Лекция №1




Скачать 192.7 Kb.
НазваниеЛекция №1
Дата публикации07.04.2013
Размер192.7 Kb.
ТипЛекция
odtdocs.ru > Информатика > Лекция
РАЗДЕЛ №1. Доэлектронная история вычислительной техники.

ЛЕКЦИЯ №1.

1. Простейшие вычислительные устройства. Аналоговые вычислительные машины;

2. Суммирующая машина Паскаля. Арифмометр – от машины Лейбница до электронного калькулятора.

ЛЕКЦИЯ №2.

1. Вычислительные машины Бэббиджа. Возникновение программирования;

2. Табуляторы. Сложные электромеханические и релейные машины.

РАЗДЕЛ №2. Электронные вычислительные машины.

ЛЕКЦИЯ №3.

1. Работы Атанасова;

2. Проект фон Неймана и его вклад в архитектуру ЭВМ;

3. Формирование индустрии и рынка ЭВМ.

^ ЛЕКЦИЯ №4.

1. Развитие элементной базы и поколения ЭВМ;

2. Вычислительная техника в СССР;

3. Направления развития вычислительной техники;

4. Современный рынок ЭВМ и его секторы.

РАЗДЕЛ №3. История развития математических основ информатики.

^ ЛЕКЦИЯ №5.

1. История развития счета и системы счисления;

2. Логические основы ЭВМ.

ЛЕКЦИЯ №6.

1. Моделирование как универсальный инструмент информационных технологий;

2. Современные математические основы вычислительной техники и информационных технологий.

РАЗДЕЛ №4. Эволюция программного обеспечения.

^ ЛЕКЦИЯ №7.

1. Классификация и эволюция программного обеспечения;

2. Языки и системы программирования;

3. Операционные системы;

4. Прикладные программы для персональных компьютеров;

5. Проблемы человеко-машинного интерфейса и его влияние на архитектуру персональных компьютеров.

^ ЛЕКЦИЯ №8.

1. История развития информационных технологий.

РАЗДЕЛ №5. История и эволюция компьютерных сетей.

ЛЕКЦИЯ №9.

1. История развития электросвязи и теории передачи сообщений;

2. Предыстория современных компьютерных сетей.

^ ЛЕКЦИЯ №10.

1. Сети пакетной коммутации. Интернет;

2. Локальные вычислительные сети;

3. Сетевые информационные технологии и услуги.

4. Web-революция

РАЗДЕЛ №6. Информационное общество.

^ ЛЕКЦИЯ №11.

1. Информационные революции;

2. Информационный кризис.

ЛЕКЦИЯ №12.

1. Информационные ресурсы.
РАЗДЕЛ №1. Доэлектронная история вычислительной техники.

^ ЛЕКЦИЯ №1.

1. Простейшие вычислительные устройства. Аналоговые вычислительные машины.

Человечество научилось пользоваться простейшими счетными приспособлениями тысячи лет назад. Древнейший ><метод ><счета заключался ><в ><сопо><ставлении ><предметов ><некоторой ><группы ><(например, ><живот><ных) ><с ><предметами ><другой ><группы, ><играющей ><роль ><счетного ><эталона. ><У ><большинства ><народов ><первым ><таким ><эталоном ><были ><пальцы. Расширяющиеся ><потребности ><в ><счете (рост количества предметов обихода) ><заставили ><людей ><употреблять ><другие ><счетные ><эталоны такие, как ><такие, как тттттакиетазарубки ><на ><палочке, ><узлы ><на ><веревке ><и ><т.><д.

На рассматриваемом этапе развития человечества нннннаиболее востребованной оказалась необходимость определять количество предметов, используемых в меновой торговле. Самыми важными арифметическими операциями с точки зрения образованного человека Древнего мира – купца или сборщика налогов – были сложение и вычитание. Трудно представить себе, как с ними могли бы справиться, скажем, римляне, пользуясь только принятой у них непозиционной системой счисления. Одним из самых простых решений, практиковавшихся среди древних торговцев, было использование весового эквивалента меняемого предмета, что не требовало точного пересчета количества его составляющих, а, следовательно, и операций сложения и вычитания. Для этих целей использовались простейшие балансирные весы, которые стали, таким образом, одним из первых устройств для количественного определения массы.

Шло время, образовывались государства и империи, торговля и ремесло вместе с этим прочно вошли в жизнь человечества, из-за чего людям постоянно требовалось вести все больший учет числа производимых и продаваемых благ, требовались новые приспособления для счета. На начальном этапе был найден простой и одновременно эффективный способ счета ><больших ><количеств ><предметов: ><для ><обозначения ><определенного ><их ><количества ><><большин><ства ><народов ><><десяти) ><стали ><применять ><новый ><знак, ><напри><мер, ><зарубку ><на ><другой ><палочке. ><Первым ><вычислительным ><устройством, ><в ><котором ><стал ><применяться ><этот ><метод, ><стал ><абак.>

<Древнегреческий ><абак ><представлял ><собой ><><посыпанную ><морским ><песком ><дощеч><ку. ><><На ><песке ><><проводились вертикальные ><><вертикальныеввбороздки, >< ><на ><которых ><камешками ><обозначались ><числа (по латыни «камешек» – «calculus», отсюда происхождение слов «калькуляция», «калькулятор» ). ><Одна ><бороздка ><соответствовала ><единицам, ><другая ><><десяткам ><и ><т.><д. ><Если ><в ><какой-то ><бороздке ><при ><счете ><набиралось ><более 9><><99999 ><камешков, ><их ><снимали ><и ><добавляли ><один ><камешек ><в ><следующий ><разряд. Римляне ><усовершенствовали ><абак, ><перейдя ><от ><песка ><и ><камешков ><к ><мраморным ><доскам ><с ><выточенными ><желобками ><и ><мраморны><ми ><шариками. Арабские купцы разнесли абак по всему миру. Практичные китайцы нанизали камешки на спицы, вставили их в деревянную раму и повернули все на 90 градусов. В таком виде абак в XVI веке попал в Россию и стал называться русскими счетами, которые сохранили свою актуальную версию до наших дней и еще даже кое-где применяются для счета. Заметим, что в английском языке счеты до сих пор называются «abacus».

Следующий виток развития вычислительной техники после древнего мира пришелся только на XVII век и это произошло не случайно — XVII век по праву считается одной из высочайших вершин человеческого гения. Шекспир и Бах, Ньютон и Паскаль, Лейбниц и Декарт – все это XVII век. В этом веке были сделаны великие географические открытия, заложены основы современной физики и математики, сооружены грандиозные здания вроде собора св. Павла в Лондоне, изобретены телескоп, микроскоп, термометр, барометр, придуманы логарифмы и построены первые механические вычислительные машины.

В первой трети XVII века, вскоре после того, как в 1614 году шотландский барон Джон Непер опубликовал свою книгу «Magnifici logarithmorum cannonis discriptio» («Описание удивительных таблиц логарифмов») появилась первая в мире логарифмическая линейка, которая затем более трех веков верой и правдой служила бесчисленным поколениям ученых и инженеров, студентов и школьников. Даже когда появились электронные калькуляторы, многие инженеры предпочитали пользоваться испытанным и надежным помощником – линейкой. Рассказывают, что автор проекта останкинской телебашни инженер Н.В. Никитин все расчеты сделал на логарифмической линейке. Когда об этом узнало руководство (дело было в 1960-е годы), работу остановили и вычисления были перепроверены на компьютерах. Но все оказалось в порядке, – и башня, как видим, стоит до сих пор, несмотря на произошедший в ней в 2000 году большой пожар.

Рассмотрим принцип работы логарифмической линейки, которая оперирует не с цифровой записью числа, а с некоторым его физическим аналогом. Первому сомножителю соответствует перемещение движка относительно неподвижной шкалы, второму – перемещение визира бегунка относительно шкалы движка, результату – перемещение бегунка относительно неподвижной шкалы. Аналоги являются непрерывными физическими величинами, поэтому представление всегда не точное, а приближенное, так как невозможно точно выставить движок на цифру, результат будет или меньше или больше, да и сами шкалы имеют некоторую погрешность. Таким образом, логарифмическая линейка является простейшим примером аналоговой вычислительной машины (АВМ).

Итак, логарифмическая линейка — это аналоговое вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций, в том числе умножение и деление чисел, возведение в степень (чаще всего в квадрат и куб) и вычисление квадратных и кубических корней, вычисление логарифмов, потенцирование, вычисление тригонометрических и гиперболических функций и другие операции. Также, если разбить вычисление на три действия, то с помощью логарифмической линейки можно возводить числа в любую действительную степень и извлекать корень любой действительной степени.

Цифровые (дискретные) и аналоговые вычисления – это две постоянно сосуществующие и конкурирующие ветви математики. Математика Древнего мира была в подавляющей степени связана с аналоговыми (геометрическими) построениями. Строго говоря, циркуль и линейка — это тоже древнейшая аналоговая вычислительная машина, хотя было установлено, что еще до начала нашей эры существовали другие довольно сложные аналоговые механизмы. Так, в 1901 году в Эгейском море между греческим островом Крит и полуостровом Пелопоннес недалеко от острова Антикитера на глубине 43-60 метров был обнаружен затонувший античный римский корабль. Ныряльщики за губками подняли на поверхность бронзовую статую юноши и множество других артефактов. В 1902 году археолог Валериос Стаис обнаружил среди поднятых предметов несколько бронзовых шестерен, закрепленных в кусках известняка. Артефакт оставался неизученным до 1951 года, когда английский историк науки Дерек де Солла Прайс заинтересовался им и впервые определил, что механизм является уникальным античным аналоговым вычислительным устройством. Возможно, корабль шел с острова Родос, где во II веке до н. э. жил и работал известный греческий астроном и математик Гиппарх Никейский.

Механизм, получивший название — антикерский (по аналогии с названием острова неподалеку от которого он был найден), содержал большое число бронзовых шестерен в деревянном корпусе, на котором были размещены циферблаты со стрелками и, по реконструкции, использовался для расчета движения небесных тел. Другие устройства подобной сложности неизвестны в эллинистической культуре. В нем используется дифференциальная передача, которая, как ранее считалось, изобретена не раньше XVI века, а уровень миниатюризации и сложность сопоставимы с механическими часами XVIII века (вспомним век появления логарифмической линейки). Ориентировочные размеры механизма в сборе 33×18×10 см.

С изобретением символических алгоритмов арифметики роль аналоговых вычислений стала ослабевать, так как цифровые методы способны обеспечить более высокую точность вычислений. Обычная логарифмическая линейка дает результат с точностью до 1–0.1% (2–3 знаков после запятой), причем ошибка быстро накапливается с увеличением сложности вычислений. Для астрономии или географии такая точность совершенно недостаточна, поэтому, начиная с XVII века, конструкторская мысль была направлена в основном на создание и развитие цифровых вычислительных машин , чью историю развития мы рассмотрим в последующих лекциях.

Однако не всегда и не везде нужна астрономическая точность, поэтому, параллельно с цифровой, развивалась и аналоговая вычислительная техника. В XIX и XX веках для аналоговых вычислений использовались самые различные физические процессы: механические, гидравлические и т.д. В 1904 году кораблестроителем, специалистом в области механики и математики А.Н. Крыловым, была построена первая механическая аналоговая вычислительная машина (если, конечно, не брать в расчет антикерский механизм) для решения дифференциальных уравнений при проектировании кораблей. В основу её была положена идея интеграфа — аналогового интегрирующего прибора, разработанного польским математиком Абданк-Абакановичем для получения интеграла произвольной функции, вычерченной на плоском графике.

Дальнейшее развитие механических интегрирующих машин связано с работами американского ученого В. Буша, которым в 1931 году в Массачусетсском технологическом институте была создана чисто механическая интегрирующая машина (и ее электромеханический вариант в 1942 году). Она представляла собой сложнейшую систему реек, шестерено, валиков и занимала целый зал. Обязанности оператора на этой машине выполнял молодой аспирант Клод Шеннон – будущий автор теории информации. В 1936 русский инженер Н. Минорский предложил идею электродинамического аналога интегрирующей машины Буша.

В 1938 году немецким инженером Кондрадом Цузе была создана первая программируемая аналоговая вычислительная машина Z1. Это была двоичная вычислительная машина с вводом данных с помощью клавиатуры, в десятичной системе исчисления в виде чисел с плавающей запятой. Главным отличием от более известной вычислительной машины Z3 (1941 год) было отсутствие вычисления квадратного корня.

Толчок к дальнейшему развитию современных аналоговых вычислительных машин постоянного тока дала разработка американским ученым Б. Расселом решающего усилителя. А после изобретения радиоламп и транзисторов в середине XX века появились электронные АВМ, которые завоевали к 1960-х годам большую популярность, сравнимую с популярностью цифровых вычисли тельных машин, их изучение было обязательным на всех технических факультетах. Однако после изобретения микропроцессоров (1970-е годы), когда цифровые компьютеры резко уменьшились в габаритах и подешевели, аналоговые ЭВМ сильно сдали в конкурентной борьбе с ними. Стало проще перевести аналоговый сигнал в цифровую форму, выполнить требуемые вычисления, а на выходе обратно преобразовать результат в физическую величину. По такому пути пошли звукозапись и телевидение – об этом мы также поговорим позже.

Значит ли это, что аналоговые вычисления вытеснены навсегда? Нет, это не так. Аналоговые вычислительные машины в основном применяется при решении задач контроля и управления. В системах автоматического управления аналоговые вычислительные машины используются, как правило, для определения или формирования закона управления, для вычисления сводных параметров процесса (кпд, мощность, производительность и др.). Если задано математическое выражение, определяющее связь сводного параметра или управляющего воздействия с координатами объекта, аналоговые вычислительные машины служат для решения соответствующего уравнения. Результат вычислений поступает либо на исполнительный механизм (замкнутая система), либо к оператору. В последнем случае машина работает как информационное устройство. Например, аналоговые ЭВМ широко распространены для оценки экономической эффективности энергетических систем, и те же аналоговые вычислительные машины могут управлять исполнительными механизмами, т.е. служить автоматическими регуляторами. Когда закон управления заранее не определен, а заданы лишь некоторый критерий оптимальности и граничные условия, аналоговые вычислительные машины применяются в системах поиска оптимального управления и служат математической моделью объекта.

Достоинства аналоговых вычислительных машин:

  1. Высокая скорость решения задач, соизмеримая со скоростью прохождения электрического сигнала;

  2. Простота конструкции аналоговые вычислительные машины;

  3. Легкость подготовки задачи к решению;

  4. Наглядность протекания исследуемых процессов, возможность изменения параметров исследуемых процессов во время самого исследования.

Недостатки аналоговых вычислительных машин:

  1. Малая точность получаемых результатов (до 10%);

  2. Алгоритмическая ограниченность решаемых задач;

  3. Ручной ввод решаемой задачи в машину;

  4. Большой объем задействованного оборудования, растущий с увеличением сложности задачи.

Мы так подробно остановились на аналоговых вычислительных машинах для того, чтобы к этой теме больше не возвращаться. Все дальнейшее изложение будет посвящено проблемам цифровых машин – их прошлому, настоящему и будущему.

^ 2. Суммирующая машина Паскаля. Арифмометр – от машины Лейбница до электронного калькулятора.

Вернемся в славный XVII век. В 1942 году француз Блез Паскаль в возрасте 19 лет создал суммирующую машину — «Паскалину», наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и часто выполнял вручную долгие и утомительные расчеты.

Для выполнения арифметических операций Паскаль заменил поступательное перемещение костяшек в абаковидных инструментах, применявшихся для счета в те времена, на вращательное движение оси (колеса), так что в его машине сложению чисел соответствовало сложение пропорциональных им углов.

Принцип действия счетчиков в машине Паскаля прост. В основе его лежит идея обыкновенной зубчатой пары - двух зубчатых колес, сцепленных между собой. Для каждого разряда имеется колесо (шестеренка) с десятью зубцами. При этом каждый из десяти зубцов представляет одну из цифр от 0 до 9. Такое колесо получило название "десятичное счетное колесо".

С прибавлением в данном разряде каждой единицы счетное колесо поворачивается на один зубец, т.е. на одну десятую оборота. Требуемую цифру можно установить, поворачивая колесо до тех пор, пока зубец, представляющий эту цифру, не встанет против указателя или окошка. Например, три колеса показывают число 285. Мы можем прибавить к этому числу число 111, повернув каждое колесо вправо на один зубец. Тогда против окошек встанут соответственно цифры 3, 9, 6, образуя сумму чисел 285 и 111, т.е. 396. Задача теперь в том, как осуществить перенос десятков. Это одна из основных проблем, которую пришлось решать Паскалю. Наличие такого механизма позволило бы вычислителю не тратить внимание на запоминание переноса из младшего разряда в старший.

Машина, в которой сложение выполняется механически, должна сама определять, когда нужно производить перенос, решил Паскаль. Рассмотрим пример. Допустим, что мы ввели в разряд девять единиц. Счетное колесо повернется на 9/10 оборота. Если теперь прибавить еще одну единицу, колесо "накопит" уже десять единиц. Их надо передать в следующий разряд. Это и есть передача десятков. В машине Паскаля эта задача была решена при помощи удлиненного зуба, который сцеплялся с колесом десятков и поворачивал его на 1/10 оборота. В окошке счетчика десятков тогда появлялась единица - один десяток, а в окошке счетчика единиц снова показывался нуль.

Механизм переноса действовал только в одном направлении вращения колес и не допускал выполнения операции вычитания вращением колес в обратную сторону. Поэтому Паскаль заменил операцию вычитания операцией сложения с десятичным дополнением. Пусть, например, необходимо из числа 285 вычесть 11. Метод дополнения приводит к действиям: 285-11=285-(100-89)=285+89-100=274. Нужно только не забывать вычесть 100. Но на машине, имеющей определенное число разрядов, об этом можно не заботиться. Вот как будет выполняться эта операция в шестиразрядной машине: 000285+999989=1000274; при этом единица слева выпадает, так как переносу из шестого разряда некуда деться.

Машина Паскаля была практически первым суммирующим механизмом, построенным на совершенно новом принципе, при котором считают колеса. Она производила на современников огромное впечатление, о ней слагались легенды, ей посвящались поэмы. Все чаще вместе с именем Паскаля упоминалась характеристика "французский Архимед". Паскаль более 10 лет занимался усовершенствованием своей машины, было сделано 50 ее экземпляров из латуни, слоновой кости, других материалов (до наших дней сохранилось восемь, в том числе один хранится в музее корпорации IBM). Машина получила широкую известность и множество людей приходило в Люксембургский дворец, где она была выставлена для всеобщего обозрения. Однако широкого практического распространения «Паскалина» не получила по нескольким причинам. Во-первых, она была достаточно сложной и дорогой, а во-вторых, и это самое главное, машина предназначалась исключительно для сложения и вычитания 6–10-разрядных чисел, а самые трудоемкие операции умножения и деления она не механизировала. Этого удобства сборщикам налогов пришлось ждать еще 30 лет.

Труды Паскаля оказали заметное влияние на весь дальнейший ход развития вычислительной техники. Они послужили основой для создания большого количества всевозможных систем суммирующих машин.

Будущим разработчикам-последователям Паскаля предстоял следующий выбор: либо заниматься усовершенствованием «Паскалины», либо разрабатывать принципиально новую конструкцию с возможностью осуществления операции умножения. Заметим, что операция умножения многозначных чисел сводится к повторному сложению; именно так поступаем мы, выполняя умножение «столбиком» на бумаге . При реализации этого алгоритма на машине Паскаля приходится несколько раз вводить одно и то же множимое, временами сдвигая его на один разряд влево, что очень утомительно.

Оригинальное решение проблемы предложил в 1673 году знамени-тый немецкий математик, философ и дипломат Готфрид Лейбниц , который сначала пытался лишь улучшить машину великого француза, но понял, что для выполнения операций умножения и деления необходим совершенно новый принцип, который позволил бы:

1. обойтись одной установкой множимого;

2. вводить множимое в счетчик (т. е. получать кратные и их суммы) одним и тем же движением приводной ручки.

Лейбниц предложил для этого использовать цилиндр, на боковой поверхности которого, параллельно образующей, расположено девять ступенек различной длины. Этот цилиндр впоследствии получил название "ступенчатого валика". Валик S насаживался на четырехгранную ось с нарезкой типа зубчатой рейки (рис. ). Эта рейка входила в зацепление с десятизубым колесом E, по окружности которого были нанесены цифры 0, 1...9. Поворачивая это колесо так, чтобы в прорези крышки (не указанной на рисунке) появлялась та или другая цифра, перемещали ступенчатый валик параллельно оси зубчатого колеса F основного счетчика. Если теперь повернуть валик на 360 градусов, то в зацепление с колесом F войдут одна, две ... наиболее длинные ступеньки, в зависимости от величины сдвига. Соответственно колесо F повернется на 0, 1...9 частей полного оборота; также повернется и связанный с ним цифровой диск или ролик R. Со следующим оборотом валика на счетчик вновь перенесется то же число. Таким образом, введя один раз множимое, можно многократно вводить его со сдвигом в счетчик, производя операцию умножения. Операция деления выполняется аналогично, путем повторного вычитания делителя из делимого, для чего рукоятку прибора следует крутить в другую сторону.

Арифметическая машина Лейбница совершенствовалась в деталях, но не в принципе, на протяжении следующего XVIII, а затем и XIX века, она получила название арифмометра и стала производиться многими фирмами. Наиболее популярной была модель французского инженера Карла Томаса, который в 1821 году организовал серийное производство арифмометров в Париже, поэтому арифмометры этой конструкции на зывались томас-машинами.

Только через 200 лет, в 1873 году петербургский изобретатель В.Т. Однер, швед по происхождению, предложил более простое и компактное, чем валик Лейбница . Вильгод Однер жил в России и работал мастером экспедиции, выпускающей государственные денежные и ценные бумаги. Над арифмометром он начал работать в 1874 году, а в 1890 году наладил их массовый выпуск. Их модификация "Феликс" выпускалась до 1850-х годов. Главная особенность детища Однера заключается в применении зубчатых колес с переменным числом зубцов вместо ступенчатых валиков Лейбница. Оно проще валика конструктивно и имеет меньшие размеры. В основе конструкции зубчатки, вошедшей в историю вычислительной техники под названием “колесо Однера”, лежит следующий принцип: подвижный диск со ступенчатой прорезью соприкасается плоскостью с неподвижным диском, несущим на пазах радикальные выдвигающиеся зубья, бородки которых входят в ступенчатую прорезь. Если вращать подвижный диск, то, по мере того как бородки будут проходить ступеньку в прорези, зубцы будут выдвигаться на край колеса. Вращение диска осуществляется нажатием на его рычажок, выступающий наружу из прорези в корпусе арифмометра. Таким способом устанавливается на колесе Однера любая цифра от 0 до 9. Простота механизма замечательна. От точности механической обработки зависят размеры колеса Однера, а следовательно, и размеры всего арифмометра. Такова была идея Однера, хотя от ее первой реализации (1873 г.) до создания более совершенного и удобного в работе варианта прошел ряд лет.

Петербургским инженером В. Т. Однером был не просто создан арифмометр, который распространился во всем мире, а арифмометр, с появлением которого зародилось математическое машиностроение, в течение многих десятков лет он был самой распространенной вычислительной машиной. На базе своего изобретения Однер организовал широкомасштабное производство арифмометров. В 1917 году Однер эмигрировал в Швецию, но производство арифмометров в России постоянно увеличивалось. На московском заводе имени Ф. Дзержинского арифмометры Однера выпускались под маркой «Феликс», в 1969 году их было произведено 300 000 шт.

С помощью арифмометров были составлены фундаментальные математические таблицы, выполнены сложнейшие астрономические расчеты, так что «железный Феликс» – это почтенный и заслуженный вычислительный прибор, и в коллекции любого музея по истории вычислительной техники он всегда стоит на самом почетном месте.

Усовершенствование арифмометра продолжалось вплоть до 70-х годов XX века. К ручке приделали электромоторчик, неудобный рычажковый ввод заменили на клавишный – в результате появилось целое семейство электромеханических калькуляторов.

В середине 1960-х годов появились первые электронные калькуляторы. По своим функциональным возможностям они полностью копировали электромеханические вычислители, имели приблизительно те же размеры, зато работали бесшумно. За прошедшие 30 лет калькуляторы сильно «похудели» (сейчас их встраивают даже в часы и авторучки), подешевели и стали удобнее в использовании. Однако в идейном отношении современные электронные калькуляторы недалеко ушли от арифмометра Лейбница: они предназначены для выполнения одной изолированной операции. Поэтому можно считать, что на данном историческом этапе электронные калькуляторы являются последними представителями эволюционной ветви арифмометров.

^ ЛЕКЦИЯ №2.

1. Вычислительные машины Бэббиджа. Возникновение программирования;

После долгого пути развития от абака к арифмометру, после всевозможных улучшений последнего, перед человечеством встала следующая задача — полная автоматизация процессов, выполняемых машиной, добавление к ней модулей памяти и управления. Как многие должно быть знают, для этого служили перфокарты, которые в течение долгих лет являлись основными носителями для хранения и обработки информации. В нашем сознании перфокарта твердо ассоциируется с компьютером, занимающим целую комнату, и с героическим советским ученым, совершающим прорыв в науке. Перфокарты – предки дискет, дисков, винчестеров, флеш-памяти. Но появились они вовсе не с изобретением первых компьютеров, а гораздо раньше, в самом начале XIX века…

12 апреля 1805 года император Наполеон Бонапарт с супругой посетили Лион. Крупнейший в стране центр ткачества в XVI–XVIII веках изрядно пострадал от Революции и пребывал в плачевном состоянии. Большинство мануфактур разорились, производство стояло, а международный рынок все больше заполнял английский текстиль. Желая поддержать лионских мастеров, в 1804 году Наполеон разместил здесь крупный заказ на сукно, а годом позже прибыл в город лично.

В ходе визита император посетил мастерскую некоего Жозефа Жаккара, изобретателя, где императору продемонстрировали удивительную машину. Установленная поверх обыкновенного ткацкого станка громада позвякивала длинной лентой из дырчатых жестяных пластин, а из станка тянулось, накручиваясь на вал, шелковое полотно с изысканнейшим узором. При этом никакого мастера не требовалось: машина работала сама по себе, а обслуживать ее, как объяснили императору, вполне мог даже подмастерье.

Наполеону машина понравилась. Несколькими днями позже он распорядился передать патент Жаккара на ткацкую машину в общественное пользование, самому же изобретателю положить ежегодную пенсию в 3000 франков и право получать небольшое, в 50 франков, отчисление с каждого станка во Франции, на котором стояла его машина. Впрочем, в итоге это отчисление сложилось в весомую сумму – к 1812 году новым приспособлением было оборудовано 18000 ткацких станков, а к 1825-му – уже 30000.

Перфокарта Жаккара представляла собой прямоугольный кусок тонкого картона с пробитыми на нем рядами отверстий, каждый ряд соответствовал одной нити основы ткани. Желаемый рисунок предварительно кодировался на перфокартах, в процессе работы цепочка перфокарт протягивалась через станок и ощупывалась программным механизмом. Есть отверстие – щуп опускался, и челнок в этом месте нырял под основу, нет – челнок проходил над основой. Таким образом можно запрограммировать сколь угодно сложный рисунок, и станок отрабатывал его без ошибок и с недостижимой для человека скоростью. Более того, для того чтобы сменить рисунок, не нужно переналаживать станок – достаточно просто сменить программу на перфокартах. В усовершенствованных станках можно было программировать даже циклы для повторяющихся частей рисунков.

Станок Жаккара произвел революцию в технике, ибо он ознаменовал собой воплощение нового технологического принципа – принципа программного управления. Вслед за ткацким станком вскоре появились и другие программно-управляемые автоматы, например механическое пианино – пианола.
«Несколько страниц, написанных в ночь перед дуэлью Эваристом Галуа, – пишет Г.Н. Поваров, – открыли миру гениального математика. Единственная песнь – «Марсельеза», сочиненная капитаном Руже де Лилем, сделала его имя бессмертным. Составленные 28-летней графиней Августой Адой Лавлейс примечания к статье итальянского инженера Л.Ф. Менабреа дают основания считать ее первой программисткой, чье имя навсегда останется в истории вычислительной математики и вычислительной техники».

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №01 Введение в курс "Базы Данных"
Описание: Вводная лекция. Понятие данных. Предшественники баз данных. Назначение и основные компоненты среды базы данных. Системы...

Моделирование, лекция (08. 11. 10)

Лекция 20. 10. 2007
Макроэкономическая нестабильность. Цикличность воспроизводства и экономические тезисы. 5

Лекция «Этап конструкторского проектирования изделий электронно-вычистительной техники (эвт)»

12. 09. 09 Лекция №1
Учебник: хороший, одобряет. Википедия – пользоваться осторожно, не совсем подходит

Лекция №5
В процессе осуществления любого предпринимательского проекта можно выделить 7 основных этапов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
odtdocs.ru
Главная страница