Вычислительная техніка. 
Родовідне дерево

Вычислительная техніка. Родовідне дерево

Стремительное розвиток цифровий обчислювальної техніки (ЗТ) і становлення науки про принципи її побудови і проектування почалося в 40-ві роки ХХ століття, коли технічної базою ЗТ стала електроніка, потім мікроелектроніка, а підвалинами розвитку архітектури комп’ютерів (електронних обчислювальних машин ЕОМ) — досягнення у області штучного интеллекта.

До цього часу: протягом майже 500 років цифрова обчислювальної техніки зводилася до найпростішим пристроям до виконання арифметичних операцій над числами. Основою практично всіх винайдених за 5 століть пристроїв було зубцювате колесо, інтерв'ю, розраховане фіксацію 10 цифр десяткової системи счисления.

Первый у світі ескізний малюнок тринадцатиразрядного десяткового підсумовуючого устрою з урахуванням коліс з десятьма зубцями належить Леонардо так Вінчі. Він було зроблено одному з його щоденників (він почав вести щоденник ще до його відкриття Америки в 1492 г.).

В 1623 р. через100 років по смерті Леонардо так Вінчі німецький учений Вільгельм Шиккард запропонував своє виконання ж завдання з урахуванням шестиразрядного десяткового обчислювача, котре складалося і з зубчастих коліс, розрахованого на виконання складання, вирахування, і навіть табличного множення і розподілу. Обидва винаходи знайшли лише у час і обоє залишилися лише з бумаге.

Первым реально здійснених та відомим механічним цифровим обчислювальним пристроєм стала «паскалина «великого французького вченого Блеза Паскаля — шести (чи 8-місячного) розрядне пристрій, на зубчастих колесах, інтерв'ю, розраховане підсумовування і віднімання десяткових чисел (1642 г.).

Через 30 багатьох років після «Паскалины «в 1673 р. з’явився «арифметичний прилад «Готфріда Вільгельма Лейбніца — двенадцатиразрядное десяткове пристрій до виконання арифметичних операцій, включаючи множення і розподіл, навіщо, на додаток до зубцюватим колесам використовувався ступінчастий валик. «Моя машина дає можливість здійснювати множення і розподіл над величезними числами миттєво «- з гордістю писав Ляйбніц своєму другу.

О машині Лейбніца було відомо більшості країн Європи. У цифрових електронних обчислювальних машинах, що з’явилися два століття через, пристрій, яке виконує арифметичні операції (ті ж, як і «арифметичний прилад «Лейбніца), одержало назву арифметичного. Пізніше, принаймні додавання низки логічних дій, почали називати арифметико-логическим.

Оно стало основним пристроєм сучасних комп’ютерів. Отже, два генія XVII століття, встановили перші віхи історія розвитку цифровий обчислювальної техніки. Заслуги В. Лейбница, проте, не обмежуються створенням «арифметичного приладу ». Починаючи з студентських років й під кінець життя він займався дослідженням властивостей двоичной системи числення, що стала в подальшому, основний під час створення комп’ютерів. Він надавав їй якийсь містичний зміст і вважав, що у її базі можна створити універсальну мистецьку мову для обьяснения явищ світу та ефективного використання переважають у всіх науках, зокрема у філософії. Збереглося зображення медалі, намальоване В. Лейбницем в 1697 р., поясняющее співвідношення між двоичной і десяткової системами исчисления.

Прошло ще понад сто років і у кінці XVIII століття у Франції було здійснено такі кроки, мають принципове значення подальшого розвитку цифровий обчислювальної техніки — «програмне «з допомогою перфокарт управління ткацьким верстатом, створеним Жозефом Жакардом, й технологія обчислень, при ручному рахунку, запропонована Гаспаром де Проні, розподілила чисельні обчислення втричі етапу: розробка чисельного методу, складання програми послідовності арифметичних дій, проведення власне обчислень шляхом арифметичних операцій над числами відповідно до складеної програмою. Ці дві нововведення було використано англійцем Чарльзом Беббиджем, який здійснив, якісно новий крок у розвитку засобів цифровий обчислювальної техніки — перехід від ручного до автоматичному виконання обчислень за складеною програмі. Їм розробили проект Аналітичної машини — механічної універсальної цифровий обчислювальної машини з програмним управлінням (1830−1846 рр.). Машина включала п’ять пристроїв — арифметичне АУ, запам’ятовуючий ЗУ, управління, введення, виведення (як і перші ЕОМ що з’явилися 100 років). АУ будувалося з урахуванням зубчастих коліс, ними ж пропонувалося реалізувати ЗУ (на 1000 50-разрядных чисел!). Для введення даних, і програми використовувалися перфокарти. Ймовірна швидкість обчислень — складання і віднімання за 1 сек, множення і розподіл — за 1 хв. Крім арифметичних операцій була команда умовного перехода.

Программы вирішення завдань машиною Беббиджа, і навіть опис принципів її, було укладено Адою Августою Лавлейс — дочкою Байрона.

Были створено окремі вузли машини. Усю машину через її громіздкість створити не вдалося. Тільки зубчастих коліс нею довелося б більш 50.000. Змусити таку махину працювати можна були лише з допомогою паровий машини, як і намічав Беббидж.

Интересно відзначити, що у 1870 р. (протягом року на смерть Беббиджа) англійський математик Джевонс сконструював (мабуть, першу у світі) «логічний машину », що дозволить механізувати найпростіші логічні выводы.

В Росії на роботу Джевонса став відомий в 1893 р., коли професор університету Одеси И. Слешинский статтю «Логічний машина Джевонса «(«Вісник досвідченої фізики та елементарної математики », 1983 р., № 7).

" Будівельниками «логічних машин дореволюційної Росії стали Павло Дмитрович Хрущов (1849−1909) і Олександр Самсонович Миколайович Щукарев (1884−1936), що працювали навчальних закладах Украины.

Первым відтворив машину Джевонса професор Хрущов. Примірник машини, створений ним в Одесі, отримав «у спадок «рофессор Харківського технологічного інституту Щукарев, де він працював починаючи з 1911 р. Він сконструював машину наново, підкоригувавши неї низку удосконалень, й неодноразово виступав з лекціями про машині й про її можливих практичних цілях. Один із лекцій була прочитана в 1914 р. в Політехнічному музеї, у Москві. Присутній лекції проф. А. Н. Соков писал:

" Якщо маємо арифмометри, складывающие, вычитающие, умножающие мільйонні цифри поворотом важеля, то, очевидно, час вимагає мати логічний машину, здатну робити безпомилкові висновки та умовиводи, одним натисканням відповідних клавіш. Це зберігатиме багато часу, залишивши людині область творчості, гіпотез, фантазії, натхнення — душу життя ". Ці пророчі слова були озвучені в 1914 р. (Журнал «Навколо світу », № 18, стаття А. Н. Сокова «Мисленнєва машина »).

Следует відзначити, що сама Джевонс, первосоздатель логічного машини, бачив нею якихабо практичних применений.

К жалю, машини Хрущова і Щукарева не збереглися. Проте, у статті «Механізація мислення «(логічна машина Джевонса), опублікованій професором А. Н. Щукаревым в 1925 р.(«Вісник знання », № 12), дається фотографія машини сконструйованої Щукаревым і його досить докладний опис, і навіть, що дуже важливо — рекомендації з її практичному применению.

Таким чином, у Алана Тьюринга, опубликовавшего в 1950 р. статтю «Чи може машина мислити? «були попередники України, цікавилися цим вопросом.

Гениальную ідею Беббиджа здійснив Говард Айкен, американського вченого, який створив 1944 р. перший США релейно-механический комп’ютер. Її основні блоки — арифметики і пам’яті було виконано на зубчастих колесах!

Если Беббидж набагато випередив свій час, то Айкен, використавши ті самі зубчасті колеса, в технічному плані при реалізації ідеї Беббиджа використовував застарілі рішення. Ще десятьма роками раніше, в 1934 р. німецький студент Конрад Цузе, працював над дипломним проектом, вирішив виготовити (себе вдома), цифрову обчислювальну машину з належним програмним управлінням і з допомогою — вперше у світі! — двоичной системи числення. У 1937 р. машина Z1 (Цузе 1) запрацювала! Вона стала двоичной, 22-х розрядної, з плаваючою коми, з пам’яттю на 64 числа і усе це суто механічної (важільною) основе!

В тому самому 1937 р., коли запрацювала перша група у світі двоичная машина Z1, Джон Атанасов (болгарин з походження, котрий у США) почав розробку спеціалізований комп’ютер, у світі застосувавши електронні лампи (300 ламп).

Пионерами електроніки виявилися та англійці - в 1942;43 років у Англії створена (з участю Алана Тьюринга) ВМ «Колоссус ». У ньому було 2000 електронних ламп! Машина призначалася для розшифровки радіограм німецького вермахту. Роботи Цузе і Тьюринга були секретними. Про неї тоді знали деякі. Не викликали будь-якого резонансу у світі. І лише 1946 р. коли інформація про ЕОМ «ЭНИАК «(електронний цифровий інтегратор і комп’ютер), створеної США Д. Мочли і П. Эккертом, перспективність електронної техніки стало очевидним (У машині використовувалося 18 тыс. электронных ламп і її виконувала близько 3-х тис. операцій на сек). Проте машина залишалася десяткової, та її пам’ять становило лише 20 слів. Програми зберігалися поза оперативної памяти.

Завершающую у створенні перших ЕОМ поставили, майже одночасно, в 1949;52 рр. вчені Англії, Радянського Союзу, і США (Моріс Уилкс, ЭДСАК, 1949 р.; Сергій Лебедєв, МЕЛМ, 1951 р.; Ісаак Брук, М1, 1952 р.; Джон Мочли і Преспер Эккерт, Джон фон Нейман ЭДВАК, 1952 р.), створивши ЕОМ з береженої у пам’яті программой.

В протягом механічного, релейного і на початку електронного періоду розвитку цифрова обчислювальної техніки залишалася областю техніки, наукові основи якого созревали.

Первыми складовими майбутньої науки, використаними, надалі, до створення основ теорії ВМ, з’явилися дослідження двоичной системи числення, проведені Лейбницом (XYII століття), алгебра логіки, розроблена Джорджем Булем (XIХ століття), абстрактна «машина Тьюринга », запропонована геніальним англійцем в 1936 р. як доказ можливості механічної реалізації будь-якого має рішення алгоритму, теоретичні результати Клода Шеннона, Шестакова, Гаврилова (1930;ті роки ХХ в.) які поєднали електроніку з логикой.

Принципы побудови комп’ютерів, висловлені П. Эккертом і Нейманом (США, 1946 р.) і, незалежно, С. Лебедєвим (СРСР, 1948 р.) стали завершенням першим етапом розвитку науки про компьютерах.

Цифровая обчислювальної техніки тим часом була недосконала та значною мірою поступалася аналогової, мала у своїй арсеналі механічні інтегратори, машини для рішення диференційних рівнянь і др.

В СРСР, зокрема України, поняття «обчислювальної техніки «довге час використовувалося як позначення технічних засобів, і науки про принципах їх побудови і проектирования.

Однако, ось на чому етапі цифрова техніка зробила беспрецендентный ривок з допомогою інтелектуалізації ЕОМ, тоді як аналогова техніка не подолало рамки коштів на автоматизації вычислений.

Развитию цифровий техніки сприяло розвиток у другій половині ХХ в. науки про комп’ютерах. Наукові основи цифрових ЕОМ тим часом поповнилися теорією цифрових автоматів, основами програмування, теорією штучного інтелекту, теорією проектування ЕОМ, комп’ютерних технологій, що забезпечили становлення нової науки, що отримала назву «Computer Science «(комп'ютерна наука) в навіть «інформатика «у Європі. Вагомий внесок у її розвиток внесли вчені України (В.М.Глушков, Е. Л. Ющенко, З. Л. Рабинович, Ю. В. Капитонова, А. А. Летичевский і др.).

Термин «інформатика », позначав науку про набуття, передачі, зберіганні і обробці інформації. Натомість, її разделяkb на теоретичну і прикладную.

Теоретическая інформатика включала математичне моделювання інформаційних процесів. Прикладна охоплювала питання і проектування ЕОМ, мереж, мультимедіа, комп’ютерні технології інформаційних процесів та інших. Головною наукової базою прикладної інформатики були електроніка (мікроелектроніка) і теорія штучного интеллекта.

Следует відзначити, політика щодо штучного інтелекту, попри багато досягнення, ми варті лише в початку розвитку вказаної вельми значущої наукового напрями, й тут відкриваються величезні перспективи зближення ЕОМ з «інформаційними «можливостями человека.

Лучше всього про «інтелектуальних «можливостях машини сказав В. М. Глушков.

" Навряд можна сумніватися, у майбутньому дедалі значніша частина закономірностей навколишнього нас світу буде пізнаватися, і використовуватися автоматичними помічниками людини. Але так само, безсумнівно, і те, що це найважливішу у процесах мислення та пізнання завжди буде долею людини. Справедливість цього висновку служить обумовлена исторически.

…Человечество технічно нескладне собою просту суму людей. Інтелектуальна фізична міць людства визначається як сумою людських м’язів і мозку, а й усіма часом матеріальними і духовними цінностями. У цьому сенсі ніяка машині й ніяка сукупність машин, будучи, зрештою продуктом колективної діяльності людей, неможливо знайти «розумнішими «людства в цілому, бо в такому порівнянні однією чашу терезів кладеться машина, але в іншу — все людство разом із створеною їм технікою, що включає, зрозуміло, і аналізовану машину.

Следует відзначити також, що людині історично завжди належатиме остаточна оцінка інтелектуальних, як і тих матеріальних цінностей, в тому числі тих цінностей, які створюються машинами, тож і у сенсі машина не зможе перевершити человека.

Таким чином, можна дійти невтішного висновку, що у суто інформаційному плані кібернетичні машини як можуть, а й обов’язково повинні перевершити людини, а ряді поки що щодо вузьких областей роблять це сьогодні. Однак у плані социально-историческом ці машини є й світло завжди залишаться лише помічниками і знаряддями людини ". (В.М.Глушков. Мислення і кибернетика//Вопр. філософії. — 1963. № 1).

В час термін «інформатика «дедалі більше замінюється більш змістовним терміном «інформаційні технології «(ІТ), що позначає з одного боку, розробку, проектування виробництво комп’ютерів, периферії і елементної бази щодо них, мережного устаткування, алгоритмічного і системного програмного забезпечення, з другого — їх використання у системах різного назначения.

Основоположником ІТ України та у колишньому у Радянському Союзі став В. М. Глушков, засновник всесвітньо відомого Інституту кібернетики АН України, що носить зараз його имя.

Что стосується елементної бази, багато в чому визначальною розвиток комп’ютерів, то слід зазначити, що розміри електронних компонентів вже наближаються до межі - 0,05 микрона.

Тем щонайменше, істотно нові й ефективних елементів ще з’явилося. Хоча у цій галузі ведуться численні исследования.

Наиболее активний розвиток цифровий ЗТ нині йде, насамперед, шляхом нарощування встраиваемого штучного інтелекту. Комп’ютери, отримали свою назву від початкового призначення — виконання обчислень, отримали друге, дуже важливе призначення. Вони почали незамінними помічниками людини у його інтелектуальної роботи і основним технічним засобом інформаційних технологий.

Посетив основні віртуальні експозиційні зали, Ви ознайомитеся із багатьма сторінками розвитку інформаційних технологій у Украине.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet.