Распространение эвм

Большой вклад в развитие электронно-вычислительной техники внес один из крупнейших американских математиков Джон фон Нейман. Он родился в 1903 г. вБудапеште, а в 1930 г. переехал в США. В 1946 г. была опубликована весьма важная для дальнейшего развития вычислительной техники статья Дж. Фон Неймана, Г. Голдстайна и А. Беркса «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства». В этой статье были высказаны два основных принципа, получивших практическое применение во всех современных электронных вычислительных машинах: переход к двоичной системе счисления для представления чисел и использование хранимой программы. Хранимая в памяти программа позволяла преодолеть важнейший недостаток ЭНИАКа - затраты времени на набор и подготовку программы на коммутационной доске. Программу, как и исходные числа, предлагалось хранить в памяти машины. Отдельные команды вызывались из памяти устройством управления, расшифровывались и использовались для извлечения чисел из памяти, выполнения требуемых операций и отсылки результатов в память. Статья также содержала ряд важных рекомендаций по конструированию машин и методике программирования.

Вскоре идеи Неймана нашли практическое воплощение. Уже в 1949 г. под руководством профессора М. В. Уилкса в Кембриджском университете была построена английская машина ЭДСАК, которая оказалась первой электронной вычислительной машиной с хранимой программой и промежуточной внутренней памятью. Скорость выполнения арифметических операций составляла: для сложения - 0,07 миллисекунды, умножения - 8,5 миллисекунды. Ввод данных в машину производился с помощью перфоленты, вывод с помощью пишущей машинки. Годом позже было завершено создание американской машины ЭДВАК.

О первой программе и ее авторе

Всем известно имя великого английского поэта Джорджа Байрона. Но мало кто знает о его дочери Аде Августе (леди Лавлейс), разработавшей первый язык общения с вычислительной машиной и ставшей первой программисткой.

Десятки поэтических произведений сделали бессмертным имя Байрона. И всего 50 страниц математической прозы, опубликованной в виде малозаметных «Приложений переводчика» к книге Л. Ф. Менабреа «Очерк аналитической машины, изобретенной Чарльзом Бэббиджем», прославили имя Ады Лавлейс. Ее математические способности проявились довольно рано. Юная Ада посещала мастерскую Бэббиджа, увлеченно изучала возможности его интересной идеи. Она написала программу для вычисления чисел Бернулли, первую программу для вычислительной машины. Эта программа вызвала восторг Бэббиджа. Интересно также отметить, что терминология, которую ввела леди Лавлейс, в некоторой степени используется и современными программистами. Так, ей принадлежат термины: рабочей ячейки, цикл и др.

Двоичная система и булева алгебра,

В такой системе счисления числа записываются с помощью двух символов (1 и 0).

История

 Полный набор из 8 триграмм и 64 гексаграмм, аналог 3-битных и 6-битных цифр, был известен в древнем Китае в классических текстах книги Перемен. Порядок гексаграмм в книге Перемен, расположенных в соответствии со значениями соответствующих двоичных цифр (от 0 до 63), и метод их получения был разработан китайским учёным и философом Шао Юн в XI веке. Однако нет доказательств, свидетельствующих о том, что Шао Юн понимал правила двоичной арифметики, располагая двухсимвольные кортежи в лексикографическом порядке.

 Индийский математик Пингала (200 год до н. э.) разработал математические основы для описания поэзии с использованием первого известного применения двоичной системы счисления.

 Прообразом баз данных, широко использовавшихся в Центральных Андах (Перу, Боливия) в государственных и общественных целях в I—II тысячелетии н. э., была узелковая письменность Инков— кипу, состоявшая как из числовых записей десятичной системы, так и не числовых записей в двоичной системе кодирования. В кипу применялись первичные и дополнительные ключи, позиционные числа, кодирование цветом и образование серий повторяющихся данных. Кипу впервые в истории человечества использовалось для применения такого способа ведения бухгалтерского учёта как двойная запись.

 Наборы, представляющие собой комбинации двоичных цифр, использовались африканцами в традиционных гаданиях (таких как Ифа) наряду со средневековой геомантией.

 В 1605 году Френсис Бэкон описал систему, буквы алфавита которой могут быть сведены к последовательностям двоичных цифр, которые в свою очередь могут быть закодированы как едва заметные изменения шрифта в любых случайных текстах. Важным шагом в становлении общей теории двоичного кодирования является замечание о том, что указанный метод может быть использован применительно к любым объектам.

Современная двоичная система была полностью описана Лейбницем в XVII веке в работе Explication de l’Arithmétique Binaire. В системе счисления Лейбница были использованы цифры 0 и 1, как и в современной двоичной системе. Как человек, увлекающийся китайской культурой, Лейбниц знал о книге Перемен и заметил, что гексаграммы соответствуют двоичным числам от 0 до 111111. Он восхищался тем, что это отображение является свидетельством крупных китайских достижений в философской математике того времени.

 В 1854 году английский математик Джордж Буль опубликовал знаковую работу, описывающую алгебраические системы применительно к логике, которая в настоящее время известна как Булева алгебра или алгебра логики. Его логическому исчислению было суждено сыграть важную роль в разработке современных цифровых электронных схем.

 В 1937 году Клод Шеннон предствил к защите кандидатскую диссертацию Символический анализ релейных и переключательных схем в MIT, в которой булева алгебра и двоичная арифметика были использованы применительно к электронным реле и переключателям. На диссертации Шеннона по существу основана вся современная цифровая техника.

 В ноябре 1937 года Джордж Штибиц, впоследствии работавший в Bell Labs, создал на базе реле компьютер «Model K» (от англ. «Kitchen», кухня, где производилась сборка), который выполнял двоичное сложение. В конце 1938 года Bell Labs развернула исследовательскую программу во главе со Штибицом. Созданный под его руководством компьютер, завершённый 8 января 1940 года, умел выполнять операции с комплексными числами. Во время демонстрации на конференции American Mathematical Society в Дартмутском колледже 11 сентября 1940 года Штибиц продемонстрировал возможность посылки команд удалённому калькулятору комплексных чисел по телефонной линии с использованием телетайпа. Это была первая попытка использования удалённой вычислительной машины посредством телефонной линии. Среди участников конференции, бывших свидетелями демонстрации, были Джон фон Нейман, Джон Мокли и Норберт Винер, впоследствии писавшие об этом в своих мемуарах.