3. Механические первоисточники

Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шиккард, профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена (Германия). Сам изобретатель в письмах называл машину «суммирующими часами».

В 1642 году французский механик Блез Паскаль (1623-1662) разработал более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором, выпускавшимся серийно (главным образом для нужд парижских ростовщиков и менял).

В 1673 году немецкий математик и философ Г. В. Лейбниц (1646-1717) создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания.

На протяжении XVIII века, известного как эпоха Просвещения, появились новые, более совершенные модели, но принцип механического управления вычислительными операциями оставался тем же. Идея программирования вычислительных операций пришла из той же часовой промышленности. Старинные монастырские башенные часы были настроены так, чтобы в заданное время включать механизм, связанный с системой колоколов. Такое программирование было жестким — одна и та же операция выполнялась в одно и то же время. Идея гибкого программирования механических устройств с помощью перфорированной бумажной ленты впервые была реализована в 1804 году в ткацком станке Жаккарда, после чего оставался только один шаг до программного управления вычислительными операциями.

Этот шаг был сделан выдающимся английским математиком и изобретателем Чарльзом Бэббиджем (1792-1871) в 1835 г. в его Аналитической машине(прообразе ПК), которая так и не была до конца построена изобретателем при жизни. Особенностью Аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Аналитическая машина содержала два крупных узла — «склад» и «мельницу». Данные вводились в механическую память «склада» (до 100 40-разрядных чисел) путем установки блоков шестерен, а потом обрабатывались в «мельнице» с использованием команд, которые вводились с перфорированных карт (как в ткацком станке Жаккарда). Фрагмент такого вычислителя построил сын ученого, а программы для него писала первый программист Ада Лавлейс (Байрон)- единственный законный ребенок поэта лорда Байрона.

До создания аналитической машины Ч. Бэббидж трудился над созданием Разностной машины. Аналитическая так и не была построена, а вот Разностной повезло больше: изобртатель Пер Георгг Шойц (швед) модифицировал ее и в 1854г. в Лондоне машина прошла успешные испытания ( она удостоена “Золотой медали ” на Всемирной выставке в Париже и была заказана для правительственной канцелярии, хотя Бэббиджу в свое время в этом было отказано).

Через 19 лет после смерти Ч. Бэббижда принцип использования перфокарт был использован в статистическом табуляторе, построенным американцем Германом Холлеритом, созданным с целью облегчения переписи населения США в 1890г. Перфокарты были размером в долларовую купюру: на карте было 12 рядов, на каждом из которых можно было пробить по 20 отверстий, соответствующих разным данным(пол, возраст и т.п.). С помощью данного табулятора перепись населения было завершена за 6 недель после начала.