Історія обчислювальної техніки

Сушко Сергій

Клайпеда Литва

Люди вчилися вважати, використовуючи власні пальці. Коли цьоговиявилося недостатньо, виникли найпростіші рахункові пристосування. Особливемісце серед них посів АБАК, що отримав в стародавньому світі широкепоширення.

Зробити абак зовсім нескладно, досить розлінованих стовпцями дощечкуабо просто намалювати стовпці на піску. Кожному з стовпців присвоювалосязначення розряду чисел: розряд одиниць, десятків, сотень, тисяч. Числапозначалися набором камінчиків, черепашок, гілочок і т.п., розкладають порізних стовпцях - розрядами. Додаючи або прибираючи з відповіднихстовпців та або інша кількість камінчиків, можна було робити складанняабо віднімання і навіть множення і ділення як багаторазове складання івіднімання відповідно.

Дуже схожі на абак за принципом дії російські рахунки. У них замістьстовпців - горизонтальні напрямні з кісточками. На

Русі рахунками користувалися просто віртуозно. Вони були незаміннимінструментом торговців, прикажчиків, чиновників. З Росії цей простий ікорисний прилад проник і до Європи.

Першим механічним рахунковим пристроєм була рахункова машина,побудована в 1642 році видатним французьким вченим Блез Паскаль.
Механічний «комп'ютер» Паскаля міг складати і віднімати. «Паскаліна» --так називали машину - складалася з набору вертикально встановлених коліс знанесеними на них цифрами від 0 до 9. При повному обороті колеса вонозчіплюється з сусіднім колесом і повертало його на одне ділення. Числоколіс визначало число розрядів - так, два колеса дозволяли рахувати до 99,три - вже до 999, а п'ять коліс робили машину «знає» навіть такі великічисла як 99999. Вважати на «Паскаліне» було дуже просто.

У 1673 році німецький математик і філософ Готфрід Вільгельм Лейбніцстворив механічне лічильний пристрій, який не тільки складати івичитав, але і множило і ділило. Машина Лейбніца було складніше «Паскаліни».
Числові колеса, тепер вже зубчасті, мали зубці дев'яти різних довжин, іобчислення проводилися за рахунок зчеплення коліс. Саме кількавидозмінені колеса Лейбніца стали основою масових лічильних приладів --арифмометрів, якими широко користувалися не тільки в ХІХ столітті, а йпорівняно недавно наші дідусі та бабусі.
Є в історії обчислювальної техніки вчені, чиї імена, пов'язані знайбільш значними відкриттями в цій галузі, відомі сьогодні навітьнеспеціалістам. Серед них англійський математик Х1Х століття Чарльз Беббідж,якого часто називають «батьком сучасної обчислювальної техніки». У 1823Беббідж році почав працювати над своєю обчислювальною машиною, що складалася здвох частин: обчислювати і друкуючої. Машина призначалася на допомогубританському морському відомству для складання різних морехідних таблиць.
Перша, обчислює частина машини була майже закінчена до 1833 році, адруге, друкуючу, вдалося довести майже до половини, коли витратиперевищили 17000 фунтів стерлінгів (близько 30000 доларів). Більше грошей небуло, і роботи довелося закрити.

Хоча машина Беббіджа і не була закінчена, її творець висунув ідеї,які й лягли в основу пристрою всіх сучасних комп'ютерів. Беббіджприйшов до висновку - обчислювальна машина повинна мати пристрій длязбереження чисел, призначених для обчислень, а також вказівок (команд)машині про те, що з цими числами робити. Наступні одна за одною командиотримали назву «програми» роботи комп'ютера, а пристрій для зберіганняінформації назвали «пам'яттю» машини. Однак зберігання чисел навіть разом зпрограмою - лише половина справи. Головне - машина повинна робити з цимичислами зазначені в програмі операції. Беббідж зрозумів, що для цього вмашині повинен бути спеціальний обчислювальний блок - процесор. Саме зтаким принципом і влаштовані сучасні комп'ютери.

Наукові ідеї Беббіджа захопили дочка знаменитого англійського поета лорда
Джорджа Байрона - графиню Аду Августу Лавлейс. У той час ще не було такихпонять, як програмування для ЕОМ, але тим не менше Аду Лавлейс по правувважають першим у світі програмістом - так зараз називають людей, здатних
«Пояснити» зрозумілою машині мовою її завдання. Справа в тому, що Беббідж незалишив жодного повного опису винайденої їм машини. Це зробив одинз його учнів у статті французькою мовою. Ада Лавлейс перевела її наанглійська, додавши власні програми, за якими машина могла бпроводити складні математичні розрахунки. У результаті первіснийобсяг статті виріс втричі, а Беббідж отримав можливість продемонструватиміць своєї машини. Багатьма поняттями, введеними Адою Лавлейс в описахтих перших у світі програм, широко користуються сучасні програмісти. Учесть першого в світі програміста названо один з найсучасніших іскоєних мов комп'ютерного програмування - АДА.

Новинки техніки ХХ століття виявилися нерозривно пов'язаними зелектрикою. Незабаром після появи електронних ламп, в 1918 роцірадянський вчений М.А.Бонч-Бруєвич винайшов ламповий тригер - електроннепристрій, здатний запам'ятовувати електричні сигнали.
За принципом дії тригер схожий на гойдалку з засувками, встановленими вверхніх точках гойдання. Досягнуто гойдалки однієї верхньої точки - спрацюєзасувка, хитання зупиниться, і в цьому стійкому стані вони можуть бутияк завгодно довго. Відкриється клямка - хитання відновиться до іншоїверхньої точки, тут також спрацює засувка, знову зупинка, і так --скільки завгодно разів. По тому, де виявляться гойдалки через деякий часпісля їх встановлення в певному положенні, можна судити, відкривали засувкучи ні. Гойдалки як би запам'ятовують відкривання засувки - також і електроннийтригер запам'ятовує, чинив на нього електричний сигнал чи ні.

Один тригер, запам'ятовуючи один сигнал, дозволяє вважати тільки до одного,але вже кілька тригерів розширюють обчислювальні можливості. Якщотепер придумати спосіб реєстрації за допомогою групи тригерів не тількиодиничних сигналів, але і їх десятків, сотень, тисяч - з'являєтьсяможливість застосувати цей спосіб в електронно-обчислювальної машини. 5Липень 1943 вчені Пенсильванського університету в США підписуютьконтракт, за яким вони створюють перший у світі електронний комп'ютер,відомий під назвою ЕНІАК. Нічого не значуще на російській мові назвавідбулося від скорочення досить довгого англійського найменування -
«Електронний цифровий комп'ютер». 15 лютого 1946 ЕНІАК офіційноввели в дію.

Перші комп'ютери вважали в тисячі разів швидше механічних лічильнихмашин, але були дуже громіздкими. ЕОМ займала приміщення розміром 9х15 м,важила близько 30 тонн і споживала 150 кіловат на годину. У такій ЕОМ булоблизько 18 тисяч електронних ламп.

Друге покоління електронних комп'ютерів зобов'язана своєю появоюнайважливішому винаходу електроніки ХХ століття - транзистору. Мініатюрнийнапівпровідниковий прилад дозволив різко зменшити габарити комп'ютерів ізнизити споживану потужність. Швидкість комп'ютерів зросла до мільйонаоперацій в секунду.

У сотні разів скоротити кількість електронних елементів в комп'ютерідозволило винахід в 1950 році інтегральних мікросхем --напівпровідникових кристалів, що містять велику кількість з'єднанихміж собою транзисторів і інших елементів. ЕОМ третього покоління наінтегральних мікросхемах з'явилися в 1964 році.

У червні 1971 року була вперше розроблена дуже складна універсальнаінтегральна мікросхема, названа мікропроцесором - найважливішим елементомкомп'ютерів четвертого покоління.