Как был изобретен компьютер

Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно.

Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет тому назад (а может быть и значительно раньше) для облечения вычислений стали использоваться счеты. В 1642 г . Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, а в 1673 г . Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действий.

Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты, например, расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб.

Существовала и специальная профессиясчетчикчеловек, работающий с арифмометром, быстро и точно соблюдающий определенную последовательность инструкций (такую последовательность инструкций впоследствии стали называть программой). Но многие расчеты производились очень медленно – даже десятки счетчиков должны были работать по несколько недель и месяцев.

Причина проста – при таких расчетов выбор выполняемых действий и запись результатов производилась человеком, а скорость его работы весьма ограничена. В первой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство – Аналогичную машину, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт (карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий, они в то время уже широко употреблялись в ткацких станках), и иметь «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов (в современной терминологии – память). Бэббидж не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени.

Однако он разработал все основные идеи, и в 1943 г . американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе техники XIX в.– электромеханических реле – смог построить на одном из предприятий фирмы IBM такую машину под названием «Марк-1». Еще раньше идеи Бэббиджа были пере открыты немецким инженером Конрадом Цузе , который в 1941 г . построил аналогичную машину. К этому времени потребность в автоматизации вычислений (в том числе для военных нужд – баллистики, криптографии и т.д.) стала настолько велика, что над созданием машин типа построенных Эйкеном и Цузе одновременно работало несколько групп исследователей.

Начиная с 1943 г . группа специалистов под руководством Джона Молчи и Преспера Экерта в США начала конструировать подобную машину уже на основе электронных ламп, а не на реле. Их машина названная ENIAC , работала в тысячу раз быстрее, чем МАРК – 1, однако для задания ее программы приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. Чтобы упростить процесс задания программ, Молчи и Экерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти. В 1945 г . к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине.

Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров.

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г . английским исследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 г . Джон фон Нейман.

Расскажем поэтому об этих принципах. Как работает компьютер, или принципы фон Неймана. В своем докладе Джон фон Нейман описал, как должен быть устроен компьютер для того, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации.

Устройства компьютера.