Необходимость в вычислениях всегда была неразрывно связана с практической деятельностью человека. Понятие числа возникло задолго до появления письменности. Люди очень медленно и трудно учились считать , передовая свой опыт из поколения в поколение . По мере роста потребностей в вычислениях и развития методов вычислений возникали и развивались приспособления для счета.

Древнейшим счетным инструментом, который сама природа предоставила природа в распоряжение человека, была его собственная рука. Для облегчения счета люди стали использовать пальцы- сначала одной руки , затем обеих , а в некоторых племенах и пальцы ног. Счет на пальцах использовался очень долго- время его возникновения определить очень трудно. В XVI в. его приёмы излагались еще в учебниках. В наше время им пользуются остальные народности и маленькие дети , постигающие понятие числа.

Следующим шагом в развитии счета стало использование камешков или других предметов , а для запоминания чисел- зарубок на палках или костях животных , узелков на верёвках.

Раннему развитию письменного счета препятствовала сложность арифметических действий при существовании в то время способах записи чисел. Попробуйте перемножить числа 26 и 18 , не записывая их так как мы привыкли. Вряд ли сразу удастся даже придумать как это сделать. Кроме того ,писать умели немногие и отсутствовал учебный материал для письма- пергамент начал производится со II в. до н. э папирус был слишком дорог , а глиняные таблички неудобны в пользовании. Эти обстоятельства объясняют появление специального счетного прибора . называемого абаком. К V в до н. Э он получил широкое распространение в Египте, Греции, Риме. Абак представлял собой доску с желобками , в которых по позиционному принципу размещали какие-нибудь предметы-камешки , косточки и т. п . историки полагают ,что абак был походным инструментом купцов, поскольку значения , приписываемые камешками в различных желобках , соответствовали различным денежным единицам.

В Древнем Риме абак назывался abaculi или calculi. Латинское слово calculus означает камешек , галька. От него произошло в дальнейшем слово calculator – перекладывать камешки , подсчитывать . Сегодня так называется настольное или карманное вычислительное устройство - микрокалькулятор.

Впоследствии абак был усовершенствован- доска была заменена рамкой , камешки _ шариками или дисками , нанизанными на нитки или прутики. И получились счеты , которые и в настоящее время еще используются . Русские счеты появились на рубеже XVI и XVII вв.

Примерно в VI в. н. Э в Индии сформировались весьма совершенные способы записи чисел и правила выполнения арифметических операций , называемые ныне десятичной системой счисления. В IX в. великий математик и астроном Абу Джафар Мухаммад ибн Муса аль Хуваризм написал знаменитый труд ,,Китаб ал-джебр в*алмукабалаФ(Правила восстановления и преобразования) . В нем он изложил и развил эту систему счета , которая и стала общепринятой в арабском мире . Книга была переведена на латынь – в то время язык науки – в XII в. и оказало сильное влияние на развитие европейской математики . Значки , с помощью которых записываются числа , были придуманы в Индии , но к нам пришли из Персии , поэтому мы называем их арабскими цифрами.

С XIII в. в западной Европе не совсем мирно существует две арифметические школы – абакистов (от абака) и алгоритмиков (от аль Хорезми) . Дело в том, что счет на абаке проще , ибо не требует сложения и умножения , В этом отношении способы счета алгоритмиков труднее , но зато позволяют выполнять более сложные вычисления – характерным примером являются умножение и деление. Поэтому после двух столетий соперничества в конце концов победили алгоритмики , чему способствовало помимо прочего распространение письменности и бумаги . Однако первым прибором для вычисления был абак , Но он не очень приспособлен для умножения и деления . Поэтому блестящим достижением математики явилось изобретение лагорифмов Джоном Непером ( 1550- 1617). Это дало возможность заменить умножение и деление сложением и вычитанием и привело к созданию намного более совершенного и очень полезного инструмента – логарифмической линейки.

Вычисления с помощью логарифмической линейки производятся быстро , просто , но приближенно . И , следовательно , она не годится для точных, например финансовых расчетов.

Эскиз механического суммирующего устройства был разработан еще Леонардо да Винчи (1452-1519) Первая механическая счетная машина была изготовлена в 1623 г. профессором математики Вильгельмом Шиккардом ( 1592 – 1636) . Но машина Шиккарда вскоре сгорела во время пожара , а рукописи Леонардо да Винчи были обнаружены лишь в 1967 г. Поэтому биография механических вычислительных устройств ведется от суммирующей машины . изготовленной в 1642 г. Блезом Паскалем (1623-1662) , в дальнейшем великим математиком и физиком.

В 1673 г. другой великий математик Лейбниц разработал счетное устройство , на котором уже можно было умножать и делить. С некоторыми усовершенствованиями эти машины , а названы они были арифмометрами, использовались до недавнего времени.

Суммирующие машины , изобретавшиеся в XVII-XVIII вв., были ненадежны ,неудобны в работе и не были еще по-настоящему необходимыми . Лишь в XIX столетии рост промышленности , транспорта и расширение коммерческой деятельности банков сделали построение быстродействующих и надежных счетных машин актуальной задачей .

Первая фирма специализировавшаяся по выпуску счетных машин , была основана в США в 1887 г. В России арифмометры начали выпускаться с 1894 г. и производились более 70 лет.

Все вычислительные устройства , о которых шла речь , были ручными , т. е . требовали участия человека в процессе вычислений. Для выполнения каждой операции нужно было набрать исходные данные и привести в движение счетные элементы механизма . Результаты почти всех операций необходимо было записывать . Даже использование современных электронных калькуляторов инженерного типа , выполняющих арифметические операции за доли секунды , не даст большого выигрыша в скорости , так как почти всё время занимает набор чисел на клавиатуре и запись промежуточных результатов .

Мысль о создании атоматической вычислительной машины , которая бы работала без участия человека , впервые была высказана английским математиком Чарльзом Бэббиджем ( 1791 – 1864) в начале XIX в. В 1820-1822 гг. он построил машину , которая могла вычислять таблицы значений многочленов второго порядка . С 1934г. и до конца жизни Ч.Бэббидж работал над чертежами универсальной вычислительной машины , но сложность разработки чисто механического устройства и финансовые трудности не позволили ему изготовить работающий экземпляр.

Сущность идеи Бэббиджа Заключалась в том , что машина могла бы автоматически выполнить арифметические операции , если бы ей каким -либо образом было задано, какие операции , с какими числами и в какой последовательности она должна выполнить. Однако недостаточный уровень развития техники привёл к тому , что идеи Бэббиджа были осуществлены только в конце 30-х годов нашего века в машинах , работавших на электромагнитных реле. Первые вычислительные машины , у которых основными элементами были не реле , а электронные лампы были построены в Англии и США в 1943-1946 гг.

В СССР первая ЭВМ была построена в 1950 г. в Киеве под руководством академика С. А. Лебедева. Она называлась МЭСМ – малая электронно-счетная машина . Это было эксперементальное изделие , но уже в 1952 г. появилась серийно выпускаемая машина БЭСМ – быстродействующая электронно-счетная машина , последние варианты которой успешно работают и сейчас .

С этого времени и началось весьма энергичное развитие вычислительной техники . Ламповые машины не отличались высокой надежностью – ежедневно перегорало около 20 –30 ламп из нескольких десятков тысяч . Кроме этого они потребляли много энергии и занимали площядь примерно с баскетбольное поле.

С середины 50-х годов в Англии , Италии , Франции , ФРГ , СССР , США , Японии выпускаются машины , в которых электронные лампы заменены транзисторами , более надежными , экономичными и намного меньшими по размерам.

Однако и они в начале 60-х годов уступили место еще более совершенным элементам – интегральным микросхемам . В одной микросхеме , сопоставимо по размерам с транзистором , размещалась электронная схема , содержащая десятки транзисторов .

В настоящее время широко используются большие интегральные схемы (БИС) . В каждой из них на кристалле площадью около 1 квадратного сантиметра располагаются сотни тысяч транзисторов . На таких микросхемах реализуется целые узлы ЭВМ . Габариты весьма мощных современных компьютеров позволяют поставить их на стол . Такие ЭВМ обычно предназначаются для индивидуального пользования на любом рабочем месте .

Вычислительные машины создавались в начале для обеспечения и ускорения именно вычислений . Однако постепенно становились все более ясно , что на ЭВМ можно обрабатывать текстовую информацию , графическую , звуковую и т. д. Возможности этого кроются в создании кодирования и методов обработки такой информации

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки