Выдающиеся личности в развитии вычислительной техники

Чарльз Беббидж

Чарльз Бэббидж (26 декабря 1791, Лондон, Англия — 18 октября 1871, там же) — английский математик, изобретатель первой аналитической вычислительной машины. Иностранный член-корреспондент Императорской академии наук в Санкт-Петербурге (1832). Труды по теории функций, механизации счёта в экономике. Сконструировал и построил (1820-22) машину для табулирования. С 1822 работал над постройкой разностной машины. В 1833 разработал проект универсальной цифровой вычислительной машины — прообраза современной ЭВМ.

Бэббидж в 1834 году задумался о создании программируемой вычислительной машины, которую он назвал аналитической (прообраз современного компьютера). Аналитическая машина позволяла решать более широкий ряд задач, чем разностная машина (его изобретение). Именно эта машина стала делом его жизни и принесла посмертную славу. Он предполагал, что построение новой машины потребует меньше времени и средств, чем доработка разностной машины, так как она должна была состоять из более простых механических элементов. С 1834 года Бэббидж начал проектировать аналитическую машину.

Архитектура современного компьютера во многом схожа с архитектурой аналитической  машины. В аналитической машине Бэббидж  предусмотрел следующие части: склад (store), фабрика или мельница (mill), управляющий элемент (control) и устройства ввода/вывода информации.

Склад предназначался для  хранения как значений переменных, с которыми производятся операции, так и результатов операций. В  современной терминологии это называется памятью.

Мельница (арифметико-логическое устройство, часть современного процессора) должна была производить операции над  переменными, а также хранить  в регистрах значение переменных, с которыми в данный момент осуществляет операцию.

Третье устройство, которому Бэббидж не дал названия, осуществляло управление последовательностью операций, помещением переменных в склад и  извлечением их из склада, а также  выводом результатов. Оно считывало  последовательность операций и переменные с перфокарт. Перфокарты были двух видов: операционные карты и карты переменных. Из операционных карт можно было составить  библиотеку функций. Кроме того, по замыслу Бэббиджа, аналитическая  машина должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов  на перфокарты для последующего использования.

Для создания компьютера в  современном понимании оставалось лишь придумать схему с хранимой программой, что было сделано 100 лет  спустя Эккертом, Мочли и Фон Нейманом.

Бэббидж разрабатывал конструкцию  аналитической машины в одиночку. Он часто посещал промышленные выставки, где были представлены различные  новинки науки и техники. Именно там состоялось его знакомство с Адой Августой Лавлейс (дочерью Джорджа Байрона), которая стала его очень близким другом, помощником и единственным единомышленником. В 1840 году Бэббидж ездил по приглашению итальянских математиков в Турин, где читал лекции о своей машине. Луиджи Менабреа, преподаватель туринской артиллерийской академии, создал и опубликовал конспект лекций на французском языке. Позже Ада Лавлейс перевела эти лекции на английский язык, дополнив их комментариями по объёму превосходящими исходный текст. В комментариях Ада сделала описание ЦВМ и инструкции по программированию к ней. Это были первые в мире программы. Именно поэтому Аду Лавлейс справедливо называют первым программистом. Однако, аналитическая машина так и не была закончена. Вот, что писал Бэббидж в 1851 году: «Все разработки, связанные с Аналитической машиной, выполнены за мой счёт. Я провёл целый ряд экспериментов и дошёл до черты, за которой моих возможностей не хватает. В связи с этим я вынужден отказаться от дальнейшей работы». Несмотря на то, что Бэббидж подробно описал конструкцию аналитической машины и принципы её работы, она так и не была построена при его жизни. Причин этому было много. Но основными стали полное отсутствие финансирования проекта по созданию аналитической машины и низкий уровень технологий того времени. Бэббидж не стал в этот раз просить помощи у правительства, так как понимал, что после неудачи с разностной машиной ему всё равно откажут.

Только после смерти Чарльза  Бэббиджа его сын, Генри Бэббидж, продолжил начатое отцом дело. В 1888 году Генри сумел построить по чертежам отца центральный узел аналитической машины. А в 1906 году Генри совместно с фирмой Монро построил действующую модель аналитической машины, включающую арифметическое устройство и устройство для печатания результатов. Машина Бэббиджа оказалась работоспособной, но Чарльз не дожил до этих дней.

В 1864 году Чарльз Бэббидж написал: «Пройдёт, вероятно, полстолетия, прежде чем люди убедятся, что без тех средств, которые я оставляю после себя, нельзя будет обойтись». В своём предположении он ошибся на 30 лет. Только через 80 лет после этого высказывания была построена машина МАРК-I, которую назвали «осуществлённой мечтой Бэббиджа». Архитектура МАРК-I была очень схожа с архитектурой аналитической машины. Говард Айкен на самом деле серьёзно изучал публикации Бэббиджа и Ады Лавлейс перед созданием своей машины, причём его машина идеологически незначительно ушла вперёд по сравнению с недостроенной аналитической машиной. Производительность МАРК-I оказалась всего в десять раз выше, чем расчётная скорость работы аналитической машины.

Ада Августа Лавлейс

Августа Ада Кинг (урождённая Байрон), графиня Лавлейс (10 декабря 1815, Лондон, Великобритания — 27 ноября 1852, там же) — англичанка-математик. Известна прежде всего созданием описания вычислительной машины, проект которой был разработан Чарльзом Бэббиджем. Составила первую в мире программу (для этой машины). Ввела в употребление термины «цикл» и «рабочая ячейка», считается первым программистом.

Родилась 10 декабря 1815 года, была единственным законнорожденным ребёнком английского поэта Джорджа Гордона Байрона и его жены Анны Изабеллы Байрон (Анабеллы). Анна Изабелла Байрон в лучшие дни своей семейной жизни за своё увлечение математикой получила от мужа прозвище «Королева Параллелограммов». В первый и последний раз Байрон видел свою дочь через месяц после рождения. 21 апреля 1816 года Байрон подписал официальный развод и навсегда покинул Англию.

Ада унаследовала у матери любовь к математике. Она получила прекрасное воспитание. Важное место  в нём занимало изучение математики – в немалой степени под  влиянием матери. Бэббидж, который был  знаком с леди Байрон, поддерживал  увлечение юной Ады математикой. Бэббидж постоянно следил за научными занятиями Ады, он подбирал и посылал  ей статьи и книги, в первую очередь  по математическим вопросам. Занятия  Ады поощряли друзья её семьи –  Август де Морган и его жена, супруги  Соммервил и другие.

С начала 1841 года Лавлейс  серьёзно занялась изучением машин  Бэббиджа. В одном из писем к  Бэббиджу Ада пишет: "Вы должны сообщить мне основные сведения, касающиеся Вашей машины. У меня есть основательная причина желать этого". В письме от 12 января 1841 года она излагает свои планы: "…Некоторое время в будущем (может быть в течение 3-х или 4-х, а возможно, даже многих лет) моя голова может служить Вам для Ваших целей и планов… Именно по этому вопросу я хочу серьёзно поговорить с Вами". Это предложение было с признательностью принято Бэббиджем. С того времени их сотрудничество не прерывалось и дало блестящие результаты.

Центральным моментом работы Лавлейс было составление программы (чисел) вычисления чисел Бернулли. Она пишет Бэббиджу: "Я хочу вставить в одно из моих примечаний кое-что о числах Бернулли в качестве примера того, как неявная функция  может быть разрешимой с помощью  машины без того, чтобы предварительно быть вычисленной с помощью головы и рук человека". Бэббидж не только прислал необходимые данные, но и составил последовательность действий, лежащую в основе программы.

В одном из своих комментариев Ада описывает алгоритм вычисления Чисел Бернулли на аналитической машине. Было признано, что это первая программа, специально реализованная для воспроизведения на компьютере, и по этой причине Ада Лавлейс считается первым программистом, несмотря на то, что машина Бэббиджа так и не была сконструирована при жизни Леди.

 

Дальнейшей  развитие вычислительной техники

Началом новой эры развития вычислительной техники на базе электромеханических  реле стал 1934 год. Американская фирма IBM (International Buisness Machins) начала выпуск алфавитно-цифровых табуляторов, способных выполнять операции умножения. В середине 30-х годов XX в. на основе табуляторов создается прообраз первой локальной вычислительной сети. В Питсбурге (США) в универмаге была установлена система, состоящая из 250 терминалов, соединенных телефонными линиями с 20 табуляторами и 15 пишущими машинками для расчетов с покупателями. В 1934 - 1936 гг. немецкий инженер Конрад Цузе пришел к идее создания универсальной вычислительной машины с программным управлением и хранением информации в запоминающем устройстве. Он сконструировал машину «Z-3» - это была первая программно-управляемая вычислительная машина – праобраз современных ЭВМ.

Это была релейная машина, использующая двоичную систему счисления, имеющая  память на 64 числа с плавающей  запятой. В арифметическом блоке  пользовалась параллельная арифметика. Команда включала операционную и  адресную части. Ввод данных осуществлялся с помощью десятичной клавиатуры, был предусмотрен цифровой вывод, а также автоматическое преобразование десятичных чисел в двоичные и обратно. Скорость выполнения операции сложения - три операции в секунду. 
 
В начале 40-х годов XX в. в лабораториях IBM совместно с учеными Гарвардского университета была начата разработка одной из самых мощных электромеханических вычислительных машин. Она получила название MARK-1, содержала 760 тыс. компонентов и весила 5 т.

Последним наиболее крупным  проектом в сфере релейной вычислительной техники (ВТ) следует считать построенную  в 1957 г. в СССР РВМ-1, которая по целому ряду задач была вполне конкурентоспособна тогдашним ЭВМ. Тем не менее с появлением электронной лампы дни электромеханических устройств оставались сочтены. Электронные компоненты обладали большим превосходством в быстродействии и надежности, что и определило дальнейшую судьбу электромеханических вычислительных машин. Наступила эра электронных вычислительных машин.

Переход к следующему этапу  развития средств вычислительной техники и технологии программирования был бы невозможен без основополагающих научных исследований в области передачи и обработки информации.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этом реферате частично описана жизнь и научные исследования выдающихся личностей развития вычислительной техники. Прошло больше полутора веков с момента, описываемых событий. За это время мир коренным образом преобразился, изменились сами люди, их нравы, быт, традиции.

Блез Паскаль и Готфрид Лейбниц прославили свое имя в других научных сферах. В честь Паскаля назван язык программирования, а имя Лебница носят многие физические законы и формулы.

Несмотря на то, что машина Чарльза Бэббиджа так и не была построена, а программа Ады Лавлейс  никогда не использовалась на практике, имена этих людей навсегда вписаны  в историю развития вычислительной техники. Они сделали нечто более  главное, – они заложили основы программирования и вычислительной техники, т.е. это  были первые шаги человечества по этому  пути. 

А теперь вернемся в будущее. Каким же станет грядущий компьютерный век? У энергетиков и связистов  есть пара совпадающих пословиц: электричество (связь) - как воздух, который замечают только тогда, когда он портится. Так же и с компьютерами - они являются неотъемлемым атрибутом жизни. Каждый связан и с Сетью, и с глобальными базами данных всегда и везде, и будет это воспринимается как нечто само собой разумеющееся, так же как наличие телефона и света в квартире для нас.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Информатика: Энциклопедический словарь для начинающих.- М.:  Педагогика-Пресс, 1994

2.Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ.- М.: Мир,197-1978.- Т.11-3

3.Компьютер обретает разум// Time-Life Books inc.- М.: Мир, 1990

4. В. Э. Фигурнов «IBM PC для пользователей» — М.: ИНФРА-М, 1996.

5. http://www.bestreferat.ru/referat-1800.html - история вычислительной техники.

6. http://www.coolreferat.com – история вычислительной техники