Hisoblash tarixi

Dastlabki (elektron bo'lmagan) hisoblash mashinalari

Hisoblash tarixi haqidagi har qanday maqolada kamchiliklar bo'lishi mumkin. Bu erda sohadagi eng muhim yutuqlarni xronologik tartibda namoyish etishga urinish qilingan. Amaliyot yozuvlari miloddan avvalgi 1000 yilgacha loydan yasalgan lavhalarga yozilgan. Barmoqlarni sanashga odatlanib, ko'plab dastlabki tsivilizatsiyalar besh yoki o'ntasi asos bo'lgan sanoq tizimlarini qabul qildilar. Shumer, yunon, rim va arab sanoq tizimlari ba'zi ixtirolar edi. Abakus taxminan 5000 yil oldin Bobilda ixtiro qilingan. Asosiy hisob-kitoblar javonlarda qo'lda siljigan boncuklar tomonidan amalga oshiriladi. Keyinchalik boshqa tsivilizatsiyalar tomonidan qabul qilingan. Abakusning o'zgartirilgan versiyalari hali ham Sharqda qo'llanilmoqda.

Antikithera mexanizmi miloddan avvalgi 87-yillarda Gretsiyada qurilgan maxsus kompyuter edi. U Yunoniston oroli - Antikithera yaqinida halokatga uchragan kemada topilgan. Taqvim yiliga asosan quyosh, oy va boshqa sayyoralarning joylashishini aniqlash uchun foydalanilgan. Bu juda murakkab uskuna bo'lib, unda ko'plab bronza tishli g'ildiraklar va eksa ishlaydi.

Joriy sanani kiritish uchun qo'l bilan aylantiriladi. U samoviy navigatsiya uchun ishlatilgan bo'lishi mumkin. Evklidning geometrik mulohazalari unga miloddan avvalgi IV asrda yordam berdi. jarayonlarni tavsiflash algoritmlarini ishlab chiqish. Miloddan avvalgi 250 dan 230 yilgacha Eratosfen elagi berilgan har qanday chegaralar orasidagi tub sonlarni topish algoritmi kiritildi. Peruliklar keyinchalik hisoblash jarayonida ularga yordam berish uchun torlar va tugunlardan tashkil topgan Quipu deb nomlangan qulay gadjetni o'ylab topdilar. Ular kasrlarni yozish shaklini qo'lladilar, bu erda tugun holati va shakli o'nlab, yuzlab va boshqalarni ko'rsatdi.

1623 yilda germaniyalik professor Vilgelm Shikard olti xonali sonlarni qo'shish va ayirish uchun hisoblash soatini tuzdi. Uning ichida oltita g'ildirak bor

"Buzilgan" g'ildirak orqali; oxirgi g'ildirakning har bir to'liq burilishi o'ng tomonda joylashgan g'ildirakning to'liq burilishning o'ndan biriga aylanishiga imkon beradi. To'siqni aniqlash mexanizmi qo'ng'iroqni chaladi. 1642 yilda, o'n to'qqiz yoshida Blez Paskal Paskalinni kashf etdi.

Soliq yig'ish ishida otasiga yordam berish. Bu ko'pincha birinchi mexanik qo'shish mashinasi deb hisoblanadi. Tishli qo'ng'iroqlar to'plami vitesni to'liq aylanishi bilan vitesni chap tomonga to'liq burilishning o'ndan birini oldinga siljitadigan qilib ichki viteslarni harakatga keltiradi. Birinchi prototipda faqat beshta vites mavjud bo'lsa-da, keyinchalik agregatlar oltita va sakkizta vites bilan qurilgan. Uning 1652 ta qo'shimcha mashinasi olti xonali raqamlarni qabul qildi; ketma-ket oltita raqam terish kirish raqamini anglatadi. Har bir terish uchun o'nta teshik bor, ular ichiga terish uchun stilus qo'yiladi. Chiqarish minuendga subtrahendning 10 ta komplektini qo'shish orqali amalga oshiriladi.

Britaniyalik Semyuel Morland 1666 yilda qo'shish va ayirish uchun mexanik kalkulyator ham ishlab chiqardi. Shotlandiyalik Jon Napier har bir novda o'n kvadratga bo'linadigan vertikal tayoqchalar to'plamini o'z ichiga olgan qurilmani ixtiro qildi. Napier bone qurilmasi birinchi qatorda saqlangan ko'p sonli raqamlarni o'z ichiga olgan to'g'ridan-to'g'ri qatorlarni o'qish uchun ishlatilgan. Ko'payishni oddiy qo'shimchalarga aylantirish uchun foydalaniladigan logarifmlar kontseptsiyasining ixtirochisi ham Napier edi.

Nemis faylasufi va matematikasi baron Gottfrid Vilgelm fon Leybnits 1674 yilda Paskalning sonini ko'paytirish va bo'lishni amalga oshirish uchun moslamasini takomillashtirdi. Uning mashinasida vites va terish moslamalari ishlaydi. Unga Paskalning yozuvlari va rasmlari katta ta'sir ko'rsatdi. Leybnitsning qadamlangan hisoblagichi maxsus turdagi vitesni ishlatadi. Bu silindrning o'qiga parallel bo'lgan o'sib boruvchi uzunlikdagi to'qqizta bar shaklidagi tishlari bo'lgan silindr. Baraban krank yordamida aylantirilganda, siljish o'qiga o'rnatiladigan muntazam o'nta tish vites, barabanga nisbatan holatiga qarab noldan to'qqizgacha buriladi. Har bir raqam uchun bitta vites to'plami mavjud. Baraban aylantirilganda, u odatiy viteslarda ularning nisbiy holatiga mutanosib harakat hosil qiladi. Keyinchalik, bu harakat aylanuvchi baraban yo'nalishiga qarab, qurilma tomonidan ko'paytirish yoki bo'linishga aylantiriladi. Leybnits shuningdek, mulohazalarni avtomatlashtirish uchun umumlashtirilgan ramziy tilni va unga bog'liq algebrani ishlab chiqishga urinishidan ma'lum. Natijada, u hisob-kitoblarni birgalikda ixtiro qildi; boshqa ixtirochi ser Isaak Nyuton edi.

1777 yilda Angliyadagi uchinchi Stenxop grafligi ko'paytiriladigan kalkulyatorni ishlab chiqardi. Frantsuz Jozef-Mari Jakard 1801 yilda to'quv naqshlarini va avtomatik dastgohda matolardan foydalanishni boshqarish uchun perforator kartalarni ketma-ketlik kontseptsiyasini kiritdi.

Ushbu dastgohlarning kiritilishi 18-asrning ikkinchi yarmida odamlarni mashinalarga almashtirishga qarshi tartibsizliklar keltirib chiqardi. Jakard ixtirosi ham keyinchalik ko'rsatilgandek sanoat inqilobi uchun ham, texnologik uchun ham juda katta ahamiyatga ega edi.

1820-yillarda mexanik kalkulyatorlardan keng foydalanilgan. Frantsiyada tug'ilgan Charlz Xaver Tomas de Kolmar to'rtta asosiy arifmetik funktsiyalarni amalga oshirish uchun Aritmometrni ixtiro qildi. Qo'shish va olib tashlash bitta akkumulyator orqali amalga oshiriladi va dalgalanma transportining ko'payishi qo'llaniladi. Ko'paytirish va bo'linish qo'lda boshqarish orqali takroriy qo'shish va ayirboshlashni qo'llaydi. Arifmometr Birinchi jahon urushigacha keng qo'llanilgan. U Leybnits tomonidan ixtiro qilingan pog'onali baraban mexanizmidan raqamli qiymatli aktuator sifatida foydalangan.

Kembrij universiteti matematikasi professori Charlz Bebbij zamonaviy hisoblashning otasi deb hisoblanadi. Ko'p yillar davomida uning e'tiborini tegishli moslamalarni ixtiro qilish orqali vazifalarni avtomatlashtirish tashkil etgan. U 1812 yilga kelib mashinalar matematikaga mos kelishini payqagan. Ikkalasi ham qadamlar ketma-ketligini xatosiz takrorlash uchun ishlatilishi mumkin. U 1822 yilda berilgan funktsiyalar uchun jadvallarni ishlab chiqarish uchun qo'shish va olib tashlash mumkin bo'lgan "Difference Engine" ni taklif qildi; bitta algoritm polinomlar bilan cheklangan farqlar yordamida ishlaydi. U bug 'bilan quvvatlanishi, saqlangan dasturni o'z ichiga olishi va natijalarni chop etishi kerak edi. U 1832 yilgacha "Difference Engine" ning faqat bir qismini qurgan edi. Ammo u 1833 yilda, 42 yoshida, "Analitik dvigatel" umumiy hisoblash mashinasi dizayniga e'tiborini qaratdi. U 1836 yilda ishga yaroqli dizaynni ishlab chiqardi. 1837 yilda u katta revizyonni amalga oshirdi. U 1840 yillarning oxiriga qadar o'z dizaynini takomillashtirish ustida intensiv ishlagan bo'lsa ham, o'sha paytda mashinani yaratishga urinmagan. U nihoyat 1856 yilda mashinani qurishga urinishni boshladi. Uning mashinasining ko'plab qismlari 1871 yilda vafot etgan paytgacha qurilgan edi. Babbig o'zining mashinasi haqida batafsil ma'lumot chiqarmadi. Italiyalik Luidji Menabrea, Babbabl tomonidan o'qilgan tegishli ma'ruzalarda qatnashgandan so'ng, mashinaning nisbatan yaxshi tavsifini nashr etdi.

Kembrij universiteti matematikasi professori Charlz Bebbij zamonaviy hisoblashning otasi deb hisoblanadi. Ko'p yillar davomida uning e'tiborini tegishli moslamalarni ixtiro qilish orqali vazifalarni avtomatlashtirish tashkil etgan. U 1812 yilga kelib mashinalar matematikaga mos kelishini payqagan. Ikkalasi ham qadamlar ketma-ketligini xatosiz takrorlash uchun ishlatilishi mumkin. U 1822 yilda berilgan funktsiyalar uchun jadvallarni ishlab chiqarish uchun qo'shish va olib tashlash mumkin bo'lgan "Difference Engine" ni taklif qildi; bitta algoritm polinomlar bilan cheklangan farqlar yordamida ishlaydi. U bug 'bilan quvvatlanishi, saqlangan dasturni o'z ichiga olishi va natijalarni chop etishi kerak edi. U 1832 yilgacha "Difference Engine" ning faqat bir qismini qurgan edi. Ammo u 1833 yilda, 42 yoshida, "Analitik dvigatel" umumiy hisoblash mashinasi dizayniga e'tiborini qaratdi. U 1836 yilda ishga yaroqli dizaynni ishlab chiqardi. 1837 yilda u katta revizyonni amalga oshirdi. U 1840 yillarning oxiriga qadar o'z dizaynini takomillashtirish ustida intensiv ishlagan bo'lsa ham, o'sha paytda mashinani yaratishga urinmagan. U nihoyat 1856 yilda mashinani qurishga urinishni boshladi. Uning mashinasining ko'plab qismlari 1871 yilda vafot etgan paytgacha qurilgan edi. Babbig o'zining mashinasi haqida batafsil ma'lumot chiqarmadi. Italiyalik Luidji Menabrea, Babbabl tomonidan o'qilgan tegishli ma'ruzalarda qatnashgandan so'ng, mashinaning nisbatan yaxshi tavsifini nashr etdi.

Lavlasi grafinyasi va shoir Lord Bayronning qizi Ada King 1843 yilda Menabreaning ta'rifini ingliz tiliga tarjima qilgan va o'z yozuvlarini qo'shgan Babbining yordamchisi edi. Bu ish Babbining nazorati ostida amalga oshirildi. Biroq, uning tarjimasida dizaynning maqsadga muvofiqligini baholash uchun etarli ma'lumot yo'q. Xuddi shunday, hozirda Londondagi Ilmiy muzeyda saqlanadigan Babbining shaxsiy yozuvlarida ham keng, ammo to'liq bo'lmagan ma'lumotlar mavjud. Oxirgi eslatmalar asosida mashinaning dastlabki texnik-iqtisodiy baholashini bibliografiyada topish mumkin. Ada King, shuningdek, mashinani qurish uchun mablag 'topishda Babbiga qaraganda samaraliroq va muhim ahamiyatga ega edi. Shuningdek, u dastur tsikllari g'oyasini taqdim etdi (bu erda ko'rsatmalar ketma-ketligi takroriy bajariladi) va mashina uchun bir nechta dasturlarni ishlab chiqdi. Shuning uchun u birinchi kompyuter dasturchisi sifatida tanilgan. AQSh mudofaa vazirligi uchun ishlab chiqilgan ADA dasturlash tili uni sharaflaydi.

Analitik dvigatelning dizayniga alohida e'tibor qaratish lozim. Uning tarkibida 50 mingga yaqin komponent mavjud edi. Kirish moslamalari ko'rsatmalarni ifodalovchi perforatorlarni qabul qilishi kerak edi. 50 ta o'nlik raqamdan iborat 1000 ta raqamni saqlash kerak edi. Babbim perforatorlar kontseptsiyasini Jozef-Mari Jakard tomonidan ishlab chiqarilgan avtomatik dastgohdan oldi. Ushbu mashina o'nlik raqamlarning belgisi va kattaligi tasvirini ishlatadi. Shaftalarda aylanadigan g'ildiraklar o'nli raqamlarni anglatadi. Mashinaning "do'kon" va "tegirmon" komponentlari zamonaviy kompyuterlarning "markaziy xotirasi" va "protsessori" bilan chambarchas bog'liqdir. Barrellar ko'paytirish va bo'linishni boshqarish uchun ishlatiladi. Barrel ustidagi tirgaklar har bir operatsiyani boshqarish uchun mos ravishda vidalanadi. Hozirgi ma'noda, barrel mikroprogram do'koni kabi ishlaydi va tirgaklar ustuni mikroprogramma xotirasidagi so'zni anglatadi. Mashina imzolangan raqamlar uchun 10-ning to'ldiruvchisini ishlatadi. Ushbu konventsiya qo'shish va ayirish amallarini murakkablashtiradi. Shunga qaramay, ko'payish va bo'linish uchun natija belgisini aniqlash oson. Kartalar qatorlari dasturlarni namoyish qilish uchun yaratilgan. O'zgaruvchilarning nomlari va ularning qiymatlarini o'z ichiga olgan kartalarning alohida satrlari ham mavjud. O'zgaruvchilarga operativ xotirada, ya'ni manzillar yordamida kirish vaqtida kirish mumkin emas. Bu keyingi elektron dizaynlarga ham tegishli edi, masalan ENIAC va Mark I (quyida muhokama qilinadi).

Samuel Morse 1838 yilda telegraf tamoyillarini namoyish etdi. 1844 yilda u Vashington / D.K.dan telegraf xabarini yubordi. AQShdagi Baltimorga 1858 yilda transatlantik telegraf kabelidan bir necha kun foydalanilgan. 1861 yilda AQShning sharqiy va g'arbiy qirg'oqlarini birlashtirgan telegraf kabeli. Aleksandr Grem Bell 1876 yilda telefonni ixtiro qildi. Guglielmo Markoni radio signalini uzatdi. 1895. Shuningdek, u 1901 yilda transatlantik simsiz signal uzatishda muhim rol o'ynagan. Oxirgi ixtirolarning ahamiyati bizning kunlarimizda hamma joyda Internet mavjudligidan kelib chiqadi.

1854 yilda Jorj Bul ikkilik mantiq tushunchasini hamda tegishli operatsiyalar to'plamini kiritgan maqolasini nashr etdi. Uning ramziy va mantiqiy mulohazalarga bag'ishlangan maqolasida "Fikrlash qonunlarini tekshirish" nomi bor edi. O'zgaruvchi har qanday vaqtda ikkita holatning faqat bittasida bo'lishi mumkin, ya'ni "rost" yoki "noto'g'ri". Transistorlarni o'z ichiga olgan elektron kompyuterlar o'zlarining barcha asosiy ishlarida ikkilik (ya'ni mantiqiy) mantiqdan foydalanadilar. Ular ikkita holatni "0" va "1" ikkilik raqamlari bilan almashtiradilar.

AQShning 1880 yildagi aholini ro'yxatga olish bo'yicha yig'ilgan ma'lumotlarini qayta ishlashga qariyb etti yil vaqt kerak bo'ldi. Herman Xollerit 1890 yildagi navbatdagi ro'yxatga olish ma'lumotlarini qayta ishlash mashinasi ma'lumotlarini ifodalash uchun perkartalardan foydalangan. Kartadagi har bir zarba raqamni va ikkita zarba harfni ifodaladi. Bitta karta 80 ta o'zgaruvchini aks ettirishi mumkin. Karta o'quvchi orqali o'tayotganda kartadagi teshik elektr zanjirini yopadi. Keyin yopiq elektronlar soni o'quvchi tomonidan hisoblab chiqiladi. Ushbu yangi ro'yxatga olish ma'lumotlari atigi olti hafta ichida qayta ishlandi. Xollerit 1896 yilda perchkartani o'quvchi ishlab chiqarish uchun Tabulyatsiya mashinalari kompaniyasiga asos solgan. Kompaniya 1924 yilda boshqa kompaniyalar bilan birlashgandan so'ng International Business Machines (IBM) deb o'zgartirildi. Remington Rand va Burrouz va boshqalar, shuningdek, ish dunyosi uchun punch-karta o'quvchilarini ishlab chiqarishdi. Perforatorlar 1960 yillarga qadar juda ko'p ishlatilgan.

Ingliz Jon A. Fleming 1904 yilda elektron kompyuterlarning konstruktsiyasini engillashtiradigan diodli vakuum trubkasini ixtiro qildi. 1906 yilda Li de Forest AQShda Fleming diodasidagi mavjud nuqsonni boshqarish uchun uchinchi elektrodni joriy qildi; u yangi qurilmani audion deb atadi. 1911 yilda gollandiyalik fizik Kamerlingh Onnes o'ta o'tkazuvchanlikni kashf etdi.

Vannevar Bush 1931 yilda murakkab differentsial tenglamalarni echish uchun kalkulyator ishlab chiqardi. Biroq, bu kalkulyatorning murakkabligi juda muhim edi, raqamlar va ularning o'zaro munosabatlari uchun yuzlab vites va vallarni o'z ichiga olgan.

1936 yilda Alan Turing universal hisoblash mashinasining nazariy kontseptsiyasini taqdim etdi. Ushbu xayoliy mashina kompyuter texnikasiga qaraganda ko'proq kompyuter dasturiga o'xshaydi va hisoblashning har qanday turini algoritmik shaklda amalga oshirishi mumkin. Ko'rsatmalarni talqin qilish va ularni amalga oshirish mexanik jarayonlar ekan, Turing ko'rsatmalarning har qanday ketma-ketligini (ya'ni hozirgi ma'noda kompyuter dasturi) amalga oshira oladigan oddiy mashinani taklif qildi. Mashinada cheksiz kattalikdagi bir o'lchovli lentadagi ma'lumotlarni skanerlaydigan o'qish / yozish boshi mavjud. Tasma to'rtburchaklarga bo'linadi, bu erda har bir kvadrat ramz yoki bo'sh joyni o'z ichiga oladi. U lentadan joriy belgini o'qiydi va shu belgi va joriy holatga asoslanib, u joriy belgini boshqasi bilan yozishi, joriy holatini o'zgartirishi va keyin boshni lentada chapga yoki o'ngga siljitishi mumkin. Amerikalik mantiqchi Alonzo Cherch xuddi shu davrda mustaqil ravishda hisoblash qobiliyatiga o'xshash xulosalarga keldi.

Ayova shtati kolleji professori Jon V. Atanasoff 1939 yilda ko'rsatmalar va ma'lumotlarni namoyish qilish va hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun mantiqiy mantiq yordamida butun elektron kompyuterni loyihalashni o'rgangan. Atanasoff mantiqiy mantiqni 0 va 1 ni elektron qurilmaning "o'chirilgan" va "yoqilgan" holatida ifodalashga qadar kengaytirdi. U 1942 yilda iste'dodli aspirant Klifford Berri yordamida ABC (Atanasoff-Berry Computer) kompyuterini ishlab chiqdi. Bu mexanik soat tizimidan foydalanadi, ammo hisoblash elektron shaklda amalga oshiriladi. Unda xotira uchun elektr zaryadini ushlab turadigan kondansatkichlarni o'z ichiga olgan ikkita aylanadigan barabanlar mavjud. Ma'lumotlar zımbalama kartalari yordamida kiritiladi. Birinchi marta hisoblashda vakuumli naychalar ishlatilgan. Loyiha qiymati taxminan 1000 dollarni tashkil etdi. U kompyuterlarda ikkilik arifmetika, regenerativ xotira va mantiqiy zanjir tushunchalarini kiritdi. Sperry Rand Honeywellga qarshi qo'zg'atgan patent qoidalarini buzish bo'yicha ishda, AQSh federal sudyasi 1973 yilda Sperry Randning ENIAC patentini (keyingi bo'limda keltirilgan) bekor qilib, Atanasoff zamonaviy kompyuterning otasi deb tan olindi. Atanasoff ixtirosidan. Atanastoff laboratoriyasida besh kun davomida Mauchly ABC-ni kuzatdi va uning 35 betlik qo'llanmasini o'qidi. Mauchli ushbu ma'lumotni ENIACni qurish uchun ishlatgan degan xulosaga kelishdi.

Nemis muhandisi Konrad Zuse 1941 yilda raketalar va samolyotlarni loyihalash uchun elektromagnit o'rni bo'lgan Z3 kompyuterini yaratdi.