         .gif)
С.Смольникова, "CR",
по данным всемирной истории человечества
Кто тебя выдумал?..
|
Как много и в то же время как мало мы знаем о компьютере. Что это: забавная игрушка или чужеродный мозг, непонятный ящик или орудие труда? Пожалуй, ни одна другая машина в истории не привнесла в наш мир столь быстрых и глубоких изменений, разъединяя людей на отдельных индивидуумов и в то же время соединяя невидимыми нитями. Бурное, если не сказать стремительное развитие сложнейшего электронного механизма в последнее время поистине изумляет взлетом человеческого - не побоюсь этого слова - гения. Но что же было на заре туманной юности? Кто тебя выдумал, компьютер?
История началась давно - так давно, что никто уже и не помнит точно, когда и как это произошло. Отправной точкой можно считать изобретение счетов, сделанное более 1500 лет назад, по-видимому, в странах Средиземноморья. Этим нехитрым устройством, состоящим из набора костяшек, нанизанных на стержни, купцы пользовались для своих расчетов.
В арифметическом смысле желобки абака представляют собой разряды системы счисления: каждая костяшка в первом желобке имеет достоинство 1, во втором желобке - достоинство 10 и т.д. Абак оказался очень эффективным инструментом и вскоре распространился по всему свету. Позднее люди усовершенствовали абак, нанизав костяшки на прутья. Так появились счеты, которые можно встретить и по сей день. Счеты оказались очень эффективным инструментом и вскоре распространились по всему свету, а в некоторых странах применяются еще и по сей день. Вплоть до ХVII века, ознаменовавшегося невиданным подъемом творческой мысли, счеты как вычислительный инструмент оставались практически вне конкуренции.
Европейские мыслители той эпохи были увлечены идеей создания счетных устройств. Одним из самых плодотворных изобретателей был шотландец Джон Непер, теолог, математик и изобретатель "оружия смерти", задумавший сконструировать систему зеркал и линз, которая поражала бы цель смертоносным солнечным лучом. Однако, более заметный след в истории оставило изобретение им логарифмов, о чем сообщалось в публикации 1614 года. Логарифм - это показатель степени, в которую нужно возвести число (основание логарифма), чтобы получить другое заданное число. Непер понял, что таким способом можно выразить любое число. Например, 100 - это 102, а 23 - это 101,36173. Более того, он обнаружил, что сумма логарифма чисел a и b равна логарифму произведения этих чисел. Благодаря этому свойству сложное действие умножения сводилось к простой операции сложения. Чтобы перемножить два больших числа, нужно лишь посмотреть их логарифмы в таблице, сложить найденные значения и отыскать число, соответствующее этой сумме, в обратной таблице, называемой таблицей антилогарифмов.
Таблицы Непера, расчет которых требовал очень много времени, были позже "встроены" в удобное устройство, чрезвычайно ускоряющее процесс вычисления, - логарифмическую линейку; она была изобретена в конце 1620-х годов. Непер же придумал в 1617 году (год его смерти) и другой - не логарифмический - способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название "костяшки Непера", состоял из набора сегментированных стерженьков, которые можно было располагать таким образом, что складывая числа в прилегающих друг к другу по горизонтали сегментах, мы получали результат их умножения.
Теории логарифмов Непера суждено было найти обширные применения. Однако, его "костяшки" вскоре были вытеснены логарифмической линейкой и другими вычислительными устройствами - в основном механического типа, первым изобретателем которых стал гениальный француз Блез Паскаль. Сын сборщика налогов, Паскаль задумал построить вычислительное устройство, наблюдая бесконечные расчеты своего отца. В 1642 году, когда Паскалю было всего 19 лет, от начал работать над созданием суммирующей машины. Паскаль умер в возрасте 39 лет, но, несмотря на столь короткую жизнь, навечно вошел в историю как выдающийся математик, физик, писатель и философ. В его честь назван один из самых распространенных современных языков программирования.
Суммирующая машина Паскаля, "паскалина", представляла собой механическое устройство - ящик с многочисленными шестеренками. Всего приблизительно за десятилетие он построил более 50 различных вариантов машины. При работе на "паскалине" складываемые числа вводились путем соответствующего поворота наборных колесиков. Каждое колесико с нанесенным на него делениями с нанесенными на него делениями от 0 до 9 соответствовало одному десятичному разряду числа - единицам, десяткам, сотням и т. д. Избыток над 9 колесико "переносило", совершая полный оборот и продвигая соседнее слева "старшее" колесико на 1 вперед. Другие операции выполнялись при помощи довольно неудобной процедуры повторных сложений.
Хотя машина вызвала всеобщий восторг, она не принесла Паскалю богатства. Тем не менее изобретенный им принцип связанных колес явился основой, на которой строилось большинство вычислительных устройств на протяжении следующих трех столетий.
Основной недостаток "паскалины" состоял в неудобстве выполнения на ней всех операций, кроме простого сложения. Первая машина, позволявшая легко производить вычитание, умножение и деление, была изобретена позже в том же XVII веке в Германии. Заслуга этого изобретения принадлежит гениальному человеку, творческое воображение которого казалось неисчерпаемым. Готфрид Вильгельм Лейбниц родился в 1646 году в Лейпциге. От принадлежал к роду, известному своими учеными и политическими деятелями. Его отец, профессор этики, умер, когда ребенку было всего 6 лет, то к этому времени Лейбницем уже овладела жажда знаний. Дни напролет он проводил в отцовской библиотеке, читая книги и занимаясь историей, латинскими и греческим языками и другими предметами.
В 1673 году он изготовил механический калькулятор. Сложение производилось на нем по существу так же, как и на "паскалине", однако Лейбниц включил в конструкцию движущуюся часть (прообраз подвижной каретки будущих настольных калькуляторов) и ручку, с помощью которой можно крутить ступенчатое колесо или - в последующих вариантах машины - цилиндры, расположенные внутри аппарата. Этот механизм с движущимся элементом позволял ускорить повторяющиеся операции сложения, необходимые для перемножения или деления чисел. Само повторение тоже было автоматическим.
Лейбниц продемонстрировал свою машину в Французской академии наук и Лондонском королевском обществе. Один экземпляр машины Лейбница попал к Петру Великому, который подарил ее китайскому императору, желая поразить того европейскими достижениями. Но Лейбниц прославился прежде всего не этой машиной, а созданием дифференционального и интегрального исчисления (которое независимо разрабатывал в Англии Исаак Ньютон). Он заложил также основы двоичной системы счисления, которая позднее нашла применение в автоматических вычислительных устройствах.
Следующая ступень в развитии вычислительных устройств как будто не имела ничего общего с числами, по крайней мере, в начале. На протяжении всего XVIII веке на французских фабриках по производству шелковых тканей велись эксперименты с различными механизмами, управляющими станком при помощи перфорационной ленты, перфорационных карт и деревянных барабанов. Во всех трех системах нить поднималась и опускалась в соответствии с наличием или отсутствием отверстий - так создавался желаемый рисунок ткани. В 1804 году инженер Жозеф Мари Жаккар построил полностью автоматизированный станок, способный воспроизводить сложнейшие узоры. Работа станка программировалась при помощи целой колоды перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом челнока. Переходя к новому рисунку, оператор просто заменял одну колоду перфокарт другой. Станок Жаккарда (так его принято называть в нашей стране. - Ред.) вызвал настоящую революцию в ткацком производстве, а положенные в его основу принципы используются по сей день. Однако самую важную роль перфокартам суждено сыграть в программировании компьютеров.
Из всех изобретателей прошлых столетий, внесших тот или иной вклад в развитие вычислительной техники, ближе всего к созданию компьютера в современном его понимании подошел англичанин Чарлз Бэббидж. Он принимал участие в создании различных приборов, в частности тахометра, и приспособлений, например предохранительной решетки для железнодорожного локомотива, которая позволяла отбрасывать с пути случайно попавшие туда предметы. Беббидж занимался и такими серьезными проблемами, как расчеты смертности населения и реформа почтовой службы, не гнушаясь и более пустяковыми делами.
Однако главной страстью Беббиджа была борьба за безукоризненную математическую точность. Он буквально объявил "крестовый поход" против ошибок в таблицах логарифмов, которыми широко пользовались при вычислениях астрономы, математики и штурманы дальнего плавания. Ничто не ускользало от его внимательного взгляда. Однажды от послал письмо поэту А. Теннисону, в котором резко критиковал его строки "Каждый миг какой-то человек умирает, каждый миг рождается другой". Поскольку численность населения Земли не остается постоянной, отмечал Беббидж, эти строки следовало бы привести в соответствии с истиной следующим образом: "Каждый миг какой-то человек умирает, каждый миг рождается один и одна шестнадцатая другого".
Наивысшим достижением Чарлза Беббиджа и вместе с тем его величайшей болью была разработка принципов, положенных в основу современного компьютера, за целое столетие до того, как появилась техническая возможность их реализации. Он потратил несколько десятилетий, крупные правительственные субсидии и значительную часть собственных средств в безуспешных попытках создать вычислительную машину, работающию на этих принципах.
|
|