Знаменская А. Ю. и Мармазова О. И.

Донецкий Национальный Университет Экономики и Торговли

им. М. И. Туган-Барановского

История и развитие вычислительной техники

С увеличением объёма вычислений появился первый счётный переносной инструмент - “Счёты”.

В начале 17 века возникла необходимость в сложных вычислениях. Потребовались счётные устройства, способные выполнять большой объём вычислений с высокой точностью. В 1642 г. французский математик Паскаль сконструировал первую механическую счётную машину - “Паскалину”.

В 1830 г. английский учёный Бэбидж предложил идею первой программируемой вычислительной машины (“аналитическая машина”). Она должна была приводиться в действие силой пара, а программы кодировались на перфокарты. Реализовать эту идею не удалось, так как было невозможно сделать некоторые детали машины.

Первый реализовал идею перфокарт Холлерит. Он изобрёл машину для обработки результатов переписи населения. В своей машине он впервые применил электричество для расчётов.

В 1930 г. американский учёный Буш изобрел дифференциальный анализатор -

первый в мире компьютер.

Большой толчок в развитии вычислительной техники дала вторая мировая война. Военным понадобился компьютер, которым стал “Марк-1” - первый в мире цифровой компьютер, изобретённый в 1944 г. профессором Айкнем. В нём использовалось сочетание электрических сигналов и механических приводов. Размеры: 15 X 2,5 м., 750000 деталей.

В 1946 г. группой инженеров по заказу военного ведомства США был создан первый электронный компьютер - “Эниак”. Быстродействие: 5000 операций сложения и 300 операций умножения в секунду. Размеры: 30 м. в длину, объём - 85 м³., вес - 30 тонн. Использовалось 18000 эл. ламп.

Первая машина с хранимой программой - ”Эдсак” - была создана в 1949 г., а в 1951 г. создали машину “Юнивак” - первый серийный компьютер с хранимой

программой. В этой машине впервые была использована магнитная лента для

записи и хранения информации.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ).

В АВМ все математические величины представляются как непрерывные значения каких-либо физических величин. Главным образом, в качестве машинной переменной выступает напряжение электрической цепи. Их изменения происходят по тем же законам, что и изменения заданных функций. В этих машинах используется метод математического моделирования (создаётся модель исследуемого объекта). Результаты решения выводятся в виде зависимостей электрических напряжений в функции времени на экран осциллографа или фиксируются измерительными приборами. Основным назначением АВМ является решение линейных и дифференцированных уравнений.

Достоинства АВМ:

· высокая скорость решения задач, соизмеримая со скоростью прохождения электрического сигнала;

· простота конструкции АВМ;

· лёгкость подготовки задачи к решению;

· наглядность протекания исследуемых процессов, возможность изменения параметров исследуемых процессов во время самого исследования.

Недостатки АВМ:

· малая точность получаемых результатов (до 10%);

· алгоритмическая ограниченность решаемых задач;

· ручной ввод решаемой задачи в машину;

· большой объём задействованного оборудования, растущий с увеличением сложности задачи.

Электронные вычислительные машины (ЭВМ).

В отличие от предыдущих машин в ЭВМ числа представляются в виде

последовательности цифр. В современных ЭВМ числа представляются в виде кодов двоичных эквивалентов, то есть в виде комбинаций 1 и 0. В ЭВМ

осуществляется принцип программного управления. ЭВМ можно разделить на

цифровые, электрифицированные и счётно-аналитические (перфорационные)

вычислительные машины.

ЭВМ разделяются на большие ЭВМ, мини-ЭВМ и микроЭВМ. Они отличаются своей архитектурой, техническими, эксплуатационными и габаритно-весовыми характеристиками, областями применения.

Достоинства ЭВМ:

· высокая точность вычислений;

· универсальность;

· автоматический ввод информации, необходимой для решения задачи;

· разнообразие задач, решаемых ЭВМ;

· независимость количества оборудования от сложности задачи.

Недостатки ЭВМ:

· сложность подготовки задачи к решению;

· недостаточная наглядность протекания процессов;

· сложность структуры ЭВМ, эксплуатация и техническое обслуживание;

· требование специальной аппаратуры при работе с элементами реальной аппаратуры.

Аналого-цифровые вычислительные машины (АЦВМ).

АЦВМ - это такие машины, которые совмещают в себе достоинства АВМ и ЭВМ. Они имеют такие характеристики, как быстродействие, простота программирования и универсальность. Основной операцией является интегрирование, которое выполняется с помощью цифровых интеграторов.

В АЦВМ числа представляются как в ЭВМ (последовательностью цифр), а метод решения задач как в АВМ (метод математического моделирования).