Москва 2010




Скачать 18.72 Mb.
НазваниеМосква 2010
страница2/188
Дата26.08.2012
Размер18.72 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   188

ских арифмометров стали калькуляторы и кассовые аппараты. А новый принципи-

ально важный шаг в сторону Компьютера был сделан задолго до него — еще в самом

начале XIX века…

Но перед тем как рассказать об этом, остановимся еще на минутку. И подумаем

о том, чего именно не хватало арифмометрам для того, чтобы стать пусть примитив-

ными, но все же компьютерами.

Они могли легко оперировать со сложными числами, производя с ними все мыс-

лимые арифметические действия, позволяли проводить многоступенчатые вычис-

ления. Но все эти устройства были предназначены только для ОДНОГО набора

действий, и научиться другому просто не могли. Для этого пришлось бы создавать

абсолютно новое устройство…

А между тем уже существовали устройства куда более гибкие и обучаемые.

Вспомним простую шарманку, с которой ходил по дворам папа Карло, или ее

более изящных родственников — музыкальные шкатулки. По сути, эти устройства,

близкие к арифмометрам — они также работают по принципу «зубчато-колесного»

двигателя или заменяющего его валика со шпеньками и также позволяют автома-

тизировать сложнейший процесс извлечения музыки: достаточно лишь покрутить

ручку, чтобы полилась мелодия.

Но некоторые модели этих древних «мультимедиа-устройств» умели то, что

оказалось не под силу арифмометрам: они могли обучаться. Достаточно было лишь

заменить в шкатулке один шпеньковый барабан на другой — и из нее лилась уже

другая мелодия…

А что, если это полезное свойство использовать не только в музыкальных

игрушках?

Именно так и поступил лионский ткач Жозеф-Мари Жаккар, создавший первое

в мире программируемое устройство — ткацкий станок, который мог самостоятель-

но, по заданной «программе» (подобной той, что заложена в музыкальной шкатул-

ке), украшать ткань затейливыми узорами. При этом «программы», хранившиеся на

металлической пластинке с отверстиями, можно было менять — и станок начинал

работать уже по-иному! Свое изобретение Жаккар представил на Всемирной вы-

ставке в Париже (1804 г.) и сумел привлечь к нему немало внимания… Это событие

вызвало бурю негодования у его коллег-ткачей, справедливо полагавших, что «ста-

нок с программным управлением» оставит их без

работы! Увы, бурные протесты им не помогли — уже

через 15 лет станки Жаккара стали использоваться

на крупнейших фабриках Франции.

Пока творение французского ткача покоряло

мир, на другой стороне Ла-Манша делал свои пер-

вые наброски чертежей скучающий английский

аристократ и математик Чарльз Бэббидж, который

решил построить нечто, названное им «разностной

машиной». По сути, это и был первый настоящий

прообраз современного компьютера — механиче-

ское устройство, способное выполнять расчеты вы-

сокой степени сложности (первоначально Бэббидж

хотел создать нечто вроде механического аналога

логарифмической линейки). Это была еще не рево-

люция — всего лишь усовершенствованный ариф-

мометр… Но в начале 1833 г. Бэббидж принялся за

новый проект — «Аналитическую машину». Взяв за

основу творение Жаккара, математик хотел, чтобы

его машина не просто считывала алгоритм своей

работы с внешнего «носителя» (бумажной перфо-

ленты), но и выводила результаты своей работы на Ста нок Жак ка ра


8 Как появился компьютер?

такую же ленту! Кроме того, Бэббидж сразу же решил, что состоять его машина бу-

дет из нескольких различных блоков:

устройства для ввода и вывода данных; •

«накопителя», в котором будут сохраняться промежуточные результаты; •

«мельницы» для проведения вычислений; •

направляющего устройства, которое будет контролировать работу «мельни- •

цы» и других устройств.

Наверное, Бэббидж в конце концов прекратил бы

работу над этой грандиозной идеей (опередившей

свое время лет на 50), если бы в дело не вмешалась

женщина — юная Ада Лавлейс, дочь лорда Байрона.

Увлеченная математикой до безумия, она буквально

гнала Бэббиджа вперед, не только придавая его идеям

законченную и гармоничную форму, но и подбрасывая

ему новые ценные мысли. Собственно, именно Ада

Лавлейс всего за пару лет разработала принципы про-

граммирования и даже написала несколько программ

для не существующей еще машины Бэббиджа…

Ни Бэббидж, ни Ада так и не увидели свое детище

в работе — «аналитическая машина» так и осталась

на бумаге, в виде горы чертежей и набросков. И лишь

в XX веке она была построена группой американских

студентов — как дань памяти «отцу компьютеров»…

На создание своей так и не родившейся маши-

ны Чарльз Бэббидж потратил половину своей жиз-

ни. А всего через двадцать лет после того, как его

душа покинула наш мир, его идеи были воплощены

в жизнь молодым американским инженером Германом Холлеритом. И это уже было

устройство новой эпохи — от него не веяло пышностью и неповоротливостью техни-

ческого средневековья. Функционально, удобно — и практично!

Стоит, правда, заметить, что в отличие от «анализирующей машины» Бэббиджа

табулятор Холлерита не был универсальным устройством. Да и к «вычислителям»

его можно отнести с трудом. Фактически, единственное, что умело делать устрой-

ство — прогонять через себя бумажные пластинки-карты с пробитыми в определен-

ном порядке отверстиями и считывать с них результаты с помощью металлических

игл (если игла попадала в отверстие и касалась металлической подложки, цепь за-

мыкалась и на счетчике результатов прибавлялась единица). Свою машину Холле-

рит создал специально для подсчета результатов переписи населения США, и идею

с перфокартами ему, по легенде, подсказал железнодорожный кондуктор, прокомпо-

стировавший билет прямо перед носом разбуженного изобретателя.

Если вдуматься, нового в изобретении Холлерита было немного. Да, он одним из

первых использовал электричество при вычислениях — но такие попытки делались

и ранее. Да, он использовал перфокарты в качестве носителей информации, но это за

столетие до него уже сделал Жаккар.

Главная заслуга Холлерита не в этом,

и даже не в том, что с его подачи вычисли-

тельное устройство было впервые примене-

но для решения задач общенационального

масштаба. Гораздо более ценна его задумка —

кодировать на перфокартах статистические

данные: состав семьи, вероисповедание, пол

опрашиваемых… Благодаря ему вычислитель

впервые работал не просто с цифрами, а с за-

кодированными данными! И сегодня, когда

наши компьютеры с легкостью переваривают

не только числа, но и текст, графику или звук,

мы должны с благодарностью вспомнить

о Холлерите.

Вы чис ли тель Бэб би д жа

Та бу ля тор Хол ле ри та


Как появился компьютер? 9

Кстати, через несколько лет после завершения знаменитой переписи Холле-

рит возглавил небольшую компанию по производству и продаже вычислительных

устройств Tabulating Machine Company, которая еще через два десятилетия получи-

ла название International Business Machines. Сокращенно — IBM. Стало быть, имен-

но Холлерит стал в некотором роде «крестным отцом» наших современных персо-

налок, появившихся на свет именно благодаря этой компании.

Но до рождения компьютеров оставалось еще восемь десятилетий — и несколько

поколений вычислительных устройств.

Перенесемся еще на три десятилетия вперед…

Этот «скачок» совершенно не значит, что между созданием табулятора Холлери-

та и интересующим нас концом тридцатых годов ничего не происходило. Конечно,

выпускались десятки моделей все новых и новых вычислителей, считающие устрой-

ства становились все совершеннее, но… и только. Несмотря на сочетание старых до-

брых зубчатых колес с новомодными электромеханическими реле, «вычислители»

оставались всего лишь вычислителями…

Нужно было появление принципиально новой схемы работы, чтобы вывести эти

устройства на качественно новый уровень. И эта схема была придумана немецким

инженером Конрадом Цузе, еще в 1938 г. соз-

давшим первый вычислитель нового поколе-

ния — Z1, а через два года — улучшенные мо-

дификации Z2 и Z3.

Как и неосуществленный проект Бэббиджа,

машина Цузе состояла из нескольких блоков:

управляющее устройство, вычислительный

блок на основе 2600 электромеханических

реле, устройство ввода-вывода и, наконец, па-

мять! Последнее стоит отметить особо: имен-

но Цузе создал первый образец механической

«оперативной памяти» (на основе подвижных

металлических стержней) и получил на него

патент в 1936 г. Таким образом, его устройство

было способно сохранять в своей памяти промежуточные результаты расчетов —

а значит, и выполняемые им операции могли быть намного сложнее.

По современным меркам, скорость работы вычислителя Цузе была невелика — она

составляла около 5 Гц, что в миллионы раз меньше сегодняшних персоналок! Зато

этот компьютер мог понимать простейшие программы, вводимые с перфоленты.

По вполне понятным причинам, довести свою разработку до совершенства Цузе

не смог, хотя после войны продолжил работу в области компьютеростроения. А вот

его американскому коллеге Говарду Эйкену повезло больше: созданный им в 1943 г.

вычислитель Mark I исправно нес службу на благо военного ведомства США (в част-

ности, ему было поручено рассчитывать баллистические таблицы для артиллерии).

В этом же году группа ученых во главе с Джоном Мочли и Преспером Эккертом

начала работу над другой машиной, которой было суждено стать Первым Компью-

тером в истории (вы заметили, что на протяжении всей главы автор упорно отка-

зывался употреблять это слово в отношении более древних устройств?). Речь идет

о знаменитом ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Calculator), первой вы-

числительной машине, сердцем которой стали электронные лампы (около 18 000),

первом представителе первого поколения ЭВМ. Этот гигантский компьютер зани-

мал площадь около 300 квадратных метров и мог работать без перерыва лишь не-

сколько десятков минут: лампы то и дело перегорали, а выход из строя одной из них

означал остановку всей машины.

Жизнь ENIAC была недолгой: он устарел уже к 1949 г., когда на свет появился

его наследник — компьютер EDSAC, первая машина, способная сохранять программу

в своей памяти. Еще через два года появился UNIVAC — первый компьютер, снабжен-

ный памятью на магнитных лентах. Одновременно с ним родилось и новое устрой-

ство — принтер, который использовался для вывода полученных результатов.

К началу пятидесятых годов относится и расцвет отечественной компьютер-

ной индустрии. В 1950–1952 гг. группа Киевского института электротехники под

Вы чис ли тель Z3 Кон ра да Цу зе


10 Как появился компьютер?

руководством академика Лебедева создает

уникальные компьютеры МЭСМ (Малая

электронно-счетная машина) и БЭСМ (Боль-

шая электронно-счетная машина), признанные

самыми мощными компьютерами в мире.

А летом 1948 г. родилось устройство, ко-

торому было суждено стать сердцем всех НА-

СТОЯЩИХ компьютеров, вытеснив электрон-

ные лампы — транзистор! Именно транзисторы

стали теми кирпичиками, из которых выросли

современные процессоры.

Работает это нехитрое устройство по прин-

ципу… ну, скажем, таможни. Транзистор нахаль-

но усаживается на пути у электрического тока

и делает вид, что он очень грозный и непри-

ступный — мол, ни одного электрона через свое брюхо он не пропустит. Но помимо

двух контактов — входного и выходного — у транзистора есть еще один — «затвор».

И если этому контакту предложить мзду в виде электрического сигнала — заметим,

куда более слабого, чем входной поток! — то «затвор» гостеприимно распахнется: путь

свободен! Этот фокус становится возможным благодаря хитрому материалу — «по-

лупроводнику», который начинает пропускать через себя ток лишь при определен-

ных условиях. При разработке первых транзисторов использовались дорогостоящие

германиевыe кристаллы, позднее их изменили на дешевый кремний.

Первоначально роль таких «переключалок» выполняли электронные лампы,

устроенные по тому же принципу: здесь тоже есть два контакта, а роль «затвора»

выполняет металлическая сетка. Но лампочка уж больно прожорлива, громоздка,

энергию кушает по-слоновьи… А самое главное, живет недолго (у самых продвину-

тых ламп срок службы измеряется часами, а их, лампочек, в старых компьютерах

были многие тысячи).

Вот почему изобретение в 1948 г. крохотного транзистора (его «отцами» стали аме-

риканские физики Уолтер Браттайн и Джон Бардин) стало настоящей революцией: те-

перь работу большой и капризной лампы мог выполнять элемент величиной с ноготь!

Устроен транзистор достаточно просто: как и в лампе, здесь есть два контакта (вход

и выход), а между ними помещается «затворная» зона. Все это богатство расположено

на подложке из диэлектрика — кремния, «удобренного» специальными добавками.

С переходом на транзисторы компьютеры стремительно уменьшились в раз-

мерах: «вычислитель», ранее требовавший помещения размером с заводской цех,

стал умещаться в небольшой комнате! Так, в 1955 г. Фирма Bell Laboratories создает

первый транзисторный компьютер второго поколения TRADIC, содержащий 800

транзисторов и 10 000 диодов, а в 1960 г. компания DEC выпустила легендарный

«мини»-компьютер PDP-1, умещавшийся в углу небольшой комнаты.

Но эволюция компьютеров на этом не остановилась: размеры транзисторов по-

стоянно уменьшались… И 12 сентября 1958 г. в электронном мире произошла новая

революция: сотрудник компании Texas Instruments Джек Килби придумал элементы,

объединяющие множество транзисторов — интегральные схемы. Первая из них содер-

жала всего пять транзисторов, позднее их число увеличилось до десятков и даже сотен!

Появление интегральных микросхем породило новый вид вычислительных ма-

шин — компьютеры третьего поколения, ЭВМ, способные выполнять 300 млн опе-

раций в секунду. Именно для них были созданы первые операционные системы.

Одними из самых успешных компьютеров третьего поколения стали вычислители

серии IBM System/360 — то был первый по-настоящему массовый компьютер, про-

дававшийся в количестве более 10 000 экземпляров в год! Для компьютеров этой
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   188

Похожие:

Москва 2010 iconПостановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 22 ноября 2010 г. N 152 г. Москва "Об утверждении сп 2775-10 "Изменения и
Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 22 ноября 2010 г n 152 г. Москва "Об утверждении сп 2775-10 "Изменения...
Москва 2010 iconПостановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 22 июля 2010 г. N 91 г. Москва Об утверждении СанПиН 4 2660-10
Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 22 июля 2010 г. N 91 г. Москва "Об утверждении...
Москва 2010 iconМосква: предприниматели задали насущные вопросы поддерживающим малый бизнес 63 Москва: темпы промышленного производства выше аналитических прогнозов 64
Москва: представлены поправки в закон "Об организации местного самоуправления" 39
Москва 2010 iconОтчетность по рсбу за 2010 г
Место нахождения эмитента: 123610 Россия, г. Москва, Краснопресненская набережная 12
Москва 2010 iconКонкурс Москва 2010 Уважаемые получатели дайджеста «Ноосферогенез»
Составители информбюллетеня не отвечают за достоверность заимствованной информации
Москва 2010 iconМосква часть первая
Москва дореволюционная; во второй части "Новая Москва". Задание первой части показать: еще до революции многое в старой Москве стало...
Москва 2010 iconПравила пользования единым универсальным сертификатом Листов Москва, 2010 Содержание
Проверка соответствия значений KeyUsage использованию ключевой пары сертификата 13
Москва 2010 iconТезисы докладов конференция 3-4 декабря 2007 года Москва, Ленинский проспект, 32а москва фирма «Слово»
Фундаментальные науки – медицине. Материалы конференции. Москва, 3–4 декабря 2007 г. – М.: Фирма «Слово», 2007. – 240 с
Москва 2010 icon2010 б орис Григорьевич Миркин Профессор Кафедра анализа данных и искусственного интеллекта гу-вшэ москва РФ
Развитие баз данных и знаний
Москва 2010 iconМосква май 2010
У авиаторов всего мира есть одно убеждение – говорят, на авиации можно сколотить большое состояние, но для этого нужно вложить в...
Разместите кнопку на своём сайте:
Руководства



База данных защищена авторским правом ©do.znate.ru 2012
При копировании укажите ссылку
обратиться к администрации
Руководства
Главная страница