Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Содержимоезаполненных формуляров переносилось на картыпутемсоответствующегоперфорирования.Перфокарты загружались в специальные устройства,соединенные с табуляционной машиной, где онинанизывались на ряды тонких игл, по одной игле накаждую из 240 перфорируемых позиций на карте.Когда игла попадала в отверстие, она замыкала контактв соответствующей электрической цепи машины.Полный статистический анализ результатов занял два споловиной года (втрое быстрее по сравнению спредыдущей переписью).
Впоследствии Холлериторганизовал фирму «Computer Tabulating Recording»(CTR). Молодой коммивояжер этой компании ТомУотсон первым увидел потенциальную прибыльностьпродажи счетных машин на основе перфокартамериканским бизнесменам. Позднее он возглавилкомпанию и в 1924 году переименовал ее вкорпорацию «International Business Machines» (IBM).В1930годупостроилмеханическоевычислительноеустройство“дифференциальныйанализатор”. Это была машина, на которой можнобыло решать сложные дифференциальные уравнения.Однакоонаобладаламногимисерьезныминедостатками.
Прежде всего, это гигантские размеры.Механический анализатор Буша представлял собойсложную систему валиков, шестеренок и проволок,соединенных в серию больших блоков, которыезанимали целую комнату. При постановке задачимашине оператор должен был вручную подбиратьмножество шестереночных передач. На это уходило16Ванневар Буш(1890-1974)обычно 2 - 3 дня. Позднее В. Буш предложил прототипсовременного гипертекста - проект "memex" ("MEMoryEXtention") как автоматизированное бюро, в которомчеловек хранил бы свои книги,записи, любуюполучаемую им информацию таким образом, чтобы влюбой момент воспользоваться ее с максимальнойбыстротой и удобством. Фактически это должно былобыть сложное устройство, снабженное клавиатурой ипрозрачнымиэкранами,накоторыебыпроецировались тексты и изображения, хранящиесяна микрофильмах.
В "memex" следовало установитьлогические и ассоциативные связи между любымидвумя блоками информации. В идеале речь идет огромаднойбиблиотеке,универсальнойинформационной базе данных.Профессор физики, автор первого проектацифровой вычислительной машины, на основедвоичной, а не десятичной системы счисления.Простота двоичной системы счисления в сочетании спростотой физического представления двух символов(0, 1) вместо десяти (0,1,…,9) в электрических схемахкомпьютера перевешивала неудобства, связанные снеобходимостью перевода из двоичной системы вдесятичную и обратно.
Кроме того, применениедвоичнойсистемысчисленияспособствовалоуменьшению размеров вычислительной машины, иснизила бы ее себестоимость. В 1939 году Атанасоффпостроил модель устройства и стал искать финансовойпомощидляпродолженияработы.МашинаАтанасоффа была практически готова в декабре 1941года, но находилась в разобранном виде. В связи сАтанасофф Джон Винсент началом второй мировой войны все работы пореализации этого проекта прекратились. Лишь в 1973(1903-1995)г. приоритет Атанасоффа как автора первого проектатакой архитектуры вычислительной машины былподтвержден решением федерального суда США.17Говард ЭйкенВ 1937 году предложил проект созданиябольшой счетной машины и искал людей,согласныхпрофинансироватьэтуидею.Спонсором выступил Томас Уотсон, президенткорпорации IBM: его вклад в проект составилоколо 500 тыс.
долларов США. Проектированиеновой машины «Марк-1», основанной наэлектромеханических реле, началось в 1939 году влабораториях нью-йоркского филиала IBM ипродолжалось до 1944 года. Готовый компьютерсодержал около 750 тыс. деталей и весил 35 тонн.Машина оперировала двоичными числами до 23разрядов и перемножала два числа максимальнойразрядности примерно за 4 секунды. Посколькусоздание «Марк-1» длилось достаточно долго,пальма первенства досталась не ему, а релейномудвоичному компьютеру Z3 Конрада Цузе,построенному в 1941 году. Стоит отметить, чтомашина Z3 была значительно меньше машиныЭйкена и к тому же дешевле в производстве.Марк -118Конрад Цузе(1910-1995)Машина Z-3В1934году,будучистудентомтехнического вуза (в Берлине), не имея нималейшего представления о работах Ч.
Бэббиджа,К. Цузе начал разрабатывать универсальнуювычислительную машину, во многом подобнуюАналитической машине Бэббиджа. В 1938 году онзавершил постройку машины, занимавшуюплощадь 4 кв.м., названную Z1 (по-немецки егофамилия пишется как Zuse). Это была полностьюэлектромеханическая программируемая цифроваямашина. Она имела клавиатуру для ввода условийзадач. Результаты вычислений высвечивались напанели с множеством маленьких лампочек.
Еевосстановленная версия хранится в музее Verkerund Technik в Берлине. Именно Z1 в Германииназывают первым в мире компьютером. ПозднееЦузе стал кодировать инструкции для машины,пробивая отверстия в использованной 35миллиметровой фотопленке. Машина, работавшаяс перфорированной лентой, получила название Z2.В 1941 г. Цузе построил программно-управляемуюмашину, основанную на двоичной системесчисления - Z3. Эта машина по многим своимхарактеристикам превосходила другие машины,построенные независимо и параллельно в иныхстранах. В 1942 году Цузе совместно савстрийским инженером-электриком ХельмутомШрайером предложили создать компьютерпринципиально нового типа - на вакуумныхэлектронных лампах. Эта машина должна былаработать в тысячу раз быстрее, чем любая измашин, имевшихся в то время в Германии.
Говоряопотенциальныхсферахприменениябыстродействующего компьютера, Цузе и Шрайеротмечали возможность его использования длярасшифровки закодированных сообщений (такиеразработки уже велись в различных странах).Английский математик, дал математическоеопределениеалгоритмачерезпостроение,названное машиной Тьюринга. В период второймировой войны немцы использовали аппарат“Enigma” для шифровки сообщений. Без ключа исхемы коммутации (немцы их меняли три раза вдень) расшифровать сообщение было невозможно.С целью раскрытия секрета британская разведкасобралагруппублестящихинесколькоэксцентричных ученых.
Среди них был математикАлан Тьюринг. В конце 1943 года группа сумелапостроитьмощнуюмашину(вместоэлектромеханических реле в ней применялись19Тьюринг Алан (1912-1954)Джон Мочли(1907 - 1980)Преспер Экерт(род. в 1919)около 2000 электронных вакуумных ламп).Машину назвали “Колосс”. Перехваченныесообщениякодировались,наносилисьнаперфоленту и вводились в память машины. Лентавводиласьпосредствомфотоэлектрическогосчитывающего устройства со скоростью 5000символов в секунду.
Машина имела 5 такихсчитывающих устройств. В процессе поискасоответствия (расшифровки) машина сопоставлялазашифрованное сообщение с уже известнымикодами “Enigma” (по алгоритму работы машиныТьюринга). Работа группы до сих пор остаетсязасекреченной. О роли Тьюринга в работе группыможно судить по следующему высказываниючлена этой группы - математика И. Дж. Гуда. Онотметил, что “ Я не хочу сказать, что мы выиграливойну благодаря Тьюрингу, но беру на себясмелость сказать, что без него мы могли бы ее ипроиграть”. Машина “Колосс” была ламповая(крупный шаг вперед в развитии вычислительнойтехники) и специализированная (расшифровкасекретных кодов).Первой ЭВМ считается машина ЭНИАК(ENIAC, Electronic Numerial Integrator andComputer - электронный цифровой интегратор ивычислитель).
Ее авторы, американские ученыеДж. Мочли и Преспер Экерт, работали над ней с1943 по 1945 годы. Она предназначалась длярасчета траекторий полетов снарядов. Машинапредставляла собой сложнейшее для середины XXвека инженерное сооружение длиной более 30 м.,объемом 85 куб. м, массой 30 т. В ЭНИАКе былииспользованы 18 тыс. электронных ламп, 1500реле, машина потребляла около 150 кВт.
Далеевозникла идея создания машины с программнымобеспечением, хранимым в памяти машины, чтоизменило бы принципы организации вычислений иподготовило почву для появления современныхязыковпрограммирования(ЭДВАК−Электронный Автоматический Вычислитель сдискретными переменными, EDVAC − ElectronicDiscret Variable Automatic Computer). Эта машинабыла создана в 1950 году. В более емкойвнутренней памяти содержались и данные ипрограмма.Программызаписывалисьэлектронным способом в специальных устройствах- линиях задержки. Самое главное было то, что в“ЭДВАК” данные кодировались не в десятичнойсистеме, а в двоичной (сократилось количествоиспользуемых электронных ламп). Дж. Мочли и П.Экерт, после создания своей собственнойкомпании, задались целью создать универсальный20ЭниакДжон фон Нейман(1903 - 1957)компьютердляширокогокоммерческогоприменения - “ЮНИВАК” (UNIVAC, UniversalAutomaticComputerуниверсальныйавтоматический компьютер).
Примерно за год дотого, как первый “Юнивак” вступил вэксплуатацию в Бюро переписи населения в США,партнеры оказались в тяжелом финансовомположении и вынуждены были продать своюкомпанию фирме “Ремингтон Рэнд”. Однако“Юнивак” не стал первым коммерческимкомпьютером.
Им стала машина ЛЕО (LEO,Lyons’ Electronic Office), которая применялась вАнглии для расчета зарплаты работникам чайныхмагазинов (фирма “Лайонс”). В 1973 году, федеральный суд США признал их авторскиеправа на изобретение электронного цифровогокомпьютера недействительными, а идеи заимствованными у Дж.
Атанасоффа.Работая в группе Дж. Мочли и П. Экерта,фонНейманподготовилотчет“Предварительный доклад о машине “ЭДВАК” на101 странице, в котором обобщил планы работынад машиной. Это была первая работа поцифровым электронным компьютерам, с которойпознакомились определенные круги научнойобщественности (по соображениям секретностиработы в этой области не публиковались). С этогомомента компьютер был признан объектом,представлявшим научный интерес. В своемдокладе фон Нейман выделил и детально описалпять ключевых компонентов того, что ныненазывают“архитектуройфонНеймана”современного компьютера.
Для того, чтобыкомпьютер был эффективным и универсальныминструментом он должен включать следующиеструктуры: центральное арифметико-логическоеустройство, центральное устройство управления,запоминающее устройство (память), а такжеустройство ввода-вывода информации. Этасистема должна работать с двоичными числами,бытьэлектронным,анемеханическимустройствомивыполнятьоперациипоследовательно, одну за другой. В нашей стране,независимоотфонНеймана,былисформулированы более детальные и полныепринципы построения электронных цифровыхвычислительных машин (Сергей АлексеевичЛебедев).В 1946 году С. А. Лебедев становитсядиректором института электротехники и в его21Сергей Алексеевич Лебедев(1902 - 1974)МЭСМЭВМ БЭСМ-6составвводиттакжесвоюлабораториюмоделирования и регулирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
