История вычислительной техники началась едва ли не раньше, чем
окончательно сформировалось понятие числа. Неспроста в некоторых языках слово
«цифра» происходит от слова «палец» — поначалу счет был неотделим от загибания
пальцев. Пальцы и стали первой «вычислительной
машиной». По мере развития счета развивалась и техника вычислений;
на пальцах, оказалось, можно складывать, вычитать и даже умножать довольно
большие числа.
Простой пример: вы забыли таблицу умножения на 9, а вам
нужно быстро сообразить, сколько будет 9x6. Вы кладете перед собой две руки, отсчитываете слева
шестой палец и загибаете его. Готово: первая цифра произведения 9x6 — слева от
загнутого пальца, вторая — справа. Получился правильный ответ: 54. Можно
перемножать и другие числа, но сложнее.
Теперь уже эти методы никто не вспоминает, но в середине
века пальцевый счет был широко распространен. А знаменитый Фибоначчи в XIII
веке рекомендовал всем осваивать счет на пальцах!
Великий переворот в вычислительной технике произошел с
изобретением абака. Даже если вы не слышали этого слова, вы встречали, и не
раз, русскую разновидность этого прибора — счеты. В разных странах абак выглядел
по-разному (доска с линиями, вдоль которых выкладывали камушки; доска с желобками;
доска с прутиками, на которые нанизывались костяшки; различные таблицы), но
суть его устройства была одна и та же — ряды предметов, отвечающие за разные
разряды числа. Интересно, что все эти «счетные машины», кроме наших счет, были
пятиричными (по пять косточек в ряду). Вычисления на абаке производились в позиционной
системе счисления, даже если использовавший его народ не знал позиционной
формы записи чисел. Можно спорить, появился ли везде абак раньше позиционной
системы счисления, но весьма вероятно, что именно такой прибор натолкнул
древних вычислителей на мысль о знаке для нуля.
Абак долгое время играл особую роль в арифметике (как в
геометрии — циркуль и линейка): задача считалась решенной, только если было
указано, как необходимые вычисления выполнить на абаке. Существовала целая наука
о счете на этой «машине»; особенно большой вклад в ее развитие внес
французский ученый Герберт (950-1003), под конец жизни ставший папой римским
Сильвестром II.
Лишь после повсеместного распространения позиционной
десятичной системы, в которой можно вычислять прямо на листе бумаги, без
вспомогательных средств, абак утратил былое значение.
Но вычисления с развитием торговли, банковского дела,
техники становились все более трудоемкими, и мысль поручить счет машине
оставалась привлекательной. Многие умы занимались этой проблемой; в XVII веке
появились первые механические счетные машины. Около 1632 года немецкий ученый
Вильгельм Шиккард, профессор математики и восточных языков в Тюбингере,
сконструировал первый в истории счетный механизм. Вскоре, в 1642 году, великий
французский математик, физик и философ Блез Паскаль (1623-1662) создал свою
счетную машину. Она умела складывать и вычитать. Механизм этот был прародителем арифмометров, еще
недавно стоявших на столах в каждом учреждении, где приходилось много считать.
В них при счете вращающиеся колеса зацеплялись друг за друга так, что десяток
в каком-либо разряде автоматически превращался в единицу следующего разряда.
Настоящий арифмометр, умевший не только складывать и
вычитать, но умножать и делить, сконструировал замечательный математик и
философ Готфрид Вильгельм
Лейбниц (1646-1716). Список заслуг, которые имеет перед
математикой этот ученый, поистине огромен; но, как видите, и вычислительная
техника была не чужда создателю дифференциального и интегрального исчисления.
Особняком стоит среди счетных машин докомпьютерной эры
логарифмическая линейка. Ее придумал в 20-х годах XVII века английский
математик Вильям Оутред
(1754- 1660). Кстати, это именно он ввел обозначение «х» для умножения.
Линейка необыкновенно удобна: считать на ней можно очень быстро, места почти
не занимает, ее можно всюду носить с собой в кармане. Не зря столько веков
просуществовал этот вычислительный прибор: лишь недавно калькуляторы окончательно
вытеснили логарифмическую линейку из инженерного обихода.
Наконец в первой половине XIX века англичанин Чарльз
Бэббидж (1791-1871) разработал конструкцию машины, достойную называться
первым компьютером. Но эта машина так никогда и не была построена, и лишь через
сто лет появились первые возможности для создания настоящих компьютеров... Но
это уже совсем другая история.
А пока продолжалось развитие механических устройств для
все более сложных вычислений. Так, известный советский математик и корабел А.
Н. Крылов (1863-1945) изобрел машину для решения дифференциальных уравнений. А
в 1915 году берлинская фирма «Аскания» построила вычислительную машину для
расчета времени приливов и отливов на северном побережье Германии. Для составления
расписания приливов и отливов на год автомату нужно было работать около восьми
часов (по тем временам — удивительно быстро!). Самое замечательное то, что эта
машина служила верой и правдой 60 лет — до 1975 года, когда уже вовсю
трудились электронные вычислительные машины!
|