Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Счетные устройства и машины

Абак

Абак - греческое слово и переводится как счетная доска. Идея его устройства заключается в наличии специального вычислительного поля где по определенным правилам перемещают счетные элементы.

Невозможно представить цивилизацию без культуры. В свою очередь невозможно представить себе культуру без языка и письменности. Опускаясь чуть ниже, скажем -- письменность не может существовать без каких-нибудь, пусть самых элементарных, инструментов для письма.

Хотя бы без глиняных табличек, восковых таблет, папируса и тростниковых палочек с чернилами. На чем бы великий Архимед написал свои трактаты, не будь у него пишущих инструментов? Кстати, а написал бы он вообще что-нибудь, не будь у него каких-нибудь инструментов для... счета? Ведь сложнейшие (для Древней Греции) вычисления в уме не удержишь. Для подобных вычислений был изобретен абак - счетная доска (в переводе с греческого абак и есть доска). Абак использовался многими народами.

Греки и египтяне использовали абак с нарисованными линиями или выдолбленными желобками. Вдоль линий или в желобки укладывались камешки. Каждый камешек означал единицу вычислений, а сама линия -- разряд этой единицы.

Суммирующая машина

Первую вычислительную машину в 1642 году изобрел и изготовил выдающийся французский математик, физик и философ Блез Паскаль. Паскалю было тогда 19 лет и он хотел помочь своему отцу, интенданту Руана, которому приходилось просиживать ночи над подсчетами налоговых сборов. Машина Паскаля, над которой он работал, не жалея ни времени, ни сил, представляла собой легкий латунный ящичек размером 350X125X75 мм и являлась машиной суммирующей, предназначенной для автоматического выполнения операций сложения и вычитания (умножения и деления не предусматривались).

Блез Паскаль (1623-1662) -- французский математик, физик, религиозный философ и писатель. Сформулировал одну из основных теорем проективной геометрии. Работы по арифметике, теории чисел, алгебре, теории вероятностей.

Блез рос одарённым ребёнком. Его отец самостоятельно занимался образование мальчика. Ранние работы Блеза относились к естественным и прикладным наукам. Отец Блеза был сборщиком налогов, и, наблюдая за его бесконечными утомительными расчетами, Паскаль задумал создать вычислительное устройство, которое могло бы помочь этой работе.

Арифмометр

В 1694 году Готфрид Вильгельм Лейбниц, в Ганновере представляет свой арифмометр. О своем изобретении Лейбниц писал: «Мне посчастливилось построить такую арифметическую машину, которая бесконечно отличается от машины Паскаля, так как моя машина дает возможность совершать и умножение, и деление над огромными числами мгновенно. Не прибегая к последовательному сложению и вычитанию».

Лейбниц родился 1 июля 1646 г. - за два года до заключения Вестфальского мира, которым закончилась Тридцатилетняя война. В семь лет он потерял отца, профессора этики Лейпцигского университета, восьми лет самостоятельно изучил греческий и латинский языки, а в пятнадцать - окончил гимназию. Высшее образование Лейбниц получил в университетах Лейпцига, где изучал философию и право, и Иены, где слушал лекции по математике. В 1664 г. он защитил магистерскую диссертацию по философии, а в следующие два года получил степени бакалавра и доктора права. С этого времени вплоть до смерти (13 ноября 1717 г.) он состоял на службе сначала у майнцкого курфюрста, а затем у ганноверского герцога. Выполняя их поручения, Лейбниц становится то дипломатом, то государственным деятелем, то архивистом и историком, занимается вопросами народного просвещения и церковными делами, улучшает горное и монетное дела... и находит время для химических опытов, медицины; изобретает различные устройства, выдвигает ценные идеи в геологии, психологии, лингвистике. Но как бы ни был велик вклад Лейбница в эти области человеческого знания, он не может идти ни в какое сравнение с его заслугами философа, физика, механика и особенно математика, одного из создателей дифференциального и интегрального исчислений. Счетная машина, над которой Лейбниц начал работать в 70-е годы, представляла шаг в направлении поиска "универсального языка". Первое описание "арифметического инструмента" сделано Лейбницем в 1670 году.

Аналитические машины

Английский математик и изобретатель, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1832).

Автор трудов по теории функций, механизации счета в экономике. В 1833 разработал проект универсальной цифровой вычислительной машины - прообраза ЭВМ. Бэббиджа часто называют «отцом компьютера» за изобретённую им аналитическую машину, хотя её прототип был создан через много лет после его смерти. Состояние его отца, банкира, не только позволило юному Чарльзу обучаться в частных школах и закончить. Состояние его отца, банкира, не только позволило юному Чарльзу обучаться в частных школах и закончить Кембридж, но и сделало его относительно финансово независимым на всю оставшуюся жизнь. Любимым его чтением еще в школе был учебник алгебры. Поступив в 1810 в знаменитый Тринити колледж, Чарльз обнаружил, что уже знает математику лучше большинства своих сверстников. Работать над созданием разностной машины Бэббидж начал вскоре после 1812. Прежде всего, у него возникло множество, как сейчас бы сказали, технологических проблем. Приходилось не только изобретать узлы и механизмы, но и способы их изготовления с достаточной точностью. Тем не менее, Бэббидж сумел к 1822 построить действующую модель, на которой он рассчитал, в частности, таблицу квадратов. В том же году он обратился с письмом к президенту Королевского общества - знаменитому химику Гэмфри Дэви - с предложением построить значительно большую машину, позволяющую с достаточной точностью вести расчет навигационных, астрономических и тригонометрических таблиц. Он предвидел масштабы необходимых затрат, но как выяснилось позднее, все же ошибся почти на порядок. В 1823 при содействии Дэви, который подтвердил реальность проекта, правительство Англии выделило первые 1500 фунтов с обязательством со стороны Бэббиджа построить машину за три года. Через десять лет машина всё ещё не была построена, хотя истрачено было 17 000 фунтов правительственных денег и 13 000 собственных денег Бэббиджа - огромное состояние по тем временам!

Устройство, использованное при переписи населения

Холлерит Герман (Herman Hollerith) (29 февраля 1860, Буффало, штат Нью-Йорк -- 17 ноября 1929, Вашингтон), американский инженер, изобретатель первой электромеханической счетной машины -- табулятора, основатель фирмы -- предшественницы IBM.

В 1879 году Холлерит окончил Геологоразведочную школу при Колумбийском университете в Нью-Йорке и сразу же был назначен ассистентом своего преподавателя У. Троубриджа для участия во всеамериканской переписи населения 1880 года. В 1880-90 Холлерит преподавал в Массачусетском технологическом институте в Кембридже, занимался проблемой пневматических тормозов, работал в Патентном бюро в Вашингтоне.

Все это время его также занимали вопросы автоматизации обработки результатов переписи. Герман Холлерит является основоположником счетно-перфорационной техники, непосредственной предшественницы современных компьютеров. Занимаясь в 80-х годах прошлого столетия вопросами обработки данных переписи населения, он создал машину, автоматизирующую процесс обработки данных, и изобрел носитель информации -- перфокарту, которая не претерпела существенных изменений до настоящего времени. Он родился 29 февраля 1860 года в Буффало, штат Нью-Йорк. Герман был седьмым ребенком Иоганна Холлерита, который эмигрировал в США из Германии в 1848 году.

счет арифмометр вычислительный перфокарта

Перфокарта

Перфокарта (перфорационная карта), носитель информации в виде прямоугольной карточки, обычно из тонкого эластичного картона (реже из пластмассы), на которую информация записывается пробивкой отверстий (перфораций). Одно из первых применений -- машина Жаккарда (1800); перфокарты широко использовались в табуляторах (1-я пол. 20 в.) и ЭВМ (сер. 20 в.). Применяется в некоторых типах вычислительных машин, станках с числовым программным управлением

Перфорационная карта, перфорированная карта, перфокарта - носитель информации в виде карточки из бумаги, картона, реже из пластмассы, стандартных формы и размеров, на которую информация наносится пробивкой отверстий (перфораций). Перфорационные карты применяют главным образом для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплектах. Существует большое число видов карт, различающихся формой, размерами, объёмом хранимой информации, формой и расположением отверстий. В СССР использовали перфорированные карты в основном с 80 колонками (в устаревших моделях вычислительных устройств встречаются 45-колонные), изготовляемые из плотного картона толщиной 0,18 мм в виде прямоугольника со сторонами 187,4 и 82,5 мм.

Для удобства подборки и укладки левый верхний угол карты срезан. Колонки размечают поперёк карты; вдоль карта разбивается на 12 строк (10 основных и 2 дополнительные). На одной перфорированной карте можно записать до 80 знаков (примерно 10--15 слов). Скорость обработки машинных перфокарт достигает 2000 карт в 1 мин. Воспроизведение (считывание) информации осуществляется с помощью электромеханических считывателей или фотоэлементами. За рубежом применяли также перфокарты с 90, 40 и 21 колонкой с 6, 12 и 10 строками соответственно. Разновидность перфокарт -- карты с краевой перфорацией, применяемые в информационных системах, и карты для пишущих автоматов.

Размещено на Allbest.ru