Кибернетика от рождения до наших дней

Кибернетика

Первые механические счетные устройства являли собой компьютеры нулевого поколения. В 17 веке французский учёный Паскаль создал первую машину для счёта. Она состояла из шестерёнок и ручного привода и могла сложить, или вычесть несколько чисел. Создал Паскаль своё творение всего в 19 лет для упрощения работы своего отца. Через 30 лет математик из Германии Г. Вильгельм Лейбниц разработал аналог, который умел умножать и делить числа.

По сути, Лейбниц изобрёл калькулятор с базовыми функциями, который спустя несколько веков превратился в то, чем пользуются люди до сих пор - сложные калькуляторы с алгебраической логикой. Тем самым произошёл большой скачок для дальнейшего развития механических компьютеров.

Прошло полтора века и Чарльз Бэббидж продемонстрировал работу разностной машины. Данная механическая машина считала таблицы с большим количеством чисел для более точной навигации в морском флоте. В машине имелся лишь единственный алгоритм. Он работал довольно хорошо, но изобретатель хотел усовершенствовать её и придумал аналитическую машину. Она состояла из четырёх основных деталей: память и устройства ввода, вывода и вычисления данных. Эта машина забирала идентификатор из памяти.

После этого производила алгебраические операции и результат, полученный таким образом, возвращался в память. Также она имела большое превосходство по сравнению с её предшественниками и умела выполнять различные задачи, получая их с перфокарт. Одни команды заставляли машину брать пару чисел из памяти, произвести необходимую алгебраическую операцию и результат послать на устройство памяти. Другие команды могли проверить, больше или меньше ноля данное число.

Аналитическая машина умела выполнять большое количество алгоритмов. Разностная машина – только один. К сожалению, Чарльз Бэббидж ни разу не отлаживал компьютер. Как, впрочем, и многие инженеры современности. Ему нужны были десятки тысяч шестеренок, произведённых с невероятной для девятнадцатого века точностью. Несмотря на это, его идеи произвели огромный толчок. И даже в наше время компьютеры по конструкции похожи на творение Бэббиджа. В связи с этим его можно назвать прадедом современного компьютера.

Спустя некоторое время счетные машины появились и в США. Машина Джона Атанасова стала весьма высокоразвитой для начала двадцатого века. В ней использовалась двоичная арифметика и ёмкости информации с периодическим обновлением во избежание уничтожения данных.

Оперативные запоминающие устройства нашего времени работают по идентичному принципу. К сожалению, эта машина не нашла своего применения в те года. В сороковом году 20 века в колледже свою разработку показал Джордж Стибитс. Его компьютер был проще, но эффективнее, чем у Атанасова. В некотором смысле компьютер Джона Атанасов был похож на Чарльза Бэббиджа.

Джордж Стибитс и Джон Атанасов создавали свои разработки, юный Говард Айкен из Гарварда усердно конструировал счётные машины ручного типа и понял значимость автоматических вычислений. Айкен много читал о работе Бэббиджа и думал об усовершенствовании его прогресса в данной сфере.

В дальнейшем он создал свой первый компьютер Mark I в 1944 году, заменив шестеренки из работ Бэббиджа на реле. За шесть секунд компьютер выполнял любую существующую на тот момент задачу. Он первым стал пользоваться перфолентой в своих разработках. Но вскоре релейные компьютеры стали устаревать, передав эстафету прогресса электронике.

В первом поколении компьютеров начали пользоваться электровакуумными лампами. На создание первых таких компьютеров довольно сильно повлияла Вторая Мировая война. Немецкие подводные лодки уничтожали корабли Великобритании, отправляя по радио всю необходимую для этого информацию. Информация была умело закодирована.

Из-за этого у Великобритании уходило много времени и большой объём вычислений для расшифровки. И правительство Британии создало засекреченный объект, в котором работали над созданием более мощного компьютера, по сравнению с немецким. В его разработке был задействован Алан Тьюринг, довольно значимый на то время математик. И уже с начала 1943 года электронный компьютер с названием COLOSSUS начал работать на правительство Великобритании.

Война имела влияние и на развитие американских компьютеров того времени. Ошибки в расчетах случались довольно часто и могли приводить к печальным последствиям. Джон Моушли понимал, что армии нужны качественные счётные машины и запросил финансовую помощь у правительства для создания электрического компьютера, на что получил положительный ответ.

Его разработка состояла из восемнадцати тысяч электровакуумных ламп и полутора тысяч реле, что поражало своими масштабами в то время. Компьютер имел двадцать регистров для десятичных чисел. Но его создание было завершено только после войны и актуальность проекта на то время была потеряна.

Через несколько лет Экерт и Моушли начали работать над электронной дискретной параметрической машиной. Им хотелось запатентовать свою машину. Но сделать это не удалось, так как она была изобретена Атанасовым, несмотря на то что патент на неё он не получал.

В это же время Джон Фон Нейман работал над собственным проектом электрической машины с прямой адресацией памяти. Этот математик во многом был похож на Леонардо да Винчи. Фон Нейман умел говорить на большом количестве языков, разбирался в таких науках, как физика и математика. Помимо этого, он имел отличную память.

Ему удавалось достойно цитировать тексты из многих книг много лет спустя после чтения. Главная работа фон Неймана известна современному человеку как фон-неймановская машина для вычислений, используемая и в наше время. Эта разработка получила огромную значимость для дальнейшего развития компьютерного оборудования.

Также необходимо понимать одну немаловажную вещь. В создании машины фон Неймана участвовало много других учёных того времени и это не было достижением всего лишь одного человека. Машина включала в себя память, арифметико - логическое устройство, устройство управления и ввода-вывода. Память состояла из 40-битовых слов, кодированных в двоичной системе счисления. Все слова содержали две команды из двадцати бит, или большее количество команд по сорок бит.

Восемь бит показывали командный тип. Другие двенадцать бит отвечали за одно из всех возможных слов. Блок арифметики составлял «мозговой отдел» компьютера. В машине настоящего времени они находятся в единственной микросхеме (в центральном процессоре). В арифметико-логическом устройстве имелся специальный регистр величиной в сорок бит, именующийся аккумулятором.

Простой командой слова можно было переносить из памяти в аккумулятор или сохранять содержание аккумулятора в памяти. В то время, когда Фон Нейман создавал свою машину, учёные МТИ создали компьютер с названием Whirlwind I. Слова в ней состояли из шестнадцати бит и назначались для работы в действительном времени. В конце 50-ых годов компания IBM последний электрический компьютер IBM 709, что ознаменовало конец первого поколения компьютеров.скачать dle 11.3
+1

Комментариев 1

  1. Офлайн
    юрий
    юрий 5 января 2017 01:17
    0
    Кибернетика однозначно стала основополагающей наукой в современном обществе.В свое время в СССР она была обьявлена лженаукой и поэтому мы очень сильно отстаем в этой области и заметно уступаем западным странам.В то время как в США производители ЭВМ думали как навязать американской семье покупку второго на семью комьютера на постсоветском пространстве его в глаза не видели.

Добавить комментарий

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent