Skaičiavimo technikos vystymosi istorija
5 (100%) 1 vote

Skaičiavimo technikos vystymosi istorija

Skaičiavimo technikos vystymosi istorija

Kompiuterių raida

Nūdienis kompiuteris dar labai jaunas – jam vos pusšimtis metų. Tačiau žmogus jau nuo seno stengėsi kurti įvairias priemones, kurios palengvintų jo intelektualinę veiklą – pirmiausia skaičiavimus. Šiam tikslui ir buvo sukurtos elektroninės skaičiavimo mašinos.

Pirmosios mašinos tik skaičiavo, tačiau jų taikymo sritis nuolat plėtėsi. Dabartinės skaičiavimo mašinos gali apdoroti įvairiausią informaciją: versti iš vienos kalbos į kitą, iš pateiktų ligos simbolių nustatyti diagnozę, žaisti šachmatais, užsakyti lėktuvo, traukinio bilietus ir t. t. todėl jas geriau tiktų vadinti informacijos apdorojimo. O ne skaičiavimo mašinomis. Bet istoriškai liko pirminis pavadinimas. Pastaruoju metu vis dažniau jos vadinamos kompiuteriais (žodis “kompiuteris” kilęs iš “computer” (angl.), o šis – iš “computo” (lot.) – suskaičiuoju).

Pirmoji skaičiavimo priemonė buvo rankų ir kojų pirštai. Todėl natūralu, kad kuo didesni skaičiai (drauge ir skaičiavimo sistemos) buvo sudaromi, remiantis pirštų skaičiavimu.

Vėliau imta naudoti įvairius daiktus: lazdas su įpjovomis, virves su mazgais. Dar prieš tūkstančius metų iki mūsų eros buvo kuriami skaičiavimo mechanizmai. 3000 m. pr. Kr. Šumerai sukūrė skaičiavimo mechanizmą, kurį sudarė dėžė pripildyta juodų ir baltų akmeninių rutuliukų. 2000 m. pr. Kr. kinai suvėrė akmeninius rutuliukus ir sudėjo į dėžę. Senovės graikai ir romėnai naudojo panašius skaičiavimo įtaisus, vadinamuosius abakus (V a. pr. Kr.). Tai lenta, suskirstyta į juostas (skirsnius), ant kurių dėliojami akmenukai. Išmoningi meistrai abakui suteikdavo ir kitokį pavidalą – stalelio, suolo ir pan. Manoma, kad pirmasis abakas buvo stalelis, pabarstytas smėliu. Gal todėl ir pavadinimą filologai kildina iš hebrajų kalbos žodžio abaq – dulkės. Skaičiuojant abaku, akmenėliai būdavo perkeliami iš vienos vietos į kitą. Dar abakai aprašomi kaip įtaisai, kuriuos sudarė suverti eilėmis ir įrėminti slankiojantys rutuliukai. Rėmas pertvara buvo padalintas į dvi dalis: “dangų” ir “Žemę”. Kiekvienoje “dangaus” eilėje buvo suverta po 2 rutuliukus, kurių kiekvieno vertė pasidarydavo lygi 5, kai jis pasiekdavo pertvarą. Kiekvienoje “žemės” eilėje buvo suverta po 5 rutuliukus, kurių kiekviena, pasiekęs pertvarą, įgaudavo vertę, atitinkančią skaičių 1. Todėl abakas yra ilgai ir plačiai naudotų “skaitliukų” protėvis. O ar nelengviau būtų buvę skaičiuoti raštu? Bet ant ko užrašyti?! Pergamentas buvo brangus, o popierius Europoje atsirado tik XII a. be to, beveik iki XV a. buvo vartojama tik romėniškoji skaičiavimo sistema – o ja sunku raštu atlikti veiksmus.

Abakas buvo naudojamas ilgai – beveik visa žmonijos istorija minį jį. Kiekviena šalis ką nors keisdavo, tobulindavo. Tik daug vėliau ėmė rastis mechaninės mašinos. Daugiausia reikšmingų skaičiavimo įtaisų buvo sukurta XVII – XIX amžiais. Įdomiausi iš jų Chronologine tvarka aprašyti toliau.

Logaritminė liniuotė

1614 – 1620 metais atsiranda logaritminė liniuotė (Slide rule). Ją sukūrė škotas Edmundas Gunteras pagal Johno Napiero logaritmines lenteles. Jo liniuotėje logaritminės atkarpos buvo sudedamos skriestuvu. 1630 metais skriestuvas pakeistas slankikliu.

Paskalina

Vieną iš tobulesnių mechaninių skaičiavimo mašinų, išlikusių iki šių dienų ir turėjusių didelę įtaką kitiems mokslininkams, 1642 metais sukūrė prancūzų mokslininkas Blezas Paskalis (Blaise Pascal, 1623 – 1662).

Jaunas Blezas, ilgas valandas padėdavęs tėvui, tuometiniam mokesčių rinkimo valdininkui, skaičiuoti pinigus, sugalvojo įrenginį, galintį atlikti sudėtį. Amžininkai įrenginį pavadino “Pascalina”. Jį sudarė ratukai, ant kurių buvo užrašyti skaitmenys nuo 0 iki 9. Ratukai turėjo dantračius. Apsisukęs vieną kartą, ratukas užkabindavo gretimą ratuką ir pasukdavo jį per vieną skaitmenį, t. y. atitinkama skaičiaus skiltis padidėdavo vienetu. B. Paskalio taikytas “surištų ratukų” principas buvo naudojamas beveik visuose vėliau sukurtuose mechaniniuose skaičiuotuvuose.

B. Paskalis vėliau tapo žymiu matematiku ir filosofu, tačiau jo nuopelnai kompiuterių istorijai prisimenami iki šiol. Jo vardu pavadinta viena iš populiariausių programavimo kalbų – Paskalio programavimo kalba.

Leibnico mašina

Pagrindinis “Paskalinos” trūkumas buvo tas, kad ja iš esmės buvo galima atlikti tik sudėtį. Visi kiti veiksmai buvo gaunami labai sudėtingai ir praktiškai nevartojami. Todėl ieškota patobulinimų.

1672 metais žymus vokiečių matematikas Gotfrydas Leibnicas (Gottfried Wilhelm von Leibniz, 1646 – 1716) sukūrė skaičiavimo mašiną, kuria buvo galima lengvai atlikti visus keturis aritmetikos veiksmus. Tai buvo pirmasis mechaninis skaičiuotuvas.

G. Leibnicas taip pat išsamiai ištyrė dvejetainę skaičiavimo sistemą, aprašė jos veiksmus ir taisykles. Tik po 300 metų ši sistema tapo elektroninių kompiuterių veikimo pagrindu.

Automatinės staklės

Prancūzas Žosefas Žakardas (Joseph-Marie Jacquard, 1752 – 1834) 1801 metais sukūrė visiškai automatizuotas plono natūralaus šilko audimo stakles. Šis išradimas iš pirmo žvilgsnio lyg ir nieko bendra neturėjo su skaičiavimais.

Staklės buvo
valdomos perforuotomis kortomis (perfokortomis) – kartono stačiakampiais su pramuštomis skylutėmis. Kiekvienam šaudyklės ėjimui buvo sudaroma atskira korta. Šitaip būdavo užkoduojamas visas audimo raštas. Tačiau kortų reikėdavo labai daug. Pavyzdžiui, paties išradėjo portretui išausti buvo panaudota keliasdešimt tūkstančių perfokortų.

Perfokortų idėja – automatizuotas valdymas iš išorės – vėliau buvo panaudotas kuriant ne tik mechanines, bet ir elektronines skaičiavimo mašinas. Tokio pat pobūdžio kortos 1946 – 1960 metais buvo panaudotos pirmuose kompiuteriuose.

Čarlzo Babidžo analitinė mašina

Šiuolaikinių kompiuterių konstravimo ir darbo principus sukūrė anglų matematikas, Kembridžo universiteto profesorius, pramoninkas Čarlzas Babidžas(Charles Babbage, 1791 – 1871). Tuo darbu užsiimti jį paskatino daugybė klaidų matematikos lentelėse, kurias jis naudodavo savo paskaitose dėstydamas universitete.

1822 metais pagamintu modeliu buvo nustatinėjamos antros eilės daugianarių reikšmės aštuonių ženklų tikslumu. Mašina pavadinta skirtumine, nes jos veikimas buvo pagrįstas baigtinių skirtumų metodu. Esminis jos trūkumas – ji galėjo atlikti tik vieną užduotį. Jei reikėdavo atlikti kitokią skaičiavimo operaciją, tekdavo keisti visą mašinos mechanizmą.

Todėl Č. Babidžas nusprendė sukurti universalia skaičiavimo mašiną. Jis parengė jos projektą, pavadino analitine mašina. Deja, dėl lėšų stokos (vyriausybė neparėmė Č Babidžo projekto) bei tuometinės technologijos netobulumo mašina nebuvo sukurta. Nedidelė veikianti dalis ir keletas brėžinių 1843 metais buvo atiduoti saugoti Karališkojo koledžo muziejui Londone.

Tai būtų buvusi pirmoji programuojama skaičiavimo mašina. Ją turėjo sudaryti dvi pagrindinės dalys: “malūnas” ir “sandėlis” (pagal dabartinę terminiją – aritmetinis įrenginys ir atmintinė). Komandos ir duomenys turėjo būti išvedami iš perfokortų. Rezultatams išvesti buvo galima naudoti perfokortas bei automatinį spausdintuvą. Taigi analitinė mašina turėjo visas modernaus kompiuterio dalis, todėl pelnytai Č.Babidžas vadinamas kompiuterio tėvu. Jis buvo pirmas, kuris suprato, kad skaičiavimo mašina turi turėti penkis pagrindinius komponentus.

1. Įvesties įrenginys – informacijai įvesti į skaičiavimo mašiną. Č. Bebidžas panaudojo Žakaro perfokortas, kurios sėkmingai buvo naudojamos iki aštuoniasdešimtųjų metų

2. Atmintis – skaičiams ir programų komandoms saugoti Č. Babidžas naudojo perfokortas.

3. Aritmetinis įrenginys – atlieka skaičiavimo procesą. Č. Babidžas vadino jį “malūnu”. Dar ir dabar šis terminas vartojamas laikui, sunaudotam programos skaičiavimams apibrėžti.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1178 žodžiai iš 3877 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.