Древнейшие устройства для вычислений

ИСТОРИЯ Вычислительной техники

1. Древнейшие устройства для вычислений.

2. От логарифмической линейки до арифмометра. Разностная машина Чарльза Беббиджа.

3. Вычислительные устройства до 1930-х гг.

4. Первые ЭВМ.

5. I поколение ЭВМ (1946–1960).

6. II поколение ЭВМ (1955–1964).

7. III поколение ЭВМ (1964–1971).

8. IV поколение ЭВМ (1971 –по сей день).

История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому рано или поздно должны были появиться устройства, облегчающие выполнение повседневных расчетов.

Наиболее простой и самый древний способ вычисления это счет на пальцах.

Обнаруженная в раскопках так называемая «вестоницкая кость» с зарубками, оставленная древнем человеком еще 30 тыс. лет до нашей эры, позволяет историкам предположить, что уже тогда предки современного человека были знакомы с зачатками счета.

Счетные палочки, небольшие камни и др.

Абак впервые появился, вероятно, в Древнем Вавилоне ок. 3 тыс. до н. э. Первоначально представлял собой доску, разграфленную на полосы или со сделанными углублениями. Счетные марки (камешки, косточки) передвигались по линиям или углублениям. В 5 в. до н. э. в Египте вместо линий и углублений стали использовать палочки и проволоку с нанизанными камешками.

Древние астрономы начали использовать различные приспособления для удобства наблюдения за небесными телами. Небесный диск из Небры (его принято относить к унетицкой культуре Центральной Европы ок. XVII в. до н. э.) – бронзовый диск диаметром 30 см. Существует гипотеза, что диск использовался для измерения угла между точками восхода и захода солнца во время солнцестояний, его следует признать древнейшим переносным устройством для такого рода измерений.

Архимед построил планетарий или «небесную сферу», при движении которой можно было наблюдать движение пяти планет, восход Солнца и Луны, фазы и затмения Луны, исчезновение обоих тел за линией горизонта. Занимался проблемой определения расстояний до планет; предположительно в основе его вычислений лежала система мира с центром в Земле, но планетами Меркурием, Венерой и Марсом, обращающимися вокруг Солнца и вместе ним – вокруг Земли. Основой механического глобуса Архимеда был обычный звездный глобус, на поверхность которого наносятся звезды, фигуры созвездий, небесный экватор и эклиптика- линия пересечения плоскости земной орбиты с небесной сферой. Вдоль эклиптики расположены 12 зодиакальных созвездий, через которые движется Солнце, проходя одно созвездие в месяц. Не выходят за пределы зодиака и другие небесные тела - Луна и планеты. Глобус закрепляется на оси, направленной на полюс мира (полярную звезду), и погружается до половины в кольцо, изображающее горизонт. Поворачивая шар на нужные углы, можно было легко узнать вид неба в любое время. Какая-то часть шара никогда не оказывалась выше горизонта. В этой части находились созвездия южного полушария, неизвестные ученым того времени. Солнце, Луна и звезды на обычном звездном глобусе отсутствуют, их невозможно изобразить, так как они непрерывно меняют свое положение по отношению к звездам. Архимед заставил перемещаться макеты этих светил с помощью специальных механизмов.

В 1902 году недалеко от греческого острова Антикитера была обнаружена уникальная находка, которой спустя 100 лет суждено было стать настоящей сенсацией. Речь идет о так называемом Антикитерском механизме.

Механизм 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. Ориентировочные размеры механизма в сборе 33x18x10 см.

30 июля 2008 года в Афинах был озвучен окончательный доклад о результатах исследования механизма:

1) устройство могло выполнять операции сложения, вычитания и деления. Из этого следует, что перед нами – нечто вроде древнего калькулятора;

2) механизм способен учитывать эллиптическую орбиту движения Луны;

3) обратная сторона механизма, сильно поврежденная, использовалась для предсказания солнечных и лунных затмений.