Механические и автоматические вычислительные средства

XVII век — поистине может считаться веком развития механики! А первая механическая машина была описана В. Шиккардом.

Эта машина состояла из трех независимых устройств: суммирующего, множительного и записи чисел. Чтобы сложить числа, нужно было ввести слагаемые с помощью наборных дисков, а чтобы произвести вычитание, нужно было ввести уменьшаемое и вычитаемое. И числа, которые вводились, и результат сложения/вычитания отображались в окошках считывания. Для умножения использовалась идея умножения решеткой. Третья часть машины записывала числа длиною не более 6 разрядов. Стоит отметить, что в большинстве остальных счетных машин использовалась именно схема машины Шиккарда. Однако принципы ее работы существенно не повлияли на дальнейшее развитие вычислительной техники. Однако факт остается фактом — она открыла эру механической вычислительной техники!

Начало механическому этапу развития вычислительной техники положила машина Б. Паскаля, которую так и назвали — «Паскалина». Это было механическое устройство в виде ящичка со связанными одна с другой шестеренками. Для сложения числа вводились с помощью поворота наборных колесиков. На каждое из колесиков были нанесены деления от 0 до 9. Когда вводилось число, колесики прокручивались до нужной цифры. Изначально «Паскалина» имела пять зубчатых колес, позже 6 или даже 8. Это позволяло работать с большими числами! В верхней части металлического корпуса появлялся ответ.

В XVII-XVIII веках изобретались различные конструкции суммирующих устройств и арифмометров, которые в XIX веке стали пользоваться необыкновенным спросом.

Первый арифмометр был создан Г. Лейбницем! Он позволял использовать 8-разрядное множимое и 9-разрядный множитель с получением 16-разрядного произведения. Однако распространения этот арифмометр так и не получил, и не только из-за отсутствия спроса, но и из-за явных неточностей, связанных с его конструкцией.

Уже в 1881 году Л. Томас организовал в Париже серийное производство арифмометров. Он усовершенствовал арифмометр Лейбница, обеспечив удобную форму ввода числа, введя инерционное устройство, механизм гашения числа и т.д. Такие томас-машины, как их впоследствии стали называть, были долговечны: их использовали даже в первой половине XX века.

В 1888 году была создана машина Боле, которая выполняла операцию умножения втрое быстрее существующих на то время арифмометров. Вероятно, поэтому эту машину назвали множительной.

Началом математического машиностроения можно считать созданную в 1874 году В. Орднером модель арифмометра, в основе которой лежало зубчатое колесо Орднера, имеющее специальную конструкцию. В 1931 году этот арифмометр получил название «Феликс».

Первой попыткой создать программируемое вычислительное устройство является аналитическая машина Ч. Бэббиджа, которая использовала принцип программного управления и является предшественницей современных ЭВМ. Предложен этот проект был в 30-е годы XIX века.

Между прочим…
А. Лавлейс написала для машины Бэббиджа первую в мире сложную программу вычисления чисел Бернулли.

Несмотря на то, что проект вычислительной машины так и не был реализован, оценка математиков того времени была достаточно высока. Чертежи машины, изготовление ряда ее блоков — все это принадлежит Бэббиджу. Предназначалась эта машина для вычисления любого алгоритма и была задумана как механическая.

Интересно узнать:
состояла машина Бэббиджа из следующих частей: 1) блока хранения исходных, промежуточных данных и результатов вычислений; 2) блока обработки чисел из склада; 3) блока управления последовательностью вычислений; 4) блока ввода исходных данных и печати результатов.