Теоретическая часть Билет №1. История развития вычислительной техники.
В рамках истории развития вычислительной техники выделяют 4 этапа: [1]
Ручной этап – с 50 тысячелетия до н.э. до XVII века н.э.
Механический этап – с середины XVII века до конца XIX века.
Электромеханический этап – с XIX века до середины XX века.
Электронный этап – с середины XX века до наших дней.
Ручной этап:[2]
Самым первым инструментом счета у древнего человека были пальцы рук + суставы рук.
Фиксация результатов счета у разных народов производилась разными способами:
пальцевой счет;
нанесение засечек;
счетные палочки;
узелки и т.д.
Появление позиционной системы счисления, то есть десятичной, пятеричной, троичной и т.д. , произошло в IX веке н.э. И первыми приборами, использующими позиционные системы счисления, стали: абак, русские, японские, китайские счеты, логарифмическая линейка.
Абак (лат. abacus - доска) - счётная доска, применявшаяся для арифметических вычислений.
Впервые появился в Древнем Вавилоне около 3 тысяч лет до н. э. Представлял собой доску, разграфленную на полосы или со сделанными углублениями. Счетные марки (камешки, косточки) передвигались по линиям или углублениям.
Древнегреческий абак – доска, посыпанная морским песком. На нем бороздки, на которых камешками обозначались цифры.
Римляне – мраморная доска с мраморными шариками.
Китайские счеты (суан-пан) – деревянная рамка с 2-мя секциями. В нижней – 5, в верхней – 2.
Японский абак – серобян, аналог китайских, но на «небе» на 1 шарик меньше.
На Руси считали косточки. С XV века распространен «дощатый счет»: рама с косточками на веревочке.
Римский абак
Мухаммед бен Мусса ал-Хорезми описал решение арифметических задач с помощью уравнений.
Совершенствование абака привело к созданию счетов.
Счеты - это простое механическое устройство для произведения арифметических расчётов, являющееся одним из первых вычислительных устройств.
Открытие логарифмов и логарифмических таблиц Дж. Непером в начале XVII в. позволяло заменять умножение и деление соответственно сложением и вычитанием.
Логарифмы послужили основой создания вычислительного инструмента - логарифмической линейки.
Логарифмическая линейка - аналоговое вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций, в том числе, умножение и деление чисел, возведение в степень, вычисление логарифмов, тригонометрических функций и другие операции
Механический этап: [2]
Развитие механики в XVII веке стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений. Эти устройства были способны выполнять четыре арифметических действия и назывались арифмометрами.
Леонардо да Винчи в конце XV века изобрел своего рода модификацию абака. Он создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами.
Первая механическая машина была описана в 1623 г. профессором математики Вильгельмом Шиккардом.
Первая действующая модель счетной суммирующей машины была создана в 1642 г. французским ученым Блезом Паскалем. В основе работы лежит идея двух десятичных счетных колес. Для переноса в старший разряд существует удлиненный зуб.
В 1823 году английский ученый Чарльз Бэббидж разрабатывает проект «Разностной машины». В период с 1833 по 1871 года предложил схему «Аналитической машины», которая предполагала в своем устройстве 3 основные части: «склад» для хранения чисел, «фабрика» для операций над числами, устройство для управления операциями с помощью перфокарт. В 1843 году Ада Лавлейс для машины Бэббиджа написала первую в мире достаточно сложную программу вычисления числа Бернулли.
Машина, созданная Лейбницем в 1694 г., была по существу первым в мире арифмометром - машиной, предназначенной для выполнения четырех арифметических действий
Электромеханический этап: [2]
На смену механическим арифмометрам пришли механизмы на электромеханической основе. Небольшой моторчик освободил вычислителя от необходимости крутить ручку. Рычажный набор заменили более удобным - клавишным. Появились машины, записывающие результат на бумажной ленте. Управление процессом счета все еще ложилось на плечи человека.
В 1888 Герман Холлерит создает особое устройство – счетно-аналитический комплекс. Замысел Холлерита – личные карты Сведения заносились на перфокарту с помощью перфоратора, табулятора (подсчет отверстий), электромагнитной рель – сортировальной машины, счетной машины. Управление механическими счетчиками и сортировкой осуществлялось электрическими импульсами.
В 1936 году английский математик Алан Тьюринг разработал машину Тьюринга. Машина состоит из: разделенной на квадратики ленты и пишущей головки. Работала с 0 и 1, как и ПК.
Эмиль Пост предложил абстрактную вычислительную машину - машину Поста. Машина Поста состоит из каретки (или считывающей и записывающей головки) и разбитой на секции ленты. Работа машины Поста определяется программой.
Электронный этап: [2]
С начала 1990-х годов термин "компьютер" вытеснил термин "электронная вычислительная машина" (ЭВМ), которое, в свою очередь, в 1960-х годах заменило понятие "цифровая вычислительная машина" (ЦВМ). Все эти три термина в русском языке считаются равнозначными.