впливу на розвиток обчислювальної техніки в світі (за винятком Німеччини) не надали ...

    Справа в тому, що публікацій про них і будь-якої реклами через таємність робіт не було, і тому про них стало відомо лише через декілька років після завершення Другої світової війни.

    За іншому розвивалися події в США. У 1944 р. вчений Гарвардського університету Говард Айкен (1900-1973) створює першу в США (тоді вважалося першим у світі!) релейно-механічну цифрову обчислювальну машину МАРК-1 * [1] . За своїми характеристиками (продуктивність, об'єм пам'яті) вона була близька до Z3, але істотно відрізнялася розмірами (довжина 17м, висота 2,5 м, вага 5 тонн, 500 тисяч механічних деталей).

    В машині використовувалася десяткова система числення. Як і в машині Беббідж в лічильниках і регістрах пам'яті використовувалися зубчасті колеса. Управління та зв'язок між ними здійснювалася за допомогою реле, число яких перевищував 3000. Г. Айкен не приховував, що багато чого в конструкціі машини він запозичив у Ч. Беббiиджа. "Якби був живий Беббідж, мені нічого було б робити", - говорив він. Чудовим якістю машини була її надійність. Встановлена в Гарвардському університеті вона пропрацювала там 16 років!

    Слідом за МАРК-1 вчений створює ще три машини (МАРК-2, МАРК-3 і МАРК-4) і теж з використанням реле, а не електронних ламп, пояснюючи це ненадійністю останніх.

    В відміну від робіт Цузе, які велися з дотриманням секретності, розробка МАРК1 проводилася відкрито і про створення незвичайної на ті часи машини швидко довідалися в багатьох країнах. Чи жарт, за день машина виконувала обчислення, на які раніше витрачалося півроку! Дочка К. Цузе, що працювала у військовій розвідці і перебувала в той час у Норвергіі, прислала батькові вирізку з газети, що повідомляють про грандіозний досягненні американського вченого.

    К. Цузе міг торжествувати. Він багато в чому випередив з'явився суперника. Пізніше він направить йому лист і скаже про це. А уряд Німеччини в 1980р. виділить йому 800 тис. марок для відтворення Z1, що він і здійснив разом з що допомагали йому студентами. Свого воскреслого первістка К. Цузе передав на вічне зберігання в музей обчислювальної техніки в Падеборне.

    Продовжити розповідь про Г. Айкен хочеться цікавим епізодом. Справа в тому, що роботи з створення МАРК1 виконувалися на виробничих приміщеннях фірми IBM. Її керівник у той час Том Уотсон, який любив порядок у всьому, наполіг, щоб величезна машина була "одягнена" в скло і сталь, що робило її дуже респектабельної. Коли машину перевезли до університету і представили публіці, то ім'я Т. Уотсона серед творців машини не було згадано, що страшно розлютило керівника IBM, що вклав у створення машини півмільйона доларів. Він вирішив "втерти носа" Г. Айкен. В результаті з'явився релейно-електронний монстр, у величезних шафах якого розміщувалися 23 тис. реле і 13 тис. електронних ламп! Машина виявилася не працездатною. У Врешті-решт вона була виставлена в Нью Йорку для показу недосвідчений публіці. На цьому гіганті завершився період електро-механічних цифрових обчислювальних машин.

    Що стосується Г. Айкена, то, повернувшись до університету, він першим у світі, почав читання лекцій за новим тоді предмету, який отримав зараз назва Computer Science - наука про комп'ютери, він же, один із перших запропонував використовувати машини в ділових розрахунках і бізнесі. Спонукальним мотивом для створення МАРК-1 було прагнення Г Айкена допомогти собі в численних розрахунках, які йому доводилося робити при підготовці дисертаційної роботи (присвяченої, до речі, вивченню властивостей електронних ламп).

    Однак, вже насувалася час, коли обсяг розрахункових робіт у розвинених країнах став наростати як сніжний ком, в першу чергу в галузі військової техніки, чому сприяла Друга світова війна.

    В 1941 співробітники лабораторії балістичних досліджень Абердинського артилерійського полігону в США звернулися до розташованої неподалік технічну школу при Пенсильванському університеті за допомогою у складанні таблиць стрільби для артилерійських знарядь, сподіваючись на що був в школі диференціальний аналізатор Буша - громіздке механічне аналогове обчислювальний пристрій. Проте, співробітник школи фізик Джон Мочлі (1907-1986), що захоплювався метереологіей і змайстрували для вирішення завдань у цій області декілька простих цифрових пристроїв на електронних лампах, запропонував дещо інше. Їм було складено (у серпні 1942р.) І відправлено в військове відомство США пропозицію про створення потужного комп'ютера (на ті часи) на електронних лампах. Ці, воістину історичні п'ять сторінок були покладені військовими чиновниками під сукно, і пропозиція Мочлі, ймовірно, залишилося б без наслідків, якщо б їм не зацікавилися співробітники полігону. Вони домоглися фінансування проекту, і в квітні 1943 р. був укладений контракт між полігоном та Пенсільванським університетом на створення обчислювальної машини, названої електронним цифровим інтегратором і комп'ютером (ЕНІАК * [2] ). На це відпускалося 400 тис. доларів. До роботи було залучено близько 200 чоловік, у тому числі кілька десятків математиків і інженерів.

    Керівниками роботи стали Дж. Мочлі і талановитий інженер-електронік Преспер Еккерт (1919 -- 1995). Саме він запропонував використовувати для машини забраковані військовими представниками електронні лампи (їх можна було отримати безкоштовно!). Враховуючи, що необхідна кількість ламп наближалося до 20 тисяч, а кошти, виділені на створення машини досить обмежені, - це було мудрим рішенням. Він ж запропонував знизити напругу розжарення ламп, що суттєво збільшило надійність їх роботи. Напружена робота завершилася наприкінці 1945 року. ЕНІАК було пред'явлено на випробування і успішно їх витримав. На початку 1946р. машина почала рахувати реальні завдання. За розмірами вона була більш вражаючою, ніж МАРК-1: 26 м в довжину, 6 м у висоту, вага 35 тонн. Але вражали не розміри, а продуктивність - вона в 1000 разів перевищувала продуктивність МАРК-1! Таким був результат використання електронних ламп!

    В іншому ЕНІАК мало чим відрізнявся від МАРК-1. У ньому використовувалася десяткова система числення. Розрядність слів - 10 десяткових розрядів. Ємність електронної пам'яті - 20 слів. Введення програм - з комутаційного поля, що викликало масу незручностей: зміна програми займала багато годин і навіть дні.

    В 1945 р., коли завершувалися роботи зі створення ЕНІАК, і його творці вже розробляли новий електронний цифровий комп'ютер ЕДВАК ** [3] в які мають намір розміщувати програми в оперативній пам'яті, щоб усунути основний недолік ЕНІАК - складність введення програм обчислень, до ним в якості консультанта був направлений видатний математик, учасник Матхеттенского проекту зі створення атомної бомби Джон фон Нейман (1903-1957). Слід сказати, що розробники машини, судячи з усього, не просили цієї допомоги. Дж. Нейман, ймовірно, сам проявив ініціативу, почувши від свого приятеля Г. Голдстайн, математика, який працював у військовому відомстві, про ЕНІАК. Він відразу оцінив перспективи розвитку нової техніки і взяв найактивнішу участь у завершенні робіт зі створення ЕДВАК. Написана ним частину звіту по машині, містила загальне опис ЕДВАК і основні принципи побудови машини (1945г.).

    Вона була розмножені Г. Голдстайн (без узгодження з Дж. Мочлі і П. Еккертом) і розіслано в ряд організацій. У 1946р. Нейманом, Голдстайн і Беркс (всі троє працювали в Прінстонському інституті перспективних досліджень) було складено ще один звіт ( "Попереднє обговорення логічного конструювання пристрої ", червень 1946 р.), який містив розгорнуте і детальне опис принципів побудови цифрових електронних обчислювальних машин. У тому ж року звіт був поширений на літній сесії Пенсильванського університету.

    Викладені у звіті принципи зводилися до наступного.

    1. Машини на електронних елементах повинні працювати не в десятковій, а двійковій системі числення.

    2. Програма повинна розміщуватися в одному з блоків машини - у запам'ятовуючому пристрої, що володіє достатньою місткістю і відповідними швидкостями вибірки і записи команд програми.

    3. Програма, так само як і числа, з якими оперує машина, записується в двійковому коді. Таким чином, за формою подання команди і числа однотипні. Ця обставина призводить до наступних важливих наслідків:

    проміжні результати обчислень, константи та інші числа можуть розміщуватися в тому ж запам'ятовуючому пристрої, що і програма;

    числова форма запису програми дозволяє машині проводити операції над величинами, якими закодовані команди програми.

    4. Труднощі фізичної реалізації пристрою, що запам'ятовує, швидкодія якого відповідає швидкості роботи логічних схем, вимагає ієрархічної організації пам'яті.

    5. Арифметичне пристрій машини конструюється на основі схем, що виконують операцію додавання, створення спеціальних пристроїв для виконання інших операцій недоцільно.

    6. У машині використовується паралельний принцип організації обчислювального процесу (операції над словами проводяться одночасно в усіх розрядах).

    Не можна сказати, що перераховані принципи побудови ЕОМ були вперше висловлені Дж. Нейманом та іншими авторами. Їх заслуга в тому, що вони, узагальнивши накопичений досвід побудови цифрових обчислювальних машин, зуміли перейти від схемних (технічних) описів машин до їх узагальненої логічно ясної структурі, зробили важливий крок від теоретично важливих основ (машина Тьюринга) до практики побудови реальних ЕОМ. Назва Дж. Неймана привернуло увагу до звітів, а висловлені в них принципи і структура ЕОМ отримали назву неймановскіх.

    Під керівництвом Дж. Неймана в Прінстонському інституті перспективних досліджень у 1952 була створена ще одна машина на електронних лампах МАНІАК (для розрахунків зі створення водневої бомби), а в 1954 р. ще один, вже без участі Дж. Неймана. Остання була названа на честь вченого "Джоніак". На жаль, всього три роки по тому Дж. Нейман важко захворів і помер.

    Дж. Мочлі і П. Еккерт, ображені тим, що у звіті Прінстонського університету вони не фігурували і вистраждане ними рішення розташовувати програми в оперативній пам'яті (і не тільки це!) стали приписувати Дж. Нейманом, а, з іншого боку, побачивши, що багато хто, що виникли як гриби після дощу, фірми прагнуть захопити ринок ЕОМ, вирішили взяти патенти на ЕНІАК.

    Однак в цьому їм було ... відмовлено! Допитливі суперники розшукали інформацію про те, що ще в 1938 - 1941 роках працював у сільськогосподарському училище штату Айова професор математики Джон Атанасов (1903 -1996), болгарин за походженням, разом зі своїм помічником Клиффордом Бери розробив макет спеціалізованої цифрової обчислювальної машини (з використанням двійкової системи числення!) для розв'язання систем алгебраїчних рівнянь. Макет містив 300 електронних ламп, мав пам'ять на конденсаторах. Таким чином, піонером лампової техніки в області комп'ютерів виявився Атанасов!

    До того ж Дж. Мочлі, як з'ясував суд, що розбирався (майже 20 років!) справу за видачу патенту, виявляється, був знайомий з роботами Атанасова не з чуток, а провів п'ять днів в його лабораторії, в дні створення макета.

    Що стосується зберігання програм в оперативній пам'яті і теоретичного обгрунтування основних властивостей сучасних комп'ютерів, то і тут Дж. Мочлі і П. Еккерт НЕ були першими. Ще в 1936 р. про це сказав Алан Тьюрінг (1912 - 1953) -- геніальний, математик, який опублікував тоді свою чудову роботу "Про вичіслімих числах "(у 24 роки !).

    Вважаючи, що найбільш важлива риса алгоритму (завдання на обробку інформації) - це можливість механічного характеру його виконання, А. Тьюрінг запропонував для дослідження алгоритмів абстрактну машину, що отримала назву "машина Тьюрінга ". У ній він передбачив основні властивості сучасного комп'ютера. Дані повинні були вводитися в машину з паперової стрічки, поділеної на клітини-осередки. Кожна з них містила символ або була порожньою. Машина не тільки могла обробляти записані на стрічці символи, але і змінювати їх, стираючи старі і записуючи нові відповідно до інструкцій, збереженими в її внутрішньої яті. Для цього вона доповнювалася логічним блоком, що містить функціональну таблицю, що визначає послідовність дій машини. Інакше кажучи, А. Тьюрінг передбачив наявність деякого запам'ятовуючого пристрою для зберігання програми дій машини. Але не тільки цим визначаються його видатні заслуги.

    В 1942 - 1943 роках, у розпал Другої світової війни, в Англії, в обстановці строгої секретності з його участю в Блечлі-парку під Лондоном була побудована і успішно експлуатувалася перша в світі спеціалізована цифрова обчислювальна машина "Колоссус" на електронних лампах (2000 ламп!) для розшифровки секретних радіограм німецьких радіостанцій. Вона успішно впоралася з поставленим завданням. Один з учасників створення машини так оцінив заслуги А. Тьюринга: "Я не хочу сказати, що ми виграли війну завдяки Тьюрингу, але беру на себе сміливість сказати, що без нього ми могли її і програти ". Після війни вчений взяв участь у створенні універсальної лампової ЕОМ. Раптова смерть на 41-му році життя перешкодила реалізувати повною мірою його видатний творчий потенціал. В пам'ять про А. Тьюринга в встановлена премія його імені за видатні роботи в галузі математики та інформатики. ЕОМ "Колоссус" відновлена і зберігається в музеї містечка Блечлі парк, де вона була створена.

    Однак, в практичному плані Дж. Мочлі і П. Еккерт дійсно виявилися першими, хто, зрозумівши доцільність збереження програми в оперативній пам'яті машини (незалежно від А. Тьюринга), заклали це в реальну машину - свою другу машину ЕДВАК. На жаль її розробка забарилася, і вона була введена в експлуатацію тільки в 1951р. У цей час в Англії вже два роки працювала ЕОМ з що зберігається в оперативній пам'яті програмою! Справа в тому, що в 1946 р. в розпал робіт з ЕДВАК Дж. Мочлі прочитав курс лекцій за принципами побудови ЕОМ у Пенсильванському університеті. Серед слухачів виявився молодий вчений Моріс Уїлкс (народився в 1913р.) З Кембриджського університету, того самого, де сто років тому Ч. Беббiдж запропонував проект цифрової машини з програмним управлінням. Повернувшись до Англії, талановитий молодий вчений зумів за дуже короткий термін створити ЕОМ ЕДСАК * [4]  (електронний комп'ютер на лініях затримки) послідовного дії з пам'яттю на ртутних трубках з використанням двійкової системи обчислення і що зберігається в оперативній пам'яті програмою. У 1949 м. машина запрацювала! Так М. Уілкс виявився першим у світі, хто зумів створити ЕОМ з зберігається в оперативній пам'яті програмою. У 1951 У 1951р. він же запропонував мікропрограмного управління операціями. ЕДСАК став прототипом першої в світі серійної комерційної ЕОМ Лео (1953 р.). Сьогодні М. Уілкс - єдиний з що залишилися в живих комп'ютерних піонерів світу старшого покоління, тих, хто створював перші ЕОМ. Дж. Мочлі і П. Еккерт намагалися організувати власну компанію, але її довелося продати через що виникли фінансових ускладнень. Їх нова розробка - машина УНІВАК **, призначена для комерційних розрахунків, перейшла у власність фірми Ремінгтон Ренд і багато в чому сприяла її успішної діяльності.

    Хоча Дж. Мочлі і П. Еккерт не отримали патенти на ЕНІАК, його створення стало, безумовно золотий віхою у розвитку цифрової обчислювальної техніки, що відзначає перехід від механічних і електромеханічних до електронним цифровим обчислювальним машин.

    В 1996 р. за ініціативою Пенсильванського університету багато країн світу відзначили 50-річчя інформатики, пов'язавши це подія з 50-річчям створення ЕНІАК. Для цього були багато підстави - до ЕНІАК і після жодна ЕОМ не викликала такого резонансу в світі і не мала такого впливу на розвиток цифрової обчислювальної техніки як чудове дітище Дж. Мочлі і П. Еккерта.

    Під другій половині нашого століття розвиток технічних засобів пішло значно швидше. Ще стрімкіше розвивалася сфера програмного забезпечення, нових методів чисельних обчислень, теорія штучного інтелекту.

    В 1995 американський професор інформатики Університету штату Вірджинія Джон Лі опублікував книгу "Комп'ютерні піонери". У число піонерів він включив тих, хто вніс істотний внесок у розвиток технічних засобів, програмного забезпечення, методів обчислень, теорії штучного інтелекту та ін, за час від появи перших примітивних засобів обробки інформації до наших днів.

    До жаль, у числі 249 комп'ютерних піонерів світу, згаданих у книжці, лише два з колишнього Радянського Союзу - В. М. Глушков і А. П. Єршов, що далеко не відповідає дійсності (див. книгу автора "Історія обчислювальної техніки в обличчях ", про творців першою ЕОМ в СРСР. Київ, 1995 р., а також його наступні книги.)

    [1]  Automatic Sequence Controlled Calculator ASCC -- автоматичний цифровий керуючий калькулятор

    [2]  Elektronic Numerical Integrator and Computer ENIAC

    [3]  Elektronic Discrete Variable Computer EDVAC

    [4]  Elektronic Delay Storage Automatic Computer EDSAC

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !