(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Самые первые в мире

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 05-04-2013

Метки: , , ,

Первая книга о вычислительном устройстве

Задолго до изобретения компьютеров, ещё в 1202 году, в Италии была опубликована «Книга абака» Леонардо Пизанского, выдающегося математика Средневековья, известного нам как Фибоначчи. Эта книга была написана 32-летним учёным, посвятившим молодость изучению знаний арабских математиков, для чего Фибоначчи объездил половину мира – Алжир, Египет, Сирию, Византию, юг Италии.

Абак – самый древний на планете вычислительный инструмент. Это всем известные счёты – ряды деревянных косточек, нанизанных на металлические стержни. Правда, сама «Книга абака» посвящена всё-таки  не счётам (что о них писать-то, штука предельно простая и в своей простоте гениальная). Это фундаментальный сборник средневековых сведений в области арифметических десятичных вычислений. Абаком Фибоначчи назвал арифметику – как науку.

 

Первое механическое вычислительное устройство

 

В 1642 году молодой француз по имени Блез Паскаль, человек одарённый и предприимчивый, решил помочь своему отцу – интенданту Нормандии, который по служебным обязанностям был отдавать много времени утомительным подсчётам продовольствия, обмундирования и прочего казённого имущества. Собственно, задача выглядела следующим образом — заменить древний абак неким механизмом, который бы помог суммировать простые числа.

Вскоре был создан первый вариант суммирующей машины, которую Паскаль назвал «паскалиной». Впервые в истории учёный, которому в будущем предстояло стать одним из столпов мировой науки,  применил систему связанных между собой зубчатых колёс. Полный оборот первого колеса (сейчас бы мы назвали его устройством ввода), соответствующий простому слагаемому числу — единице, через шестерни приводил к перемещению результирующего колеса (устройство вывода информации) на один зуб. Два оборота – результирующее колесо проворачивается на два зуба. Подсчитав количество зубьев можно легко получить результат суммирования. При этом ввод чисел оказался очень простым – всего лишь полный оборот рукоятки.

Принцип шестерёнчатого вычислительно механизма использовался более 350 лет во всех арифмометрах — механических вычислительных машинах.

В течение последующих 10 лет Паскаль построил около полусотни вариантов своей «паскалины». И, как это иногда бывает, не получил за свои труды никакого вознаграждения. С одной стороны, объёмные вычисления приходилось делать не так уж часто, чтобы думать о массовом выпуске «паскалин». С другой – патентного права в XVII веке не существовало. Никому бы и в голову не пришло платить изобретателю за использование его открытия.

Первый программируемый автомат

На самом деле это история одной из наиболее впечатляющих мистификаций. Речь о шахматном «автомате» Вольфганга фон Кемпелена. Ни о каком программировании говорить, конечно же, не приходится. Шахматный «автомат» Кемпелена знаменит другим. Во-первых, это один из самых сложных в техническом плане фокусов, оставивших у современников (а дело было во второй половине XVIII столетия) неизгладимое и даже шокирующее впечатление. Во-вторых, Кемпелен изобрёл первый в истории механический манипулятор – дистанционно управляемую искусственную руку. И, наконец, он применил в своём «автомате» удивительно остроумную систему сигнализации о расположении на доске пешек.

Шахматный «автомат» Кемпелена – это небольшой (примерно 120х60х90 сантиметров) деревянный ящик, перед которым была установлен сидящий манекен, одетый в турецкий наряд. Перед сеансом игры конструктор демонстративно заводил ключом механизм. Как только соперник совершал ход, восковая фигура рукой (!) передвигала пешку. После двадцати ходов «завод» заканчивался. Кемпелен снова заводил устройство ключом, и игра продолжалась на протяжении последующих 20 ходов.

Следует признать – «автомат» играл очень сильно. Он проиграл только Филидору. Среди любителей шахмат «автомат» считался непобедимым.

Как работало устройство? Внутри восковой фигуры (её размеры, к слову, были невелики) в ужасной тесноте размещался человек. Видеть доску из своего узилища он не мог. Поэтому Кемпелен создал специальную систему – в фигурки были встроены магниты, которые при перемещении по доске притягивали висящие под каждым полем на нитях металлические шарики. Фигура на своем поле – шарик притянут к доске. Поле свободно – шарик висит на нити. Игрок, спрятанный в фигуре, видел шарики через систему зеркал.

Рука и голова восковой фигуры приводились в движение тросиками. При этом тайный игрок мог захватить механической рукой шахматную фигуру и переместить её на другое поле. Троекратным кивком головы «автомат» объявлял шах.

Зачем нужен был «завод»? Что заводил ключом Кемпелен через каждые 20 ходов? Ничего. Это была уловка, благодаря которой спрятанный в фигуре игрок мог перевести дух и проанализировать сложившуюся ситуацию.

Что примечательно, имя Кемпелена, как изобретателя шахматного «автомата», в истории осталось, а его талантливого компаньона – нет. Кто сидел в «автомате» — неизвестно.

Несмотря на то, что речь идёт исключительно о мистификации, с 1769 года, с момента первой демонстрации изобретения Кемпелена, до 1803 года, когда 71-летний фокусник отошёл в мир иной, его «автомат» причислялся к «современным чудесам света». А принцип работы кемпеленовской шутихи был раскрыт много десятилетий спустя — по рассказам свидетелей игры «автомата». Дело в том, что шахматный «автомат» так никогда и не был исследован. 5 июля 1854 года изобретение Кемпелена сгорело во время пожара. Это случилось в Соединённых Штатах, в Филадельфии.

В 1788 году Кемпелен создал ещё одно чудо света – уже без кавычек. Он показал публике машину, которая посредством сложного механизма на основе пневматики воспроизводила голос трёхлетнего ребёнка. И это был первый в мире синтезатор человеческой речи.

 

Самый большой и самый… маломощный компьютер в мире

 

ХХ век – век парадоксов. Только задумайтесь – человек уже побывал на Луне, поднял в небо сверхзвуковые самолёты, построил атомные реакторы, мощные ускорители элементарных частиц. А  наручных электронных часов с ЖК индикатором ещё не существовало. Когда же они появились (в начале 70-х годов, после выпуска компанией Intel микропроцессора 4004, который стал использоваться в калькуляторах и часах), то оказалось, что по вычислительной мощности они сравнимы… с компьютерами, применявшимися в космической лунной программе.

Миниатюризация компьютеров началась сразу после постройки первой электронной вычислительной машины ЭНИАК. Этот компьютер был спроектирован в 1943 году физиками из Университета Пенсильвании Джоном Преспером Экертом и Джоном Уильямом Мочли. Проект был запущен по заказу Вооружённых сил США – ЭНИАК предполагалось применять при расчёте баллистических артиллерийских таблиц. 14 февраля 1946 года первый в мире электронный компьютер вступил в строй.

Размеры компьютера ЭНИАК (Electronic Number Integrator And Computer — Электронный числовой интегратор и компьютер) можно назвать грандиозными. Вес — 27 тонн. Компьютер занимал большое помещение, в котором на коммутационных стойках и панелях располагались 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 механических реле, 70000 резисторов и 10000 электролитических конденсаторов. При работе машина потребляла 150 кВт электроэнергии. Отказоустойчивость ЭНИАК исчислялась десятками минут, после чего приходилось отыскивать перегоревшую лампу и заменять её.

Кстати, стоимость проекта значительно превысила смету, поэтому Экерту и Мочли пришлось экономить. Они, в частности, нашли выход в том, что заказали в «Дженерал Электрик» огромную партию… бракованных электронных ламп. Эти лампы проверялись во время монтажа машины на простых тестовых панелях. И, если лампа оказывалась годной, она шла в дело.

Ещё немного забавных фактов. Вычислительная мощность ЭНИАК – 300 операций умножения или 5000 операций сложения в секунду. В сто раз мощней, чем… механический арифмометр. И ничтожно мало даже для грошового электронного калькулятора.

В ЭНИАК использовалась десятичная система счисления, чем, собственно, и объясняются грандиозные размеры машины. Первый английский электронный компьютер ЭДСАК, построенный в 1949 году и второй американский ЭДВАК 1950 года были уже компактней – в них использовалась двоичная система счисления. ЭДВАК, к примеру, весил «всего» 7850 килограммов и умещался в относительно небольшой (45 квадратных метров) комнате.

В 1948 году ЭНИАК был перепрограммирован для решения других задач (компьютерные артиллерийские расчёты оказались слишком дорогим удовольствием). И для этого специалистам пришлось… заново построить тот же самый компьютер – то есть полностью перекоммутировать всю электронную начинку этого тихоходного монстра.




Оставить комментарий

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru