Iнформацiйнi технологiї

Обчислювальна технiка - iнформатика - iнформацiйнi технологiї.

Родовiд.

Стрімкий розвиток цифрової обчислювальної технiки (ОТ) та становлення науки про принципи її побудови i проектування розпочалося в 40-х роках ХХ-го сторiччя, коли технiчною базою ОТ стала електронiка, потiм мiкроелектронiка, а основою для розвитку архiтектури комп'ютерiв (електронних обчислювальних машин ЕОМ) - досягнення в галузi штучного iнтелекту.

До цього часу протягом майже 500 рокiв цифрова обчислювальна технiка зводилася до найпростiших пристроїв для виконання арифметичних операцiй над числами. Основою практично усiх винайдених за 5 столiть пристроїв було зубчате колесо, розраховане на фiксацiю 10 цифр десяткової системи числення.

Перший у свiтi ескiзний малюнок тринадцятирозрядного десяткового пiдсумовуючого пристрою на основi колiс iз десятьма зубцями належить Леонардо да Вiнчi (Leonardo de Vince, 1452- 1519). Вiн був зроблений в одному iз його щоденникiв (учений почав вести щоденник ще до вiдкриття Америки в 1492 р.).

У 1623 р. через 100 iз лишком рокiв пiсля смертi Леонардо да Вiнчi нiмецький вчений Вiльгельм Шиккард (Wilhelm Schikkard, 1592-1636) запропонував своє рiшення тiєї ж задачi на базi шестирозрядного десяткового обчислювача, що складався також iз зубчатих колiс, розрахованого на виконання додавання, вiднiмання, а також табличного множення та дiлення. Обидва винаходи були виявленi тiльки в наш час i обидва залишилися тiльки на паперi.

Першим реально здiйсненим i ставшим вiдомим механiчним цифровим обчислювальним пристроєм стала "паскалiна" великого французького вченого Блеза Паскаля (Blaise Pascal, 1623-1662) - 6-ти (або 8-ми) розрядний пристрiй на зубчатих колесах, розрахований на пiдсумовування та вiднiмання десяткових чисел (1642 р.).

Через 30 рокiв пiсля "паскалiни" у 1673 р. з'явився "арифметичний прилад" Готфрiда Вiльгельма Лейбнiца (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) - дванадцятирозрядний десятковий пристрiй для виконання арифметичних операцiй, включаючи множення i дiлення, для чого, на додаток до зубчатих колiс використовувався схiдчастий валик. "Моя машина дає можливiсть чинити множення i дiлення над величезними числами миттєво" - iз гордiстю писав Лейбнiц своєму другу.

Пройшло ще понад сто рокiв i лише наприкiнцi XYIII сторiччя у Францiї були здiйсненi наступнi кроки, що мають принципове значення для подальшого розвитку цифрової обчислювальної технiки - "програмне" за допомогою перфокарт керування ткацьким верстатом, створеним Жозефом Жакардом (Joseph Jacquard, 1752-1834) i технологiя обчислень при ручному рахунку, запропонована Гаспаром де Пронi (Gaspar de Prony, 1755-1838), котрий розподiлив числовi обчислення на три етапи: розробка чисельного методу обчислень, який зводив рiшення задачi до послiдовностi арифметичних операцiй, складання програми послiдовностi арифметичних дiй, проведення власне обчислень шляхом арифметичних операцiй над числами вiдповiдно до складеної програми. Цi два нововведення були використанi англiйцем Чарльзом Беббiджем (Charles Babbege, 1791-1881), котрий здiйснив якiсно новий крок у розвитку засобiв цифрової обчислювальної технiки - перехiд вiд ручного до автоматичного виконання обчислень по складенiй програмi. Ним був розроблений проект Аналiтичної машини - механiчної унiверсальної цифрової обчислювальної машини з програмним керуванням (1830-1846 рр.). Машина включала п'ять пристроїв (як i першi ЕОМ, що з'явилися 100 рокiв по тому): арифметичний (АП), що запам'ятовує (ЗП), керування, вводу, виводу. АП будувалося на основi зубчатих колiс, на них же пропонувалося реалiзувати ЗП (на 1000 50-розрядних чисел!). Для вводу даних i програми використовувалися перфокарти. Гадана швидкiсть обчислень - додавання i вiднiмання за 1 сек, множення i дiлення - за 1 хв. Крiм арифметичних операцiй була команда умовного переходу.

Програми для розв'язання задач на машинi Беббiджа, а також опис принципiв її роботи були складенi - дочкою Байрона (Ada Augusta Lavelace, 1816-1852).

Були створенi окремi вузли машини. Всю машину через її громiздкiсть створити не вдалося. Тiльки зубчатих колiс для неї знадобилося б понад 50000. Змусити таку махину працювати можна було тiльки за допомогою парової машини, що i намiчав Беббiдж.

Цiкаво зазначити, що у 1870 р. (за рiк до смертi Беббiджа) англiйський математик Джевонс сконструював (мабуть, першу у свiтi) "логiчну машину", що дозволяла механiзувати найпростiшi логiчнi висновки.

В Росiї про роботу Джевонса стало вiдомо в 1893 р., коли професор унiверситету в Одесi I.Слешинський опублiкував статтю "Логiчна машина Джевонса" ("Вiсник дослiдної фiзики та елементарної математики", 1893 р., №7).

"Будiвельниками" логiчних машин у дореволюцiйнiй Росiї стали (1849-1909) i (1884-1936), якi працювали в навчальних закладах України.

Першим вiдтворив машину Джевонса професор П.Д.Хрущов. , створений ним в Одесi, одержав "у спадщину" професор Харкiвського технологiчного iнституту Щукарьов, де вiн працював починаючи з 1911 р. Вiн сконструював машину наново, привнесши в неї цiлий ряд удосконалень i неодноразово виступав iз лекцiями про машину i про її можливi практичнi застосування. Одну з лекцiй було прочитано в 1914 р. у Полiтехнiчному музеї в Москвi. Присутнiй на лекцiї проф. А.Н.Соков писав: "Якщо ми маємо арифмометри, що складають, що вiднiмають, що множать мiльйоннi цифри поворотом важеля, то, очевидно, час потребує мати логiчну машину, спроможну робити безпомилковi висновки й умовиводи одним натисканням вiдповiдних клавiш. Це збереже масу часу, залишивши людинi галузь творчостi, гiпотез, фантазiї, натхнення - душу життя". Цi пророчi слова були сказанi в 1914 р.! (Журнал "Вокруг света", №18, статья А.Н.Сокова "Мыслительная машина").

Слiд зазначити, що самий Джевонс, першостворювач логiчної машини, не бачив для неї яких-небудь практичних застосувань.

На жаль, машини Хрущова i Щукарьова не збереглися. Проте, у статтi "Механiзацiя мислення (логiчна машина Джевонса)", опублiкованiй професором О.М.Щукарьовим у 1925 р. ("Вiсник знання", №12), дається фотографiя машини сконструйованої Щукарьовим i