Avtomatik uzatish

Kompyuter rivojlanishining asosiy bosqichlari quyidagilardan iborat. Kompyuter texnologiyalarining rivojlanish bosqichlari
17-asrda mexanikaning rivojlanishi hisoblashning mexanik printsipidan foydalangan holda hisoblash asboblari va qurilmalarini yaratish uchun zaruriy shart bo'ldi. Bunday qurilmalar mexanik elementlarga qurilgan va ta'minlangan avtomatik uzatish katta toifali. Birinchi mexanik mashina ("hisoblash uchun soat") I. Keplerga 1623 yilda Vilgelm Shikard tomonidan yozilgan xatlarda tasvirlangan (va bizning davrimizda u bitta nusxada qilingan (566-rasm)) va 6 bitli to'rtta arifmetik amallarni bajarishga mo'ljallangan edi. raqamlar. Shikkard mashinasi uchta mustaqil asbobdan iborat edi: yopishtiruvchi, multiplikator va raqamlarni yozib olish. Qo'shimchalar terish orqali atamalarni ketma-ket kiritish bilan, va qisqartirish bilan - kamaytirilgan va ajratilgan holda ketma-ket kiritish yo'li bilan qo'shilgan. Kiritilgan raqamlar va qo'shimcha / olib tashlash natijalari o'qilgan oynalarda ko'rsatildi. Ko'paytirish operatsiyasini bajarish uchun panjara yordamida ko'paytirish g'oyasi ishlatilgan. Uchinchi qism, mashinalar uzunligi 6 tadan oshmaydigan raqamni yozishda ishlatilgan. Shikkard mashinasining ishlatilgan sxematik klassikasi klassik edi - u (yoki uning modifikatsiyalari) mexanik qismlarni elektromagnitlarga almashtirilgunga qadar ko'pgina mexanik hisoblash mashinalarida ishlatilgan. Biroq, shon-sharaf etarli emasligi sababli, Shikcard mashinasi va uning ishlash printsiplari VTning keyingi rivojlanishiga sezilarli ta'sir ko'rsatmadi, ammo u haqli ravishda mexanik davrni ochadi. hisoblash texnologiyasi... Blez Paskalning dastgohi (rasm2-rasm) keyinroq kamdan-kam ishlatiladigan eng muhim raqamlar uchun yanada murakkab uzatish sxemasidan foydalangan; lekin 1642 yilda qurilgan, dastgohning birinchi ishchi modeli (rasm-rasm3), so'ngra 50 ta mashina qatori ixtironing etarlicha keng tarqalishiga va aqliy mehnatni avtomatlashtirish imkoniyati to'g'risida jamoatchilik fikrini shakllantirishga yordam berdi. Bizning davrimizga atigi 8 Paskal mashinasi tirik qoldi, ulardan bittasi 10 bitli. Bu VT rivojlanishidagi mexanik bosqichning boshlanishini belgilab bergan Paskal mashinasi edi. To'rtta arifmetik operatsiyalarni bajarishga imkon beradigan birinchi qo'shma mashina Gottfrid Vilgelm Leybnits tomonidan yaratilgan (rasm4), ko'p yillik mehnat natijasida. 16-bitli mahsulotni olish uchun 8-bitli multiplikator va 9-bitli multiplikatordan foydalanishga imkon beruvchi Leybniz qo'shadigan mashina (rasm500) ushbu ishning eng yuqori nuqtasiga aylandi. Paskal mashinasi bilan taqqoslaganda ko'paytirish va bo'linish operatsiyalarini sezilarli darajada tezlashtiradigan tubdan yangi hisoblash moslamasi yaratildi. Biroq, Leibniz qo'shadigan mashina ikkita asosiy sababga ko'ra keng tarqalmadi: unga barqaror talabning yo'qligi va unga cheklangan sonlarning ko'payishiga ta'sir qiluvchi tarkibiy noaniqlik. 19-asr boshlari (o'tgan asr kabi) rivojlanish bilan tavsiflanadi hisoblash vositalari uchta asosiy yo'nalishda: (1) yig'ish moslamalari (006-rasm) va (2) ko'paytirgichlar, (3) qo'shish mashinalari va qo'shimcha mashinalarning rivojlanishi ustunlik qiladi. 1881 yilda L. Tomas Parijda ketma-ket qo'shadigan mashinalarni ishlab chiqarishni tashkil qildi. Uning qo'shadigan mashinasining dizayni Leibniz pog'onali rolikidan foydalanishga asoslangan bo'lib, bir qator foydali dizayn echimlari bilan ajralib turadigan Leibniz qo'shma mashinasining keyingi rivojlanishi edi: raqamni kiritish uchun qulay shakl, qarshi aksessuar moslamasi, raqamni bostirish mexanizmi va boshqalar. Bunday qo'shma mashina Thomas mashinasi deb nomlangan (rasm -53) .gif). Tomas qo'shadigan dastgoh qator seriyali ishlab chiqarish ko'lamini cheklovchi bir qator kamchiliklarga ega edi; XIX asr davomida. va XX asr boshlarida. u ko'plab yo'nalishlarda bir qator yaxshilanishlarni boshdan kechirdi, bu hatto yangi paydo bo'lgan Ordner bilan raqamlarni qo'l bilan kiritish moslamalari bilan raqobatlashishga imkon berdi. Bu faqat 1874 yilda V. Ordner (Rossiya) tomonidan Ordner tishli g'ildiragining maxsus konstruktsiyasiga asoslangan qo'shadigan mashina modelini yaratish edi. .jpg) ni matematik mashinasozlikning boshlanishi deb hisoblash mumkin. O'zining mavjudligi davomida Ordner qo'shadigan dastgoh takomillashtirildi va bir nechta versiyalarda ishlab chiqarildi (rasm 551.gif), bir qator yuqori mukofotlarga, shu jumladan 1900 yilda Parijda bo'lib o'tgan xalqaro ko'rgazmada oltin medalga sazovor bo'ldi. Ordner qo'shadigan dastgohlar ishlab chiqarishning o'sishi nafaqat SSSRda, balki chet ellarda ham davom etdi; 1931 yildan beri u Feliks deb nomlandi (rasm54.jpg), bu hozirgi rus kompyuterlari avlodlariga yaxshi ma'lum. 1945 yildan keyin SSSRda klaviaturali kiritish mashinasi (VK-1, 555-rasm) va elektr haydovchi (VK-2) modellari yaratildi, 1969 yilda SSSRda qo'shma mashinalarni ishlab chiqarish maksimal darajaga etdi (300 ming dona). Bir qator fundamental yangiliklardan foydalanadigan boshqa qo'shish mashinalari orasida Pafnutiy Lvovich Chebishev (1882, Rossiya) va G. Xaman (1905, Germaniya) qo'shilgan mashinalarni alohida ta'kidlash lozim. Birinchidan, ko'payish operatsiyalarida o'nlablarni doimiy ravishda uzatish va yukni tushirishdan tushirishga avtomatik ravishda o'tkazish amalga oshirildi. Ushbu yangilik XX asrning 30-yillarida keng qo'llanilgan. elektr drayveridan foydalanish bilan bog'liq holda va yarim avtomatik va avtomatik klaviaturalarda hisoblash mashinalari ... Hamand qo'shadigan mashinalarda kelajakda keng qo'llaniladigan mutanosib mexanizm to'g'risidagi juda oddiy g'oya amalga oshirildi. Dastlab, kompyuterlarning paydo bo'lishi, birinchi navbatda, ularning maqsadlari, tarqalishi va narxiga qarab, qo'shadigan mashinalarni ishlab chiqarish va ishlatishga unchalik ta'sir ko'rsatmadi. Zamonaviy BT ning ajdodi va mafkurasi hisoblanuvchi Charlz Babbening asarlari (700-rasm) BT-ning mexanik rivojlanish bosqichida alohida o'rin tutadi. Shuning uchun biz ularga batafsil to'xtalib o'tamiz. Sanoat inqilobining boshida bo'lgan XIX asrning 20-30-yillarida Angliyada aniq loyihalashning keyingi rivojlanishiga katta ta'sir ko'rsatgan bunday loyihalarning paydo bo'lishi uchun barcha shart-sharoitlar mavjudligi tabiiydir. Babidge asarlari orasida ikkita asosiy yo'nalish yaqqol ko'zga tashlanadi: (1) farq va (2) analitik kompyuterlar. Farq mashinasi loyihasi (rasm88a-c) 19-asrning 20-yillarida ishlab chiqilgan bo'lib, ko'p sonli farq usulidan foydalanib ko'paytirilgan funktsiyalarni jadvallashtirish uchun mo'ljallangan edi. Funktsiyalar jadvalini tuzish va mavjud matematik jadvallarni xatolar bilan to'la tekshirish zarurati ushbu ishdagi asosiy turtki bo'ldi. Biroq, bu loyiha yakunlanmadi va faqatgina 1834 yilda bu haqda nashr shved kashfiyotchilari Sheitzga (otasi va o'g'li) 1853 yilda qurilgan va C.Babidj mashinasi singari bunday mashinani amalga oshirishga turtki bo'ldi: va matbaa; 4-tartibdagi doimiy farqlar bilan funktsiyalarni (ya'ni 4-darajali polinomiyalar) aniqlik bilan o'nlik kasrlarda, faqat dastlabki 8 ta belgini bosib chiqarishga imkon berdi. Mashina keyinchalik AQShda sotilgan va astronomik jadvallarni hisoblashda ishlatilgan. Farqi turidagi keyingi mashinalardan Viberg (Shvetsiya, 1863), J. Grant (AQSh, 1876) va L. Komri (Angliya, 1933) rivojlanishini qayd etish mumkin. Biroq, kompyuterlarning paydo bo'lishi bilan ixtisoslashgan farq mashinalariga ehtiyoj butunlay yo'qoldi. Babidjning ikkinchi loyihasi - uning dasturlashtirilgan boshqarish tamoyilidan foydalanadigan va zamonaviy kompyuterlarning salafi bo'lgan analitik dvigatelini mutlaqo boshqa taqdir kutdi. Ushbu loyiha 19-asrning 30-yillarida taklif qilingan va 1843 yilda Ada Lovelace (fotosurat99) dunyoda birinchi bo'lib Babbul mashinasi uchun Bernulli raqamlarini hisoblash uchun juda murakkab dasturni yozgan. Ushbu ikkala yutuqni ham asrdan ko'proq ilgari o'z davridan oldinroq bo'lgan ajoyib deb hisoblash mumkin. Analitik mashinaning loyihasi amalga oshirilmadi, ammo u juda mashhur bo'ldi va bir qator olimlar, birinchi navbatda matematiklar tomonidan yuqori maqtovga sazovor bo'ldi. Ch.Babidj dastgohning ko'plab rasmlarini yaratdi, bir qator bloklarini yasadi; uning o'g'li Genri loyihani amalga oshirishga urinib ko'rdi, ammo u butunlay loyihaning dizayni darajasida qoldi. Analitik dvigatel g'oyasi farq farqli dvigatel ustida ishlash jarayonida Babigga kelgan va bunday mashinaning birinchi eskizi 1834 yilda paydo bo'lgan. Analitik dvigatel har qanday algoritmni hisoblash uchun mo'ljallangan edi (bizning terminologiyamizda) va sof mexanik ravishda yaratilgan. O'sha paytga kelib (1831) paydo bo'lgan elektromexanik o'rni etarlicha ishonchli emas va Bambuk ularni rad etdi. Biroq, u bug 'dvigatelini mashina mexanizmlarini boshqarish uchun energiya manbai sifatida ishlatish masalasini ko'rib chiqdi. 1836 yil boshida Babidge mashinaning asosiy dizayni to'g'risida aniq tasavvurga ega edi va 1837 yilda "Hisoblash mashinasining matematik mahsuldorligi to'g'risida" maqolasida u o'zining loyihasini etarlicha batafsil bayon qildi. Analitik vosita quyidagi to'rtta asosiy qismdan iborat edi: (1) - boshlang'ich, oraliq ma'lumotlarni va hisoblash natijalarini saqlash uchun mo'ljallangan qurilma. U qo'shimchalar mashinasi kabi raqamlarni aniqlaydigan murvatlar to'plamidan iborat edi. Ko'p g'ildirakli o'nlik sonlarni saqlash uchun g'ildiraklar registrlarga birlashtirildi. Babidge ushbu blokni ombor deb atadi (zamonaviy terminologiyada, bu kompyuterning operativ xotirasi (OP)] va 1000 50 bitlik o'nlik raqamlarda uning sig'imini aniqladi (bu taxminan 20 kbit !!!); (2) - tegirmon deb nomlangan ombordan raqamlarni qayta ishlash bloki (zamonaviy atamalarda bu arifmetik asbob (AU)). Babidge ushbu blokning tezligini quyidagicha hisobladi: qo'shish / olish - 1 s; ko'paytirish (ikkita 50 bitli raqam) va bo'linish (100 bitli raqamni 50 bitgacha) - 1 min; blokni tashkil etish birinchi blokga o'xshash edi; (3) - hisob-kitoblarni ketma-ketlik uchun boshqarish bloki (zamonaviy terminologiyada bu boshqaruv bloki (CU)); quyida tavsiflangan ikkita jakkard mexanizmi asosida yaratilgan; (4) - dastlabki ma'lumotlarni kiritish va natijalarni chop etish uchun jihoz [zamonaviy terminologiyada bu kirish / chiqish moslamasi (IO)]. Ch.Babidj boshqaruv moslamasi uchun maxsus boshqariladigan kartochkalarni ishlatib, jakkard qopqog'ining mexanizmiga o'xshash mexanizmni taklif qildi (10-rasm). Babidj fikriga ko'ra, nazoratni ikkala Jakard mexanizmlari yordamida amalga oshirish kerak, ularning har birida bir nechta teshilgan kartalar mavjud. Amaliyot kartalari bo'lgan bitta mexanizm ACga ulangan bo'lishi kerak va uni karta kodlariga muvofiq arifmetik operatsiyalarni bajarishi uchun sozlashi kerak. Ikkinchisi OP-dan AU-ga va orqaga raqamlarni uzatishni boshqarish edi. Bundan tashqari, boshqarish moslamasi shartli boshqaruvni (hisoblashlarda shartli o'tish) tashkil etish uchun zarur bo'lgan mexanizmlarning teskari harakatini ta'minlaydigan qurilmalar bilan jihozlangan. Binobarin, zamonaviy zarb qilingan kartalarning prototipi - Jakkard kartalari yordamida Babbaning mashinasida mexanik hisoblash jarayonlarini avtomatik boshqarishni amalga oshirish kerak edi. Analitik mashinadan ma'lumotlarni chiqarishning asosiy usuli sifatida teshilgan kartalardan foydalanish rejalashtirilgan edi. Shu bilan birga, mashina oraliq va yakuniy natijalarni taqdim etishi kerak edi qog'oz tashuvchisi bir yoki ikki nusxada (so'rov bo'yicha). Boshqa bir qurilma sifatida, hisob-kitob natijalariga ko'ra egri chizmalarning chiqishini ta'minlovchi plotterdan foydalanish rejalashtirilgan edi. Babidge metall plitalarda natijalarni chiqarish uchun asboblarni va ma'lumotni saqlash uchun - eksa bo'yicha aylanadigan maxsus metall disklarni yaratishni rejalashtirdi; har ikkala vositani ham zamonaviy magnit kartalar va disklarning birinchi prototiplari sifatida ko'rib chiqish mumkin. Babidge mashinasi o'nlik sonlar tizimidan foydalangan, ammo u 2-5 va 100-sonli bazalarga ega bo'lgan boshqa tizimlarni hisoblagan. Ammo mashinaning o'lchamining oshishi ikkilik tizimdan voz kechishga majbur bo'ldi. Ch.Bobidjning AC mashinasining asosiy ishlashi qo'shimcha ishlash, umumiy tamoyil farq mashinasida ishlatilgan printsipning modifikatsiyasi bo'lgan, ammo o'nlablarni oxir-oqibat uzatish bilan amalga oshirish. Qolgan arifmetik operatsiyalar qo'shimcha asosida tuzilgan. Xulosa qisqa sharh Babidj tahliliy dvigatelda ishlaydi, N. Venerning fikrini keltiradi (rasm 588.jpg): "Bobidj hisoblash mashinalari to'g'risida hayratlanarli darajada zamonaviy tushunchaga ega edi, ammo uning ixtiyorida bo'lgan texnik vositalar uning g'oyalaridan ancha orqada edi". Ch.Babidjning asarlarini tahlil qilish aniq mexanika asosida analitik mashina loyihasini amalga oshirish mumkin, degan xulosaga keladi, ammo o'sha paytda buning jiddiy shartlari bo'lmagan. Analitik vosita dastur talab qildi, uning birinchi namunasini avvalgi bilan juda yaqin ijodiy aloqada bo'lgan Babbning o'zi boshqargan Ada Lovelace (1843) yozgan. 1842 yilda L.F.ning maqolasi. Menebrea, Babbaning analitik dvigatelida, A. Lovelace tomonidan ingliz tiliga tarjima qilingan. 1843 yil avgustda Menebrea maqolasining tarjimasi nashr etildi, ammo tarjimon yozuvlari bilan nafaqat asl hajmidan 2,5 baravar oshibgina qolmay, balki haqiqatan ham haqiqiy rivojlanish boshlanishidan bir asr oldin kompyuter dasturlash asoslarini yaratdi. kompyuter informatikasining ushbu asosiy bo'limi. A. Lovelace-ning asosiy yutug'i nafaqat "Babb" avtomobili uchun birinchi dasturni yaratishda, balki to'liq va to'liq ishda. kirish ta'rifi mashina, shuningdek, turli xil hisoblash muammolarini hal qilish uchun uning imkoniyatlarini tahlil qilish. Shu bilan birga, Lovelace C.Babidj g'oyalarini keng targ'ib qiladi, u ba'zi bir mashina tugunlarini loyihalashtiradi va ikkilik raqamlar tizimini qo'llashni o'rganadi, shuningdek bizning davrimizda keng qo'llanilgan bir qator g'oyalarni ifoda etadi. Ada Lovelace ishining asosiy natijasi zamonaviy dasturchilar tomonidan ADA nomini eng universal universal dasturlash tillaridan biriga aylantirib ta'kidlagan umumiy maqsadli raqamli kompyuterlar uchun dasturlash asoslarini yaratish hisoblanadi. Shubhasiz, VTning keyingi rivojlanishiga Ch.Babidj va A.Levlace asarlari va g'oyalari ta'sir ko'rsatdi, analitik dvigatelning o'xshash loyihalarini amalga oshirishga urinishlar bo'lgan, ammo ularning hech biri amalda bajarilmagan. Biroq, ushbu o'zgarishlarning ta'sirini oshirib yuborish mumkin emas, bu bizning fikrimizcha, nafaqat zarur shart-sharoitlar (ijtimoiy ehtiyoj, texnologiya darajasi va boshqalar) yo'qligi, balki chindan ham ishlaydigan mashinalarning yo'qligi bilan izohlanishi mumkin. Axir, bu texnologiya sohasida aniq loyihani amalga oshirish, bu uning ehtiyojini eng munosib baholash va uni yanada rivojlantirishni faollashtirishga imkon beradi. Aks holda, hatto ma'lum bir vaqtning o'zida zarur bo'lgan, hatto prototiplarda ham amalga oshirilmagan asbob, uni amalda qo'llash uchun uzoq vaqt kutishi mumkin yoki hatto umuman ma'naviy jihatdan eskirgan holda bajarilmasligi mumkin. Ilm-fan va texnologiya tarixi bunday misollarni juda yaxshi biladi va Babb analitik dvigatel loyihasi bunga o'xshash misollardan biridir. 1.3. Kompyuter texnologiyalarining elektromekanik rivojlanish bosqichi BT rivojlanishining elektromexanik bosqichi eng kam davom etgan va atigi 60 yilni o'z ichiga olgan - birinchi tabulyator Hermann Hollerith (1848-rasm, 1887) dan ENIAS (1945) birinchi kompyutergacha. Ushbu bosqichda loyihalarni yaratish uchun zarur shartlar ommaviy hisob-kitoblarga bo'lgan ehtiyoj (iqtisodiyot, statistika, boshqaruv va rejalashtirish va boshqalar) hamda elektromexanikani yaratishga imkon beradigan amaliy elektrotexnika (elektr drayveri va elektromexanik o'rni) ni rivojlantirish edi. hisoblash asboblari... Agar biz BT rivojlanishining oldingi bosqichlariga qaytsak, unda har bir bosqich yaratilish bilan ajralib turishini ko'rishimiz mumkin texnik vositalar oldingi bosqichlarga qaraganda yuqori mahsuldorlikka va kengroq qamrovga ega yangi turdagi. Elektromekanik bosqich vositalarining klassik turi hisob-kitoblar va tahlillar majmuasi bo'lib, kartochkalarda zarb qilingan axborotlarni qayta ishlashga mo'ljallangan edi. Birinchi hisoblash va tahliliy majmua AQShda G. Xollerit tomonidan 1887 yilda yaratilgan va qo'l ushlagichi, saralash mashinasi va tabulyatordan iborat (11-rasm). Jakard va Babidj g'oyalaridan (yoki ularni qayta kashf etishdan) foydalanib, G. Xollerit axborot tashuvchisi ishlatilgan zarb qilingan kartalar (1010-rasm) (garchi u ham zarbli lenta variantini ko'rib chiqqan bo'lsa); majmuaning boshqa barcha tarkibiy qismlari o'ziga xos edi. Majmuaning asosiy maqsadi zarb qilingan kartalarni statistik qayta ishlash edi. Kompleksning birinchi modellarida (rasm5959.gif) zarb qilingan kartalarni qo'lda tartiblash (1890 yilda elektr bilan almashtirilgan) ishlatilgan va tabulyator eng oddiy elektromexanik o'rni asosida yaratilgan. Kompleksning birinchi sinovi 1887 yilda Baltimor shahrida (AQSh) aholi uchun o'lim jadvalini tuzishda o'tkazildi, ayni paytda modifikatsiyalangan kompleksning asosiy sinovlari 1889 yilda Sent-Luisning (AQSh) to'rtta tumanida o'tkazilgan aholi ro'yxatga olish natijalarini qayta ishlash misolidan foydalanib o'tkazilgan. Asosiy sinovlar juda muvaffaqiyatli o'tdi va Hollerit tabulyatori tezda Rossiya (1897), AQSh va Avstriya-Vengriya (1890) va Kanadada (1891) aholini ro'yxatga olishda ishlatilib, xalqaro miqyosda tan olindi. 1897 yilda Xollerit Tabiata Macine Sotrapu kompaniyasini tabulyatorlar va tegishli jihozlarni ishlab chiqarish uchun tashkil etdi. Firma muvaffaqiyatga erishdi, lekin 1911 yilda Xollerit tadbirkorlikdan nafaqaga chiqdi, o'z firmasini sotdi (1921 yilgacha bu erda maslahatchi bo'lib qoldi), 1924 yilda boshqa uchta firma bilan birlashib IVM (Internatiopa1 Business Machines Corporation) nomini oldi. , hozirda dunyodagi kompyuter korporatsiyalarining etakchilaridan biri sifatida tanilgan. 20-asr boshlarida. Xollerit komplekslari AQSh temir yo'llarida (transport hisobotlarini qayta ishlash), yirik savdo firmalarida (savdo statistikasini yuritish), sanoatda (hisobot, buxgalteriya elementlari va boshqalar), sug'urta kompaniyalarida va boshqalarda keng qo'llaniladi. Tabulyatorlarning o'zgarishi, 1905-1906 yillarda AQSh Kongressi ularni yanada rivojlantirish va ishlab chiqarish uchun mablag 'ajratdi. Doimiy ravishda tabulyatorlarni va tegishli qurilmalarni takomillashtirish bilan shug'ullanuvchi G. Xollerit 1923 yilda asosiy xususiyatlar 20-asr o'rtalarida keng qo'llaniladigan tabulyatorlarga yaqin bo'lgan modelni ishlab chiqara boshladi. Biroq, 1929 yilda vafoti munosabati bilan bu ish tugallanmagan. G. Xollerit asarlarining HT rivojlanishi uchun ahamiyati ikki asosiy omil bilan belgilanadi. Birinchidan, u VTda yangi yo'nalish - hisoblash, perforatsiya (hisoblash va analitik) asoschisiga aylandi, bu keng miqyosli iqtisodiy, ilmiy va texnikaviy hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun tabulyatorlar va ularning yordamchi uskunalaridan foydalanishni o'z ichiga oladi. Ushbu BT asosida zamonaviy hisoblash markazlarining (KM) prototipi bo'lib xizmat qiladigan, mexanizatsiyalashgan ma'lumotlarni qayta ishlash uchun kompyuter-hisoblash stantsiyalari yaratildi. 20-asrning 20-30-yillarida hisoblash va teshib qo'yish asboblaridan foydalanish VT rivojlanishining etakchi omiliga aylandi; faqat kompyuterlarning rivojlanishi uning ishlatilishini cheklab qo'ydi. Ikkinchidan, tabulyatorlardan foydalanish to'xtatilgan bo'lsa ham, kompyuter uchun asosiy axborot tashuvchisi (kirish / chiqish) zarb qilingan karta bo'lib qoladi va Hollerith tomonidan taklif qilingan karta qurilmalari (masalan, puncherlar) periferiklar sifatida ishlatiladi. Hozirgi kunda ham foydalanish juda ko'p son turli xil kirish / chiqish qurilmalari zarb qilingan kartalar texnologiyasidan foydalanishni butunlay bekor qilmadi. Birinchidan, bu katta va superkompyuterlarga tegishli. Shunday qilib, birinchi bo'lib Babidge tomonidan taklif qilingan va Xollerit tomonidan amalga oshirilgan VT-dan foydalanib, ma'lumotlarni qayta ishlashning punch-karta texnologiyasi hali ham kompyuter texnologiyalari tarixi muzeyiga kiritilmagan. VT rivojlanishining elektromexanik bosqichi doirasida mexanik analog hisoblash qurilmalarini yaratish bo'yicha ishlarni aytib o'tish maqsadga muvofiqdir. Analog mexanik qurilmalar tarixi qadimgi davrlarga, ya'ni miloddan avvalgi 3800 yilda boshlangan. Bobilda ular geografik xaritalarni tuzishda oddiy mexanizmdan foydalanganlar. Yana bir analog mexanik asbob - bu astrolabe, ya'ni turli xil astronomik kuzatuvlar va hisob-kitoblarni amalga oshiradigan asbob bo'lib, miloddan avvalgi asrlarda ishlatilgan. VT rivojlanishining elektromexanik bosqichining so'nggi davri (20-asrning 40-yillari) dasturiy boshqaruv bilan bir qator murakkab o'rni va o'rni mexanik tizimlarini yaratish bilan tavsiflanadi, ular algoritmik ko'p qirrali va murakkab ilmiy va texnikaviy hisob-kitoblarni avtomatik rejimda ishlash tezligidan kattaroq tezlikda bajarishga qodir. elektr haydovchi bilan mashinalarni qo'shish. Ushbu davrning eng yirik loyihalari Germaniyada (K. Zuse) va AQShda (D. Atanasov, G. Aiken va D. Stiblits) amalga oshirilgan. Ushbu loyihalarni umumiy maqsadli kompyuterlarning bevosita vorislari sifatida ko'rib chiqish mumkin. Konrad Zuse (K. Zuse) dasturlashtirilgan boshqarish va xotira qurilmasida (xotirada) ma'lumotlarni saqlash bilan universal kompyuterni yaratishda kashshof bo'lgan. Biroq, uning Z-mashinalari seriyasining boshlanishini belgilagan Z-1 (rasm 012a, 012b), Babidge dizayni bo'yicha kontseptual jihatdan past edi - bu shartli boshqaruvni berishni ta'minlamadi. Z-1 mashinasi mexanik edi, 16 raqam (har biri 24 bit) sig'imiga ega bo'lgan mexanik xotirada xotirasi bor edi va zarb qilingan lentada (eski filmdan) dastur tomonidan boshqarildi; ish ikkilik raqamlar tizimida amalga oshirildi. Z-1 ustidagi ishlar 1938 yilda yakunlandi, ammo mashina ishonchsiz bo'lib qoldi va K. Zuse mexanik elementlarni tashlab, mexanik xotirani saqlab turishda ularni elektromexanik o'rni bilan almashtirishga qaror qildi, uning rivojlanishiga u katta e'tibor berdi. Keyingi Z-2 modeli Zuzening armiyaga chaqirilishi tufayli tugallanmagan, u Germaniya harbiy bo'limi ishiga qiziqishi tufayli uni demobilizatsiya qilingan. 1939-1941 yillarda Zuse harbiy kafedrasining moliyaviy ko'magi bilan. Dasturiy ta'minot tomonidan boshqariladigan universal hisoblash mashinasi bo'lgan Z-3 modelini yaratadi (013-rasm). Keling, uning asosiy xususiyatlariga qisqacha to'xtalib o'tamiz. Z-3 mashinasi 9 ta bitta arifmetik buyruqlarni bajargan: qo'shish, ayirish, bo'linish, kvadrat ildizni ekstraktsiya qilish, 1/2, 2, 10, 1/10 va 1 ga ko'paytirish (kontaktlarning zanglashiga olib borish), dastur 8 kanalli ponkali lentaga (kino lentasi) joylashtirilgan. ... Mashinaning o'zi sof o'rni, jumladan 64 ta (har biri 22 bit) xotira va 2600 o'rni o'z ichiga olgan xotirani o'z ichiga olgan. Biroq, hatto ushbu modelda shartli o'tish ko'rsatmalari yo'q edi, bu esa dallanma algoritmlari bilan murakkab muammolarni hal qilishga imkon bermadi. 1941 yilda Z-3 mashinasi qurib bitkazilgandan so'ng, K. Zuse urush tugagunga qadar quyidagi asosiy yo'nalishlarda intensiv ravishda harbiy texnika bilan shug'ullangan. Birinchi yo'nalish Z-3 modelidan (32 bit) kattaroq chuqurlikda (32 bit), mexanik xotirada va dizayndagi muayyan yaxshilanishda (lekin bir qator qiziqarli echimlar hech qachon amalga oshirilmagan) Z-4 modelini yaratish bilan bog'liq (urush bir qancha echimlar amalga oshirilmagan) va urush tugaguniga qadar. Z-4 ni yaratish ishlari yakuniga yaqin edi. Urushdan keyin Zuse Z-4 \u200b\u200brusumidagi ishni 1955 yilgacha muvaffaqiyatli ishlatdi, K. Zuse ishining ikkinchi yo'nalishi V-1 o'chirish qurolini ishlab chiqarish bilan bog'liq texnologik muammolarni hal qilish uchun maxsus VT yaratish bilan bog'liq. K. Zuse ishining uchinchi yo'nalishi BT dasturlash va arxitekturasi bo'yicha nazariy tadqiqotlar bilan bog'liq. Va nihoyat, to'rtinchi yo'nalish VT-da elektronikadan foydalanish bilan bog'liq edi, ammo bir qator sabablarga ko'ra sezilarli rivojlanmadi. Shunday qilib, Zuse-ning asosiy ishi Qo'shma Shtatlardagi kabi rivojlandi, ammo kamtarroq miqyosda. VT o'rni so'nggi yirik loyihasi 1957 yilda SSSRda qurilgan va 1964 yil oxirigacha asosan iqtisodiy muammolarni hal qilish uchun ishlaydigan o'rni kompyuter (RVM-1) deb hisoblanishi kerak. Masalan, 1961 yildagi pul islohoti munosabati bilan tovarlar narxlarini qayta hisoblashda foydalanilgan. RVM-1 modelini yaratish juda kech bo'lgan bo'lsa ham, ammo uning loyihasi juda muvaffaqiyatli bo'lib, bizga VT o'rni rivojlanishining toji bo'lib tuyuladi; RVM-1 bir qator vazifalar bo'yicha o'sha paytdagi kompyuterlar bilan juda raqobatdosh edi, juda ishonchli va uning ishlashi birinchi kichik kompyuterlar darajasida edi.
Abakus insoniyat tarixida birinchi bo'lib ishlab chiqilgan hisoblash vositasi bo'lib, uning asosiy farqi hisob-kitoblarning oldingi usullardan raqamlar bo'yicha bajarilishi edi. Shunday qilib, abakusdan foydalanish ma'lum bir pozitsion sonlar tizimining mavjudligini nazarda tutadi, masalan, o'nlik, uchlik, kaynar va hokazo. Hatto matematikaning rivojlanishining ma'lum bosqichlarida abakus bilan bog'liq bo'lgan, ba'zi hisoblash algoritmlarining haqiqati abakatsiyada ularni amalga oshirish imkoniyati bilan tasdiqlanganda. Abakusni takomillashtirishning ko'p asrlik yo'li to'liq klassik shaklda hisoblash moslamasini yaratishga olib keldi, u ish stoli kompyuterlari klaviaturasiga qadar ishlatilgan. Bundan tashqari, bugungi kunda u ba'zi joylarda hisob-kitob operatsiyalarida yordam beradigan vositalarni topishi mumkin. Faqatgina bizning asrimizning 70-yillarida cho'ntak elektron kalkulyatorlarining paydo bo'lishi rus, xitoy va yapon hisoblaridan keyingi foydalanish uchun haqiqiy xavf tug'dirdi - bugungi kungacha saqlanib qolgan abakusning uchta asosiy klassik shakli. Shu bilan birga, Rossiya hisoblarini ko'paytirish jadvali bilan birlashtirish orqali ularni yaxshilash bo'yicha so'nggi ma'lum qilingan urinish 1921 yilga to'g'ri keladi.
Qo'shish va ayirish operatsiyalarini bajarishga yaxshi moslangan, abakus ko'paytirish va bo'lish operatsiyalarini bajarish uchun etarli darajada samarali emas edi. Shuning uchun 17-asr boshlarida J. Napier tomonidan logarifmlar va logarifmik jadvallarning kashf etilishi ko'paytirish va bo'linishni, o'z navbatida, qo'shish va ayirish bilan almashtirishga imkon bergan, rivojlanishning navbatdagi katta bosqichi bo'lgan. hisoblash tizimlari qo'lda bosqich. Keyinchalik, logarifmik jadvallarning bir qator modifikatsiyalari paydo bo'ladi. Biroq, amaliy ishda logarifmik jadvallardan foydalanish bir qator noqulayliklarga ega, shuning uchun J.Napier muqobil usul sifatida maxsus hisoblash tayoqchalarini (keyinchalik Napier tayoqlari deb nomlangan) taklif qildi, bu esa ko'paytirish va bo'linish operatsiyalarini to'g'ridan-to'g'ri asl raqamlarga to'g'ridan-to'g'ri amalga oshirish imkonini berdi. Asos bu usul Napier panjara yordamida ko'paytirish usulini qo'ydi.
Napier tayoqchalar bilan bir qatorda, ikkilik s.s.larda ko'paytirish, bo'lish, kvadratlashtirish va kvadrat ildizlarni bajarish operatsiyalarini bajarish uchun hisoblash panelini taklif qildi va shu bilan hisoblashlarni avtomatlashtirish uchun bunday son tizimining afzalliklarini oldindan sezdi.
J. Napier tomonidan kiritilgan logarifmlar hisoblashning keyingi barcha rivojlanishiga inqilobiy ta'sir ko'rsatdi, bu Napier tomonidan ham, o'sha paytda ma'lum bo'lgan bir qator boshqa kalkulyatorlar tomonidan hisoblab chiqilgan bir qator logaritmik jadvallarning paydo bo'lishi bilan osonlashdi (X. Briggs, I. Keppler, E.) Wingate, A. Vlah). Algebraik talqinda logarifmlarning g'oyasi ketma-ketlikning ikki turini taqqoslashga asoslangan: arifmetik va geometrik .
Logarifmlar ajoyib hisoblash vositasini - slayd qoidasini yaratishda asos bo'lib xizmat qildi, bu dunyodagi muhandislik va texnik xodimlarga 360 yildan ko'proq vaqt xizmat qildi. Zamonaviy slayd qoidalarining prototipi birinchi slayd qoidalarini yaratishda W. Oughtred va R. Delamein tomonidan ishlatilgan E. Gyunterning logaritmik shkalasi hisoblanadi. Bir qator tadqiqotchilarning sa'y-harakatlari bilan slayd qoidasi doimiy ravishda takomillashtirildi va zamonaviyga eng yaqin bo'lgan narsa 19 yoshli frantsuz ofitseri A.Manxaymga bog'liq.
Hisoblash texnologiyasi rivojlanishining
17-asrda mexanikaning rivojlanishi hisoblashning mexanik printsipidan foydalangan holda hisoblash moslamalari va qurilmalarini yaratish uchun zarur shart bo'ldi. Bunday qurilmalar mexanik elementlarga qurilgan va yuqori toifadagi avtomat uzatishni ta'minlagan.
Birinchi mexanik mashina 1623 yilda V. Shikkard tomonidan tasvirlangan, bitta nusxada tayyorlangan va 6 bitli raqamlarda to'rtta arifmetik amallarni bajarishga mo'ljallangan edi.
Shikkard mashinasi uchta mustaqil asbobdan iborat edi: yopishtiruvchi, multiplikator va raqamlarni yozib olish. Qo'shish atamalarni ketma-ket kiritish yo'li bilan va qisqartirish - kamaytirilgan va kamaytirilgan holda ketma-ket kiritish yo'li bilan amalga oshirildi. Kiritilgan raqamlar va qo'shish / olib tashlash natijalari o'qish derazalarida ko'rsatildi. Ko'paytirish operatsiyasini bajarish uchun panjara yordamida ko'paytirish g'oyasi ishlatilgan. Mashinaning uchinchi qismi uzunligi 6 tadan ko'p bo'lmagan sonlarni yozishda ishlatilgan. Amaldagi Shikkard mashinasining sxematik diagrammasi klassik edi - bu (yoki uning modifikatsiyalari) mexanik qismlarni elektromagnitlarga almashtirishgacha mexanik hisoblash mashinalarida ishlatilgan. Biroq, etarlicha ommabop bo'lmaganligi sababli, Shikkard mashinasi va uning ishlash printsiplari keyingi rivojlanishga sezilarli ta'sir ko'rsatmadi. VT , ammo bu haqli ravishda mexanik hisoblashlar davrida.
B. Paskalning mashinasida yuqori darajadagi raqamlarni uzatishning yanada murakkab sxemasi ishlatilgan, keyinchalik u kamdan kam ishlatilgan; lekin 1642 yilda qurilgan mashinaning birinchi ishlaydigan modeli, so'ngra 50 ta mashina seriyasi ixtironing ancha keng ommalashishiga va aqliy mehnatni avtomatlashtirish imkoniyati haqida jamoatchilik fikrini shakllantirishga yordam berdi. Hozirgacha faqat 8 Paskal mashinasi saqlanib qolgan, ulardan bittasi 10 bitli. Aynan Paskalning dastgohi rivojlanishning mexanik bosqichini belgilab qo'ygan VT.
17-18 asrlarda bir qator har xil turlari 19-asrda bo'lganida, yig'ish moslamalari va qo'shadigan dastgohlarning dizayni. Hisoblash ishlarining o'sib borayotgan hajmi mexanik hisoblash moslamalariga barqaror talabni aniqlamadi va tijorat asosida ularning seriyali ishlab chiqarilishiga hissa qo'shmadi.
Barcha to'rt arifmetik operatsiyalarni bajarishga imkon beradigan birinchi qo'shma mashina G.Leybnits ko'p yillik mehnat natijasida yaratilgan. 16-bitli mahsulotni olish uchun 8-bitli multiplikator va 9-bitli multiplikatordan foydalanishga imkon beruvchi Leibniz qo'shish mashinasi ushbu ishning eng yuqori nuqtasi bo'ldi. Paskal mashinasi bilan taqqoslaganda ko'paytirish va bo'linish operatsiyalarini sezilarli darajada tezlashtiradigan tubdan yangi hisoblash moslamasi yaratildi. Biroq, Leibniz qo'shadigan mashina ikkita asosiy sababga ko'ra keng tarqalmadi: unga barqaror talabning yo'qligi va unga cheklangan sonlarning ko'payishiga ta'sir qiluvchi tarkibiy noaniqlik.
17-18 asrlarda. Paskal va Leybnits modellarida (turli darajadagi modernizatsiya bilan) Napier tayoqlari yoki original ishlanmalar asosida bir qator hisoblash vositalari taklif qilindi. Taklif etilayotgan dizaynlar yig'indisi va ko'paytiruvchi qismlarining alohida multiplikatorlari yoki birikmalari edi.
19-asr boshlari hisoblash vositalarining uchta asosiy yo'nalishda rivojlanishi bilan tavsiflanadi: yig'ma, ko'paytiruvchi va (3) qo'shadigan mashinalar; Shu bilan birga, qo'shma mashinalarning rivojlanishi ustunlik qiladi.
1881 yilda L. Tomas Parijda qo'shma mashinalarning seriyali ishlab chiqarilishini tashkil qildi. Uning qo'shadigan mashinasining dizayni pog'onali Leibniz rolikidan foydalanishga asoslangan bo'lib, bir qator foydali dizayn echimlari bilan ajralib turadigan Leibniz qo'shma mashinasining keyingi rivojlanishi edi: raqam kiritilishning qulay shakli, anti-inertsial moslamaning mavjudligi, raqamni bo'shatish mexanizmi va boshqalar. Bunday qo'shma mashina Thomas mashinasi deb nomlangan va uning seriyali ishlab chiqarilishi bo'lgan. kichik - butun XIX asr uchun. 2000 ga yaqin Tomas mashinalari ishlab chiqarilgan. Biroq, Tomas mashinalarining muhim afzalligi ularning mustahkamligi edi - qo'shma mashina hatto 1920 yilda GOELRO rejasini tayyorlash bilan bog'liq hisob-kitoblarda ham ishlatilgan.
Qo'shish mashinalari rivojlanishidagi muhim bosqichni 1888 yilda Bolle mashinasining yaratilishi deb hisoblash kerak, u ko'paytirish operatsiyasini o'sha paytdagi qo'shilgan mashinalardan uch baravar tez bajargan (shuning uchun mashina multiplikator deb nomlangan).
19-asrning ikkinchi yarmida o'sish. inson faoliyatining bir qator sohalarida hisoblash ishlari juda zaruriyat tug'dirdi VT va unga bo'lgan talablarning oshishi. O'sha paytda mavjud bo'lgan har xil turdagi hisoblash moslamalari bu muammoni hal qila olmadi. Va faqat 1874 yilda V.Ordner (Rossiya) tomonidan Ordner kovakining maxsus dizayni asosida yaratilgan o'ziga xos qo'shma mashinaning yaratilishi matematik mashinasozlikning boshlanishi deb hisoblanishi mumkin. O'zining mavjudligi davomida Ordner qo'shadigan mashina bir qator yuqori mukofotlarga sazovor bo'lgan holda takomillashtirildi va bir nechta versiyalarda ishlab chiqarildi. Ordner qo'shadigan dastgohlar ishlab chiqarishning o'sishi SSSRda ham, xorijda ham davom etdi; 1931 yildan u Feliks nomini oldi, bu nom hozirgi rus kompyuterlarining avlodlariga yaxshi ma'lum.
Dastlab, kompyuterlarning paydo bo'lishi, birinchi navbatda, ularning maqsadlari, tarqalishi va narxiga qarab, qo'shadigan mashinalarni ishlab chiqarish va ishlatishga unchalik ta'sir ko'rsatmadi. Biroq, 60-yillardan boshlab EKVMlar (elektron klaviatura kompyuterlari) tobora ommaviy foydalanishga kirishdi.
Rivojlanishning mexanik bosqichi ishlanmalari orasida alohida o'rin