От абака до ПК: история одного открытия, изменившего мир

Докомпьютерная история человечества насчитывает несколько тысячелетий. Современная ЭВМ есть результат достижений в сфере математики, логики, инженерии. Попробуем проследить важнейшие вехи на пути создания компьютера.

Необходимость счёта возникла у людей на заре цивилизации. Нельзя было разделить добычу, хотя бы приблизительно не измерив её. Первыми «инструментами» для счёта служили пальцы. Так появилась наиболее распространённая десятеричная система счисления. Ведь пальцев на руках десять. Затем потребовалась проводить более сложные операции с большими числами, и люди придумали для них условные обозначения – цифры, разные у разных народов земного шара. Например, у древних ацтеков число 1 обозначалось точкой, 400 – кустом, а 8000 – сумкой какао-бобов. Наиболее известные нам цифры – римские и арабские.
Для вычислений стали прибегать к помощи первых «механизмов» - счётных палочек и абака. Счётные палочки долгое время использовали в Японии, где они даже являлись символом алгебры. Предметы, похожие на абак, или счёты, находили при раскопках Древнего Вавилона. Они представляли собой дощечки с углублениями, по которым передвигались камешки.

В Египте абак изготавливали с применением проволоки или палочек, на которые нанизывали камешки. Такие счётные доски существовали в Древней Греции и Риме с V века до нашей эры. Абак знали и средневековые арабы. С их помощью счёты попали в Испанию, а оттуда распространились по всей Европе, где просуществовали до XVIII века.

В XV-XVII веках в Европе люди много торговали, купцы с товарами отправлялись в дальние путешествия, открывали новые страны. Государства росли, присоединяли новые земли, население облагалось налогами. Совершенствовалось банковское дело. Всё это требовало появления более сложных приборов для счёта. Попытку сделать вычисления более быстрыми и избавить счетоводов от лишней работы предпринял в 1642 году французский изобретатель Блез Паскаль. Его отец был сборщиком налогов и часто выполнял сложные расчёты. В 19 лет Блез создал механическую машину, способную складывать числа вплоть до 9 999 999. Однако, устройство было дорогим и сложным в использовании, поэтому не получило широкого распространения. Только в XIX веке был создан механический калькулятор, который был коммерчески успешным.

Другим счётным приспособлением, изобретённым в XVII веке, была логарифмическая линейка, которая позволяла выполнять сложные операции и сохранилась до конца ХХ века. Она ускорила процесс подсчёта, но большую часть вычислений по-прежнему выполнял человек.

Эволюция в области вычислительной техники носит неравномерный, скачкообразный характер: периоды накопления сил сменяются прорывами в разработках, после чего наступает период стабилизации, во время которого достигнутые результаты используются практически и одновременно накапливаются знания и силы для очередного рывка вперед. После каждого витка процесс эволюции выходит на новую, более высокую ступень.
Необходимым элементом существования компьютера является микросхема.

Давайте заглянем в историю её появления. В XVIII веке во французском городе Лионе в семье ткача Жаккара родился сын, названный Жозеф Мари. Сначала Жозеф учился книжному делу – был переплётчиком и словолитчиком. Затем занялся производством тканей. Но он был не простым ремесленником, а изобретателем. Он решил ускорить процесс изготовления ткани и облегчить труд ткача. Жаккар изобрёл механизм для прядения рыболовных сетей и отправился с ним на выставку в Париж, где увидел другие технические новинки, которые вдохновили его на создание ткацкого станка. С помощью жаккардового ткацкого станка можно было изготавливать ткани с разным рисунком. А главным нововведением было использование первых перфокарт – картонных пластин с проделанными в определённом порядке отверстиями. От рисунка на картоне зависело прохождение нити и, следовательно, узор на ткани. При помощи перфокарт стали работать и первые компьютеры. А Жаккара Наполеон I наградил пенсией в 3000 франков.

В 1822 году английским ученым Чарльзом Беббиджем была создана модель разностной машины, состоящая из валиков и шестерней, вращаемых вручную при помощи специального рычага. Он же придумал модель так называемой аналитической машины – прообраз современного компьютера. В одном устройстве он соединил вычислительную машину (названную им «мельница»), регистры памяти («склад») и устройство ввода данных (перфокарты, похожие на жаккардовские).
А первым в истории программистом считается английская графиня Ада Лавлейс, описавшая устройство машины Беббиджа. Отцом графини был знаменитый поэт Джордж Байрон, а мать настолько увлекалась математикой, что её называли «королевой параллелограммов». В дома матери Ада успешно занималась у лучших математиков и механиков. А c 17 лет стала выезжать в свет, была представлена королю и королеве и познакомилась с выдающимися учёными и изобретателями своего времени: физиком, химиком и экспериментатором Майклом Фарадеем, физиком Дэвидом Брюстером и тем самым изобретателем аналитической машины Чарльзом Беббиджем. Друг Бэббиджа попросил графиню Лавлейс перевести записи лекций, посвящённых машине, и сопроводить текст комментариями. В своей работе Ада ввела понятие «рабочая ячейка» и «цикл» и написала первую в мире компьютерную программу. В своих записях она предрекала, что, подобно тому, как Жаккардов ткацкий станок может ткать цветы и листья, аналитическая машина будет создавать алгебраические формулы, а в перспективе — писать музыку, рисовать картины — и укажет «науке такие пути, какие нам и не снились».

Тем временем продолжалось совершенствование вычислительных машин. Американский изобретатель Герман Холерит в конце XIX века создал так называемую табулирующую систему, и наладил её промышленное производство. Его компания по выпуску таких машин вошла в состав другой фирмы, со временем преобразованной в IBM.

Вторая мировая война стимулировала гонку вооружений и способов шифровки и передачи информации. В Германии была доработана известная с 20-х годов машина «Энигма». Она станет поводом для многих захватывающих шпионских историй. Справиться с её кодом было непросто. В Великобритании был создан целый штаб по расшифровке кода «Энигмы». А дешифровальная машина называлась «Бомба».

В 1941 году в США для использования в военном деле был изобретён компьютер «Марк I». Он нашёл применение на флоте в конце второй мировой.
Всё перечисленное оборудование было строго засекречено. А первый известный широкой общественности компьютер был произведён в США после войны. Он занимал несколько комнат и назывался «ENIAC». Этот компьютер был достоянием и собственностью государства, а вот созданный в 1951 году «UNIAC» уже могли себе позволить бизнесмены. А ещё такой компьютер использовали для печати Библии и предсказания победы на выборах одного американского президента.

Возможно, компьютеры так и занимали бы несколько комнат, и никогда не попали бы в обычные квартиры, если бы не изобретения в сопутствующих отраслях наук. Например, применение транзисторов было важным шагом к появлению персональных компьютеров. Транзистор способен от небольшого сигнала управлять значительным током, а размер его может равняться миллиметрам.
Следующий важный этап развития компьютеров – появление микросхем. Это сделало ЭВМ не только меньше, но и дешевле.
В 1960-е было изобретено приспособление, без которого не обходится ни один современный компьютер – мышь, прозванная так за провод, похожий на хвост. Правда, вид её значительно отличался от современного. И корпус был изготовлен из дерева.

Для полёта к Луне космического корабля «Аполлон» в 1966 году был сконструирован специальный компьютер. Но памяти у него было столько же, сколько у современной поздравительной музыкальной открытки.
Тем временем появилась и идея обмена информацией между компьютерами – прообраз Интернета. В 1969 году с помощью системы ARPANET компьютеры в Калифорнийском университете и Стэнфордском исследовательском институте вышли на связь друг с другом.

В 1971 году была разработана программа для отправки почты по сети. В 1972 году компьютерных центров, находящихся в разных частях страны и соединённых в сеть, было уже 18. В 1973 году к сети были подключены Великобритания и Норвегия. А наша страна присоединилась к всемирной паутине в 1980-е.
В 1972 году был налажен выпуск первых игровых компьютеров Atari. Отныне компьютеры стали использоваться не только в научных целях. К тому же, начали появляться игровые приставки и автоматы, предназначенные исключительно для развлечения. В России приставки стали любимой игрушкой многих детей в 90-е годы ХХ века.

В апреле 1976 года была основана компания по производству персональных компьютеров «Apple», которую возглавили Стив Джобс и Стив Возняк. Первый ПК был продан за $ 666,66. Началась современная эра персональных компьютеров.

Список литературы:

1. Казелли, Д. Большая книга прогресса [Текст]: предметы быта, экономика, культура, одежда, жилище / Джованни Казелли; пер. с итал. Л. В. Золоевой. - М.: Росмэн, 2008. – ил.
2. Крылов, Г. А. Великие открытия и изобретения [Текст]: [шк. путеводитель] / Г. А. Крылов; ил.: И. В. Никитина, Т. В. Канивец, Е. В. Доведова, Н. И. Андреева. - СПб.: Балт. кн. компания; М.: А. В. К.-Тимошка, 2010. – 93 с.: ил. - (Узнай мир. Наука и техника).
3. Открытия и изобретения [Текст] / О. В. Артемова, Л. Я. Гальперштейн, В. А. Дыгало и др. - М.: Росмэн, 2012. – 95 с.: ил. - (Детская энциклопедия РОСМЭН), с. 74-75
4. Тэрвей, П. Изобретения [Текст]: изобретатели и остроумные идеи / Питер Тэрвей; пер. с англ. Л. Я. Гальперштейна. - М.: Росмэн, 1994. - 56 с.: ил. - (Штрихи времени).