От абака до компьютера icon

От абака до компьютера



Смотрите также:
Назначение и устройство компьютера...
Лекция 12. Архитектура компьютера 1...
1. Функциональная схема компьютера. Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь...
Тема: «основные компоненты компьютера и их функции. Соединение блоков и устройств компьютера...
Обучение с помощью компьютера в сравнении с традиционным обучением...
Экзаменационные билеты по "Информатика и информационные технологии"...
Тест программное обеспечение компьютера вариант 1 Назовите виды программного обеспечения...
Конспект п о курсу «Организация ЭВМ и систем»...
Программа учебного курса «Архитектура ЭВМ и сетей»...
Что означают звуковые сигналы при включении компьютера?...
История вт краткий курс 4 Легенда персонального компьютера 5 Структура компьютера 8...
Контрольные вопросы По теоретическому материалу 2 семестра Структурно-функциональная схема...



страницы: 1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12
вернуться в начало
скачать
Кинг.

194

колледжа. В памяти близко знавших его людей, Тью­ринг остался добрым, чудаковатым человеком, любим­цем детей, с которыми он, будучи холостяком, мог во­зиться часами. Профессор Дж. Джефферсон вспоминал:

«Я помню, как пришел ко мне он домой поздним вече­ром поговорить с профессором Дж. 3. Юнгом и со мной... Я тревожился о нем, так как он был голоден и приехал на своем велосипеде в сильный дождь без фу­ражки или шляпы. После полуночи он отправился домой, хотя до него было миль пять или около того, и лил все тот же зимний дождь. Физические неудобства заботили его столь мало, что он никак не мог понять, почему мы обеспокоены его состоянием, и отвергал всякую по­мощь. Казалось, что он жил в другом и слегка отлич­ном от нашего, человеческого, мире...»

Во время войны Тьюринг работал в Британском де­партаменте связи, выполняя ряд расчетных и теорети­ческих работ военного характера.

Начиная с 1946 года, Тьюринг занимается вопросами построения практических вычислительных машин, не оставляя в стороне и теоретических вопросов науки. Он проводит параллель между работой мозга и действиями вычислительной машины и пишет знаменитую статью «Может ли машина мыслить?», которая вызвала бур­ные дискуссии *.

8 июня 1954 года Алан Тьюринг был найден мертвым в постели. Врачи установили самоубийство — отравление цианистым калием. Многие друзья ученого, как и его мать, не поверили судебно-медицинскому вертикту, счи­тая, что эта смерть — следствие несчастного случая:

«Как может столь энергичный ум быть остановленным смертью?»

^ ПЕРВЫЕ СОВЕТСКИЕ ЭВМ

В начале 50-х годов появились первые советские электронные вычислительные машины, созданием кото­рых руководили главным образом специалисты в обла­сти электротехники и радиоэлектроники. В первую оче­редь здесь следует назвать малую электронную вычисли­тельную машину МЭСМ, построенную в Киеве под ру­ководством Сергея Алексеевича Лебедева (19Q2—1974),

* Русский перевод вышел в 1960 году отдельной брошюрой.

195

тогда действительного члена Академии наук Украины. Переехав в Москву, Сергей Алексеевич организовал и возглавил Институт точной механики и вычислитель­ной техники Академии наук СССР. Здесь же под его руководством была в 1952 году завершена работа над «Быстродействующей Электронной Счетной Машиной Академии наук СССР», коротко БЭСМ. Машина БЭСМ пользовалась наибольшей известностью по сравнению с другими первыми советскими вычислительными маши­нами. Она имела память в 2048 ячеек и к моменту вво­да в эксплуатацию была самой быстродействующей ма­шиной в мире, обладая скоростью 8 тысяч операций в секунду.

В 1953 году Сергей Алексеевич Лебедев был избран академиком. Руководимый им институт разработал це­лый ряд новых моделей вычислительных машин. Отме­тим наиболее мощную из .советских ламповых вычисли­тельных машин — машину М-20 с весьма удачной систе­мой команд и скоростью около 20 тысяч арифметических операций в секунду (в среднем) и самую мощную из машин второго поколения БЭСМ-6, о которой мы еще упомянем в дальнейшем.

Примерно в одно время с машиной БЭСМ была за­вершена работа над вычислительной машиной средней мощности М-2, работа над которой начиналась в лабо­ратории Энергетического института им. Г. М. Кржижа­новского АН СССР. Созданием этой машины руководи­ли член-корреспондент АН СССР И. С. Брук и М. А. Карцев. Первоначально машина М-2 имела па­мять на электронно-лучевой трубке, которая вскоре бы­ла заменена, так что М-2 оказалась первой из советских машин с памятью на ферритовых сердечниках.

Через год после завершения БЭСМ и М-2, в 1953 го­ду, была построена еще одна советская электронная вы­числительная машина — «Стрела», главным конструкто­ром которой был Герой Социалистического Труда Ю. Я. Базилевский. В отличие от БЭСМ и М-2 «Стрела» была построена уже в нескольких экземплярах.

В 1954 году под руководством инженера (позже—' доктор технических наук) Башира Искандеровича Ра-меева была завершена работа над машиной «Урал», ко­торая уже выпускалась серийно.

Машина «Урал-1»—небольшая и медленная машина с оперативной памятью на магнитном барабане; она

196

вскоре, была заменена более мощной «Урал-2» с па­мятью на ферритовых сердечниках. Затем семейство «Уралов» пополнилось моделями «Урал-3» и «Урал-4» и, наконец, более мощными полупроводниковыми маши­нами второго поколения «Урал-14» и «Урал-16».

В середине 50-х годов работы над созданием элек­тронных вычислительных машин в Советском Союзе развернулись широким фронтом. Кроме упоминавшихся уже нами центров разработки ЭВМ, были организованы новые институты в Киеве, Минске, Ереване и других городах. В Киеве работы над ЭВМ сосредоточились в созданном в 1957 году Институте кибернетики, который возглавил 34-летний доктор физико-математических на­ук Виктор Михайлович Глушков, ныне академик, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Госу­дарственных премий. Первая машина молодого институ­та, получившая название «Киев», была закончена в на­чале 60-х годов. Затем последовал ряд новых разрабо­ток, среди которых наибольшее признание получили ЭВМ «Проминь». и «МИР» (машина инженерных рас­четов). Они предназначены для широкого использования в КБ и лабораториях, где требуется выполнение техни­ческих расчетов методами вычислительной математики. Для ЭВМ «МИР», создание которой было отмечено Государственной премией, учеными Института киберне­тики был разработан специальный язык программиро­вания, позволяющий оператору «общаться» с машиной.

В Минске под руководством В. Пржиялковского был создан класс машин, названных именем столицы БССР. «Минск-1» и «Минск-2» были ламповыми ЭВМ, в «Минск-22» и «Минск-32» была применена полупровод­никовая электроника. Кроме того, «Минск-32» (по срав­нению с другими советскими ЭВМ того же класса) имеет большую память, что позволяет широко исполь­зовать ее для решения экономических и информацион­но-логических задач, в автоматизированных системах управления и т. д. Серийный выпуск белорусских ЭВМ организован на одном из лучших советских «компьютер­ных» заводов — Минском заводе ЭВМ им. С. Орджони­кидзе.

В Ереванском институте математических машин со­здано два семейства ЭВМ — «Раздан» и «Наири». Ма­шины последнего типа пользуются особой популярно­стью и применяются для инженерных расчетов, обработ-

1&7

ки экспериментальных данных и для управления слож­ными физическими экспериментами.

Наряду со специализированными институтами ак­тивное участие в разработке теоретических и практи­ческих принципов построения ЭВМ приняли учебные институты—МГУ, МВТУ, МЭИ, МИФИ и др. Напри­мер, в МГУ была создана машина «Сетунь» — един­ственная в мире ЭВМ, в которой используется троичная система счисления, наиболее экономичная с точки зре­ния использования аппаратурных средств.

Сейчас в Советском Союзе выпускается большое ко­личество вычислительных машин, принадлежащих уже к третьему поколению, с использованием интегральных схем. Подробнее об этом речь будет идти дальше.

Вслед за США, Англией и СССР началась разра­ботка «национальных машин» в других странах — Гол­ландии, Австралии, Польше, Чехословакии, Швеции и т. д.

^ ПОКОЛЕНИЯ, ПОКОЛЕНИЯ...

В вычислительной технике существует своеобразная периодизация развития электронных вычислительных машин, в основу которой положен физико-технологи­ческий принцип. В соответствии с этим принципом ма­шину относят к тому или иному поколению в зависи­мости от типа основных используемых в ней физических элементов или от технологии их изготовления. Из ска­занного видно, что правильнее говорить не о периоди­зации, а о классификации: границы поколений в смысле времени сильно «размыты», так как в одно и то же вре­мя фактически выпускались машины раз-личных типов;

для отдельной же машины вопрос о ее принадлежности к тому или иному поколению решается достаточно просто.

Первое поколение охватывает все первые вычисли­тельные машины, использовавшие ламповые триггеры и прочие ламповые элементы. Развитие машин первого поколения завершилось в основном к середине 50-х го­дов. Выпускались они, разумеется, значительно дольше и эксплуатировались до самого последнего времени.

Характерными чертами машин первого поколения можно считать не только использование электронных ламп в триггерах и вспомогательных усилительных схе-

198

мах, но и некоторые другие особенности, которые ча­стично сохранились и в последующих поколениях: парал­лельное арифметическое устройство; разделение памяти машины на быстродействующую оперативную ограни­ченного объема, выполненную на электронно-лучевой трубке или (позже) на ферритовых сердечниках, и мед­ленную внешнюю очень большого объема, использовав­шую магнитные барабаны и ленты; полупроводниковые диоды и магнитные сердечники в логических элементах машины; перфолента и перфокарта как внешний носи­тель информации при вводе и выводе данных. Типичное (среднее) быстродействие машин первого поколения из­мерялось десятками тысяч арифметических операций в секунду.

Начиная с середины 50-х 'годов на смену ламповым машинам пришли транзисторные машины второго поко­ления, в которых основными элементами были полупро­водниковые триоды — транзисторы.

1 июля 1948 года на одной из страниц «Нью-Йорк тайме», посвященной радио и телевидению, было поме­щено скромное сообщение о том, что фирма «Белл теле­фон лабораториз» разработала электронный прибор, способный заменить электронную лампу. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор фирмы Уол­тер Браттэйн создали первый действующий транзистор. Это был точечноконтактный прибор, в котором два ме­таллических «усика» контактировали с бруском из по­ликристаллического германия.

Созданию транзистора предшествовала упорная, почти 10-летняя работа, которую в 1938 или 1939 году начал физик-теоретик Уильям Шокли. Впрочем, если быть точнее, история транзистора началась гораздо раньше. Еще в 1906 году француз Писар предложил кристаллический детектор, затем в 1922 году советский радиофизик О. В. Лосев показал возможность усиления и генерирования колебаний с помощью таких детекто­ров. Спустя три года профессор Лейпцигского универ­ситета Юлиус Лилиенфельд попытался создать усили­тельный полупроводниковый прибор. Однако эти экспе­рименты были забыты. О них вспомнили лишь после то­го, как транзистор завоевал всемирное признание. Про­изошло это, кстати, довольно быстро: после нескольких лет поисков технологии изготовления полупроводнико­вых приборов и изобретения новых конструкций (в част-

199

ности, плоскостного транзистора, запатентованного У. Шокли в 1951) целый ряд американских фирм приступил к серийному выпуску транзисторов, которые на первых порах использов.ались в основном в аппарату­ре радио и связи. Примерно в 1956 году появляются первые транзисторные ЭВМ.

Транзисторные машины обладали значительно более высокой надежностью, чем их ламповые «родители», меньшим потреблением энергии, более высоким быстро­действием, которое достигалось не только за счет по­вышения скорости переключения счетных и запомина­ющих элементов, но и за счет изменений в структуре машин. Для наиболее мощных машин второго поколе­ния, таких, как «Стретч» (США), «Атлас» (Англия), БЭСМ-6 (СССР), характерен высокий параллелизм в работе отдельных блоков, начиная от «перекрытия» вре­мени выполнения отдельных команд и кончая парал­лельным выполнением двух или более последователь­ных команд из одной программы или из разных про­грамм, что позволило достичь быстродействия в милли­он операций в секунду!

Дальнейшее увеличение быстродействия ЭВМ тормо­зилось конструктивным выполнением электронных схем машин, которые собирались из отдельных элементов — резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов. Пре­пятствием увеличению скорости работы вычислительной машины служит недостаточная скорость распростране­ния электромагнитных сигналов, сравнимая со скоростью света. Как известно, скорость света составляет 3-Ю10 см/с. Если переключательный элемент будет ра­ботать со скоростью 109 переключений в секунду, то за время переключения сигнала успеет пройти около 30 сантиметров, тогда как расстояние между элементами может оказаться в 2—3 раза большим. Весь выигрыш в скорости переключения окажется «съеденным» време­нем передачи сигнала.

Дальнейшая миниатюризация конструктивных эле­ментов затрудняется необходимостью работы с каждым в отдельности: например, к каждому транзистору нужно припаять три вывода. Выходом из этих затруднений яви­лась интегральная технология, позволившая объединить в одном электронном приборе несколько ячеек «и», «или» или триггеров. Такие малые интегральные схемы (МИС) явились отличительным признаком машин тре-

200

тьего поколения, временем возникновения которых мож­но считать годы от 1965 до 1970-го.

Развитие интегральной технологии привело » тому, что в начале 70-х годов научились изготавливать интег­ральные схемы, содержащие до 50 вентилей, несколько десятков триггеров и т. д. Каждая такая средняя ин­тегральная схема может быть использована как отдель­ная операционная схема ЭВМ — регистр, счетчик, де­шифратор- и т. д. Применение средних интегральных схем характеризует четвертое поколение вычислительной техники, которое, вероятно, скоро достигнет расцвета.

Наряду с повышением скорости выполнения арифме­тических операций и увеличением «памяти» машин шло совершенствование устройств ввода-вывода данных. Раз­рабатывались принципиально новые средства, связанные с новыми применениями и ростом быстродействия ЭВМ. На смену устройств, основанных на использовании пер­форационных карт, электрифицированных машинок и те­летайпов, пришли бесконтактные клавиатуры, панели графического ввода, читающие автоматы, дисплей со све­товым карандашом, плазменные панели, растровые гра­фические системы и т. д.

Конечно, развитие вычислительной техники идет не только по линии изменения элементно-технологической базы. Возникновение и развитие машин второго и треть­его поколений сопровождалось появлением новых идей по структуре вычислительных машин (или компьюте­ров — этот термин в последнее время приобретает все более широкое распространение), программированию, использованию и эксплуатации вычислительных систем и т. п. Но для того чтобы хотя бы кратко рассказать об этих идеях, потребовалась бы еще одна книга, не мень­шего объема, чем эта *. Мы ограничимся поэтому лишь высказыванием крупного голландского специалиста в области программирования и численных методов Дийк-стры: «Для появления джентльмена, по убеждению ан-

• Читатель, вероятно, заметил, что по мере приближения к на­шему времени, книга все больше и больше «худела». Такое «исху­дание» соответствовало целям авторов — мы не стремились расска­зать об идеях современной вычислительной техники, а лишь под­вести читателя к тому моменту в ее истории, когда эта техника вступила в свои права. Мы надеемся обратиться к этой теме в дру­гих своих книгах.

201

гличан, нужны три благородных поколения; очевидно, это справедливо и для вычислительных машин...»

Что же будет после того, как окончится век «машин-джентльменов»?

Пятое поколение — это Большие Интегральные Схе­мы (БИС), целые вычислительные машины в кубике размером 30 X 30 X 30 миллиметров, быстродействие, близкое к скорости света, компьютеры с искусственным интеллектом, электронный мозг, который...

Стоп! Здесь, наверное, самое время еще раз обра­титься к художественной литературе, неоднократно вы­ручавшей нас ранее. Вот что писал по сходному поводу Алексей Николаевич Толстой:

«Честность, стоящая за моим писательским креслом, останавливает разбежавшуюся руку: «Товарищ, здесь ты начинаешь врать, остановись—поживем, увидим. Поставь точку» («Ибикус, или Похождения Невзоро­ва»),

^ НЕКОТОРЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ. ЗАКЛЮЧАЮЩИЕ КНИГУ

Первая электронная вычислительная машина исполь­зовалась в 1945 году для баллистических расчетов, пред­сказаний погоды и некоторых научно-технических вы­числений.

Спустя двадцать лет досужие сотрудники американ­ского журнала «Компьютере энд аутомейшн» насчитали уже свыше 600 областей применения ЭВМ.

А в июльском номере 1973 года этот же журнал опуб­ликовал перечень 2500 «профессий» компьютеров, в том числе 1300, относящихся к деятельности коммерческих фирм и государственных органов, 900 — в области на­уки и техники, 200—на производстве и 100—в гума­нитарных науках.

Удивительно?

Да, удивительно. Но и закономерно.

Удивительно потому, что даже самые смелые футу­рологи и самые дерзкие писатели-фантасты не смогли предугадать столь бурного развития вычислительной техники, столь неудержимого проникновения компьюте­ров во все сферы человеческой деятельности.

А закономерно потому, что когда в обществе возни­кает техническая потребность, то она, по выражению Ф. Энгельса, двигает науку вперед быстрее, чем дюжина университетов.

Потребность человеческого общества в вычислитель­ных машинах — одна из характерных черт современной научно-технической революции.

30—40 тысяч лет назад человек научился добывать и поддерживать огонь, но лишь примерно в середине

203

XVIII столетия он смог использовать это умение для создания первых паровых машин. Промышленная рево­люция конца XVIII — начала XIX века самым радикаль­ным образом преобразовала производство. Руки и физи­ческую силу человека постепенно заменили механизмы, машины, станки. Научное и промышленное применение электричества, разработка и использование приборов и средств автоматизации позволили уже в наш век не только механизировать, но и автоматизировать многие технологические процессы. По данным академика А. И. Берга, 99 процентов всей полезной работы, выпол­няемой на земле, осуществляется в настоящее время машинами и лишь один процент — механизированной рабочей силой.

Быстрое нарастание объема информации, связанное с бурным развитием науки,, усложнением техники и тех­нологии, ускорением темпов развития производства и об­щественной жизни, привело к такому же увеличению затрат нервной энергии и умственного труда. В ряде случаев (особенно в сфере управления производством, экономическими и социальными процессами) уже невоз­можно обходиться без совершенных технических средств, способных взять на себя часть интеллектуальной ра­боты.

Смысл сегодняшней автоматизации и состоит в пере­даче автоматам значительной доли информационной де­ятельности человека: восприятие обстановки, понима­ние знаков, способность рассуждать, сопоставлять, оце­нивать, ставить цели, принимать решения и находить пути к их достижению.

Таким универсальным «информационным автоматом» и стала ЭВМ. Широкое применение компьютеров прямо или косвенно воздействует на все стороны жизни об­щества, причем чрезвычайно многообразные последствия этого воздействия можно разделить на две группы. К первой относятся процессы, возникающие из самой сущности науки и техники как средств активизации че­ловеческой деятельности. Вторую образуют процессы, зависимые от социальных условий и, следовательно, различные для капиталистических стран и стран со­циализма.

Автоматизация в мире капитала — это средство уси­ления эксплуатации. Она выбрасывает из сферы труда рабочих и служащих, делая их так называемыми техно'

204

логическими безработными, обрекает массу людей на физическую и интеллектуальную деградацию. Главная цель капиталистического производства — извлечение прибыли, этой цели подчинены темпы и ритмы трудо­вого процесса. Капиталиста не интересует, что происхо­дит с человеком в системе «человек — машина», его ин­тересует только одно: как, каким образом с помощью этой системы добиться интенсификации производства для получения сверхприбыли. Если человек в этой си­стеме становится лишним звеном, тем хуже для него.

Так, в мире капитала «новые, до сих пор неизвест­ные источники богатства благодаря каким-то странным непонятным чарам превращаются в источники нищеты. Победы техники как бы куплены ценой моральной де­градации. Кажется, что по мере того, как человечество подчиняет себе природу, человек становится рабом дру­гих людей, либо же рабом своей собственной подлости» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 12, с. 4).

Совершенно иначе обстоит дело в социалистическом обществе.

Здесь автоматизация как физического, так и ум­ственного труда имеет своей целью облегчение его ус­ловий, создание такой ситуации, когда в максимальной степени проявляются творческие способности человека, устранение однообразных и утомительных операций и изменение тем самым характера самой производствен­ной деятельности человека. При этом ЭВМ органически входит в основные технические средства создания мате­риально-технической базы коммунизма.

Злоключения и машины сэра Сэмюэла . . Новые действующие лица в старой истории


ОГЛАВЛЕНИЕ

Некоторые замечания, предваряющие книгу ....... 4

Часть I. Первые шаги Время выкладывать камешки ............. 6

<Это было началом начал...» ............. 6

От абака... .... ............. 8

Пастушонок Герберт и папа Сильвестр II ........ 10

Счет на линиях... .... ........... 13

Судьба «дощаного счета» ............ 15

Поэзия вычислений ... ............. 18

Шотландец, валлиец и англичане . .......... 18

<У поэтов есть такой обычай...» ........... 21

Глубина солода . . ............. 25

Как появился «бегунок» . . ............ 27

Линейка становится сложнее ............ 28

Часть П. Theatrum arithmeiticum «Арифметика—царица математики» .......... 31

Два вечера у герцогини д'Эгийон ........... 31

Кто изобрел колесо? .......... 37

Кто же изобрел колесо? ............ . . 41

«Новый и чрезвычайно полезный инструмент для сложения и вычитания...» ... . ... .41

Еще одно увлечение господина Клода Перро ...... 42

Машина мятежного профессора . ....... 47

Третья сторона медали . . ...... 48

Первая отечественная... .... ...... 51

«Числительный снаряд» почетного гражданина города Бе-лостока ..,,.. ........... 53

«Подводя итоги...» ........,,.,..,>. 59

«О, этих клавиш строй блестящий...» .,..,..... 62

Счетный универсал ... ............ 69

В поисках lingua generalis ............. 70

Гражданин граф . . ................ 76

«Гордость Вюртембурга и слава Германии» ....... 81

Идея синьора Полени . ............. 85

Механик — это звучит гордо . .......... 88

История одной идеи ................ 92

Достославный барон Непер . . .......... 92

XVII столетие, Кирхер, Шотт и другие ......... 98

^ 206


Часть III. Пионеры автоматизации вычислении «ОдимочествФ бегуна
на длинные дистанции» . , Счастливые годы . . . .........

Разностная машина . . .........

Хроника «главного дела жизни» Бэббиджа . . Аналитическая машина . . . ......

Леди Лавлейс—первая программистка . . . .

«Вклад философа в человеческие знания» . . . Наброски к портрету Чарлза Бэббиджа эсквайра Хроника продолжается ..........

«Статистический -инженер» . . ......

Наследник из департамента морского календаря

Часть IV. ... и, наконец, компьютер...

Недолгий век релейных машин .......

Мечта Бэббиджа сбылась... ........

«Чисто» релейные машины . . ......

РВМ-1 Н. И. Бессонова ..........

...до компьютера! .............

Еще раз начало . . ..........

Проект Атанасова, или Было ли начало началом? От ЭНИАКа до ДЖОНИака . ......

Электронный мозг . . .........

Первые советские ЭВМ . .........

Поколения, поколения... . . . ......

Некоторые замечания, заключающие книгу . ,







Скачать 2,64 Mb.
оставить комментарий
страница12/12
Дата26.09.2011
Размер2,64 Mb.
ТипКнига, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12
отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх