Роль вычислительной техники в научно-техническом прогрессе.

Этапы НТП

1:  Появление в конце  XVIII века паровой машины и последующей замене мускульного труда машинами, что позволило выполнять такую сложную и трудную физическую работу, которая принципиально невыполнима для людей или животных..

            С ростом производственных мощностей иссякали возможности человека управлять ими:

а) -  не хватало физических сил (питание, отдых, сон).

б) – управление производилось слишком медленно.

Время получения целесообразного ответа: (инерция органов чувств, передача нервных импульсов к коре мозга, время переработки информации мозгом, передача нервных импульсов к исполнительным органам человека, инерция исполнительных органов) не менее 0.1 сек. Кроме того человеку свойственно: сомнения, колебания, неуверенность, раздражительность, усталость и пр. Отсюда:

2: Появление ЭВМ. (Например: невозможность космических полетов без ВТ. Расчет траектории управляемой ракеты 1 человеком с калькулятором займет около 2-х лет + огромная возможность ошибок расчета)

Применение ЭВМ.

Краткая история развития ВТ.

(Вклад отечественной науки в развитие ВТ.. История и перспективы развития.)

            Механизация вычислений – пальцы, потом деревянные палочки с зарубками (бирки), веревочки с узелками, группы камешков, раскладываемых в ямки.

 Абак – первое устройство для вычислений (доска с продолговатыми лунками, в которые укладывалось строго определенное количество камушков). Более 1000 лет. Точное время неизвестно

            Счеты – точное время неизвестно. На Руси – в конце XV века, современная форма- около 300 лет назад.

Начало истории ВМ – XVII век.

В 1617 г. шотландец Джон Непер  описал специальные палочки для производства быстрого умножения и деле­ния на счетах.

1623 г. – первая попытка создать суммирующее устройство.

1642 г. – французский математик Блез Паскаль – первое суммирующее устройство. Практического применения не получило. Ненадежно, сложно в работе.

            Математик Г.В. Лейбниц пытаясь улучшить машину Паскаля убедился в неудачном принципе ее построения и разработал собственную конструкцию.

1694 г. – немецкий математик (Г.В.) Готфрид Лейбниц – первый арифмометр (4 арифметических действия).

Основа – цилиндр с девятью ступеньками разной длины (ступенчатый валик). Широкого распространения не получил, но идея ступенчатого валика использовалась даже в ХХ веке.

1770 г. – Евна Якобсон, часовщик, г. Несвиж, первое суммирующее устройство в России.

  Идею построения вычислительной цифровой  машины впервые высказал английский математик Чарльз Бэббидж.  В 1833 г. им был предложен  проект «аналитической машины», которая должна была выполнять элементар­ные арифметические операции, запоминать исходные данные и результаты, а также  группу управляющих команд. Бэббидж посвятил построению машины всю свою жизнь, но она так и не смогла начать работать, ибо получилась громоздкой и не­надежной, так как уровень развития техники в то время был слишком низок. О проекте Бэббиджа забыли, а развитие цифровой техники пошло по пути совершенствования арифмометров.   

1874 г. - русский инженер В.Т. Однер – зубчатое колесо для арифмометра с переменным числом зубьев. (Вместо ступенчатого валика Лейбница)

1878 г. – русский академик П.Л. Чебышев – арифмометр нового принципа (на зубчатых колесах В.Т Однера)

Середина XIX века – первые аналоговые вычислительные устройства.

1904 г. (1911?) – русский академик А.Н. Крылов – машина для решения линейных дифференциальных уравнений.

Первая в СССР механическая АВМ – под руководством чл.корр. АН СССР И.Н.Брука.

1940 г. - первая в СССР электронная АВМ – под руководством проф. Л.И. Гутенмахера.

Развитие арифмометров – электропривод, реле, шаговые искатели. Промышленно выпускались до 80 годов ХХ века.

1943 г. – Гарвардский (Пенсильванский?)  университет, американские ученые Джон  Мокли и Дж.   Преспер Эккерт приступили к созданию первой электронной ЭВМ для военных целей (расчет артиллерийских баллистических таблиц). Закончена в конце 1945 г. (18 тыс. электронных ламп, 15 тыс. реле, 150 кВт)

США   Джоном  Мокли и Дж.   Преспером Эккертом в 1945 г. Она называлась ЭНИАК   (ENIAC —  Electronic Numerical Integrator and Computer, т. е. электронный числовой интегратор и вычислитель).

1946 г. - американские ученые Д. Моучли, Д. Эккерт – первая в мире электронная цифровая ВМ "ЭНИАК"

(ENIAC —  Electronic Numerical Integrator and Computer, т. е. электронный числовой интегратор и вычислитель).

. Основной элемент - триггеры (электронные реле), разработанные в 1918 г. русским ученым М.А. Бонч-Бруевичем.

Скорость операций: сложение  0,0002 с, умножение 0,0028 с. но управление счетом осуществлялось вручную, поэтому выигрыш от скорости вычислений почти полностью терялся из за проигрыша времени на подготовительных операциях. 

 В СССР первая электронная ЦВМ появилась в 1951 г. (МЭСМ) под руководством проф. С.А. Лебедева и принципиально отличалась от ЭНИАК . Идеи, заложенные в МЭСМ стали прототипом для мирового цифрового математического машиностроения.

СССР, проф. С.А.Лебедев 1951 г. – МЭСМ,

 Одной из первых на МЭСМ была решена задача расчета линии передачи электроэнергии Куйбышев — Москва.

БЭСМ-6 – лучшая в мире на протяжении 10 лет (15 лет серийного выпуска!)

Почти одновременно в разных научных коллективах в СССР создаются ЭВМ "Стрела", "Урал", "Минск" и др., которые составили семейство отечественных ЭВМ первого поколения ( на электронных лампах). В дальнейшие годы изменение элементной базы и инженерных решений привели к появлению  еще трех поколений ЭВМ (транзисторы, микросхемы, БИС и СБИС).