История развития средств вычислительной техники

     В начале 1836 г. Бэббидж уже четко представлял себе основную конструкцию машины, а в 1837 г. в статье "О математической производительности счетной машины" он достаточно подробно описывает свой проект.

Аналитическая машина состояла из следующих четырех  основных частей:

• блок хранения исходных, промежуточных данных и результатов вычислений. Он состоял из набора зубчатых колес, идентифицирующих цифры подобно арифмометру;
• блок обработки чисел из склада, названный мельницей (в современной терминологии - это арифметическое устройство). Организация блока была аналогична первому блоку;
• блок управления последовательностью вычислений (в современной терминологии - это устройство управления УУ);
• блок ввода исходных данных и печати результатов (в современной терминологии - это устройство ввода/вывода ).

   Ч. Бэббидж в своей машине использовал механизм, аналогичный механизму ткацкого станка Жаккарда, использующему специальные управляющие перфокарты. По идее Бэббиджа управление должно осуществляться парой жакардовских механизмов с набором перфокарт в каждом.

   Бэббидж имел удивительно современные представления о вычислительных машинах, однако имевшиеся в его распоряжении технические средства намного отставали от его представлений.

   Основная  заслуга А. Лавлейс состоит не только в создании первой программы  для машины Бэббиджа, но и в полном и доступном описании машины, а также анализе ее возможностей для решения различных вычислительных задач. Наряду с этим, Лавлейс проводила широкую популяризацию идей Ч. Бэббиджа, сама проектировала некоторые узлы машины и исследовала вопросы применения двоичной системы, а также высказывает ряд идей, получивших широкое применение только в наше время.  

   Электромеханический этап развития вычислительной техники 

   Электромеханический этап развития ВТ явился наименее продолжительным и охватывает всего около 60 лет - от первого табулятора Г. Холлерита (1887 г.) до первой ЭВМ ENIAC (1945 г.). Предпосылками создания проектов данного этапа явились как необходимость проведения массовых расчетов (экономика, статистика, управление и планирование, и др.), так и развитие прикладной электротехники (электропривод и электромеханические реле), позволившие создавать электромеханические вычислительные устройства.

   Классическим  типом средств электромеханического этапа был счетно-аналитический комплекс, предназначенный для обработки информации на перфокарточных носителях.

   Первый  счетно-аналитический комплекс был  создан в США Г. Холлеритом в 1887 г. и состоял из: ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора. Используя идеи Жаккарда и Бэббиджа (или переоткрыв их заново), Г. Холлерит в качестве информационного носителя использовал перфокарты (хотя им рассматривался и перфоленточный вариант); все остальные компоненты комплекса носили оригинальный характер. Основным назначением комплекса являлась статистическая обработка перфокарт. В первых моделях комплекса использовалась ручная сортировка перфокарт (в 1890 г. замененная электрической), а табулятор был создан на основе простейших электромеханических реле. Первое испытание комплекса было произведено в 1887 г. в Балтиморе (США) при составлении таблиц смертности населения, основные же испытания уже модифицированного комплекса производились в 1889 г. на примере обработки итогов переписи населения в четырех районах Сент-Луиса (США). Основные испытания прошли весьма успешно, и табулятор Холлерита очень быстро получил международное признание, используясь для переписей населения в России (1897 ), США и Австро-Венгрии (1890), и Канаде (1891).

   В 1897 г. Холлерит организовал фирму, которая  в дальнейшем стала называться IBM.

   Значение  работ Г. Холлерита для развития ВТ определяется двумя основными факторами. Во-первых, он стал основоположником нового направления в ВТ - счетно-перфорационного (счетно-аналитического), состоящего в применении табуляторов и сопутствующего им оборудования для выполнения широкого круга экономических и научно-технических расчетов. На основе данной ВТ создаются машинно-счетные станции для механизированной обработки информации, послужившие прообразом современных вычислительных центров (ВЦ). В 20-30-е годы 20 в. применение счетно-перфорационной техники становится ведущим фактором развития ВТ; только появление ЭВМ ограничило ее применение.

Во-вторых, даже после прекращения использования  табуляторов основным носителем  информации (ввод/вывод) для ЭВМ остается перфокарта, а в качестве периферийных используются перфокарточные устройства, предложенные Холлеритом. Даже в наше время использование большого числа разнообразных устройств ввода/вывода информации не отменило полностью использования перфокарточной технологии.

     Развивая  работы Г. Холлерита, в ряде стран  разрабатывается и производится ряд моделей счетно-аналитических  комплексов, из которых наиболее популярными и массовыми были комплексы фирмы IBM, фирмы Ремингтон и фирмы Бюль.

     Используемая  на первых порах для статистической обработки, перфорационная техника  в последующем начинает широко использоваться для механизации бухучета и экономических задач, а также в ряде случаев и для расчетов научно-технического характера; в первую очередь для астрономических расчетов. В СССР первое применение перфорационной техники для астрономических расчетов относится к началу 30-х годов, а с 1938 - для математических исследований в АН СССР создается самостоятельная машиносчетная станция.

     Заключительный  период (40-е годы 20 в.) электромеханического этапа развития ВТ характеризуется созданием целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управлением, характеризующихся алгоритмической универсальностью и способных выполнять сложные научно-технические вычисления в автоматическом режиме со скоростями, на порядок превышающими скорость работы арифмометров с электроприводом. Наиболее крупные проекты данного периода были выполнены в Германии (К. Цузе) и США (Д. Атанасов, Г. Айкен и Д. Стиблиц). Данные проекты можно рассматривать в качестве прямых предшественников универсальных ЭВМ.

     Конрад  Цузе (K. Zuse) явился пионером создания универсальной  вычислительной машины с программным  управлением и хранением информации в запоминающем устройстве (ЗУ). Однако его первая модель Z-1 (положившая начало серии Z-машин) идейно уступала конструкции  Бэббиджа - в ней не предусматривалась условная передача управления.

Следующая модель Z-2 не была завершена из-за призыва  Цузе в армию, из которой он был  демобилизован в связи с заинтересованностью  его работами военного ведомства  Германии. При финансовой поддержке  военного ведомства Цузе в 1939-1941 г.г. создает модель Z-3, явившуюся первой программно-управляемой универсальной  вычислительной машиной.

     После завершения в 1941 г. машины Z-3 К. Цузе до конца войны интенсивно занимался  вопросами ВТ.

     После войны направление работ К. Цузе было в основном связано с теоретическими исследованиями по вопросам программирования и архитектуры ВТ. Здесь им был высказан целый ряд весьма прогрессивных для своего времени идей, включая клеточные вычислительные структуры, структуру команд ЭВМ, параллельное программирование и др.

     В 1937 г. в США Дж. Атанасов начал  работы по созданию ЭВМ, предназначенной  для решения ряда задач математической физики. Им были созданы и запатентованы  первые электронные схемы узлов  ЭВМ, а совместно с К. Берри  к 1942 г. была построена электронная  машина ABC, которая оказала влияние  на Д. Моучли из Муровской технической  школы и ряд его идей существенно  ускорил создание первой ЭВМ ENIAC в 1945 г.

В отличие от машины Z-3, судьба была намного более  благосклонной к автоматической управляемой вычислительной машине Г. Айкена MARK-1, созданной в США  в 1944 г. И до знакомства с работами Цузе научная общественность считала  ее первой электромеханической машиной  для решения сложных математических задач.

     Последним крупным проектом релейной ВТ следует считать построенную в 1957 г. в СССР релейную вычислительную машину РВМ-1 и эксплуатировавшуюся до конца 1964 г. в основном для решения экономических задач.  

     Электронный этап развития вычислительной техники 

     В силу физико-технической природы  релейная ВТ не позволяла существенно повысить скорость вычислений; для этого потребовался переход на электронные безинерционные элементы высокого быстродействия.

     К началу 40-х г.г. 20 в. электроника уже  располагала необходимым набором  таких элементов. С изобретением М. Бонч-Бруевичем в 1913 г. триггера (электронное  реле-двухламповый симметричный усилитель  с положительной обратной связью в качестве базовой компоненты использует электронную вакуумную лампу  триод, изобретенную в 1906 г.) появилась  реальная возможность создания быстродействующей  электронной ВТ.

     Электронные вычислительные машины (ЭВМ) ознаменовали собой новое направление в  ВТ, интенсивно развиваемое и в настоящее время в различных направлениях.

     Первой  ЭВМ (правда, специализированной, предназначенной  для дешифровки) можно считать  английскую машину Colossus, созданную  в 1943 г. при участии А. Тьюринга. Машина содержала около 2000 электронных  ламп и обладала достаточно высоким  быстродействием, однако была узкоспециализированной.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Заключение.

  В XXI веке образованный человек – это человек, хорошо владеющий информационными  технологиями. Ведь деятельность людей  все в большей степени зависит  от их информированности, способности  эффективно использовать информацию. Для свободной ориентации в информационных потоках современный специалист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию с помощью компьютеров, телекоммуникаций и других средств связи. Мир сейчас находится на пороге информационного  общества, где основную роль будет  играть система распространения, хранения и обработки информации, образуя  информационную среду, которая может  обеспечить любому человеку доступ ко всей информации.

  Информационные  технологии занимают уникальное положение  в современном обществе. В отличие  от других научно-технических достижений средства вычислительной техники и  информатики применяются практически  во всех сферах интеллектуальной деятельности человека, способствуя прогрессу  в технике и технологии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы:

1. История развития вычислительной техники. Ланина Э.П. ИрГТУ, Иркутск – 2001 г.
2. Шафрин Ю. А. Информационные технологии – 1999 г.
3. Онлайн Энциклопедия Кругосвет (www.krugosvet.ru)
4. Интернет-портал Википедия (ru.wikipedia.org)
5. Электронная библиотека Библиотекарь.Ру (www.bibliotekar.ru)