Информационные и компьютерные технологии (Бикеева Н.Г.)

Развитие вычислительной техники можно разбить на  следующие периоды:

Ø  Ручной  (VI век до н.э.  -   XVII век н.э.)

Ø  Механический (XVII век  -  середина XX века)

Ø  Электронный   (середина  XX  века  -   настоящее время)

Пальцы оказались прекрасной вычислительной машиной. С их помощью можно было считать до 5, а если взять две руки, то и до 10. А в странах, где люди ходили босиком, по пальцам легко было считать до 20. Тогда этого практически хватало для большинства потребностей людей.

Пальцы оказались настолько тесно связанными со счетом, что на древнегреческом языке понятие "считать" выражалось словом "упятерить". Да и в русском языке слово "пять" напоминает "пясть" - часть кисти руки (слово "пясть" сейчас упоминают редко, но производное от него - "запястье" - часто используют и сейчас).  Кисть руки, пясть, - синоним и фактически основа числительного «ПЯТЬ» у многих народов. Например, малайское «ЛИМА» означает одновременно и « рука» и «пять».

Однако известны народы, у которых единицами счёта были не пальцы, а их суставы.

 Научившись считать по пальцам до десяти, люди сделали следующий шаг вперед и стали считать десятками. И если одни папуасские племена умели считать лишь до шести, то другие доходили в счете до нескольких десятков. Только для этого приходилось приглашать сразу много счетчиков.

Затем появился счет с перекладыванием камней, счет с помощью чёток…  Это был существенный прорыв в счетных способностях человека — начало абстрагирования цифры.

Издревле употреблялся еще один вид инструментального счета - с помощью деревянных палочек с зарубками (бирок). 

Также применялись узелки на веревках, значительно позже получившие мощное развитие у инков. Система цветных веревок с завязанными на них узелками у них называлась «кипу».

Китайцы, индийцы, перуанцы использовали для представления чисел и счета веревки с узелками. 

               

Около 3000 лет назад (V век до нашей эры), в Египте для счета стали использовать первый счетный прибор — абак, с которого и началось развитие вычислительной техники.

С появлением абака начинается домеханический период. Происхождение слова Абак не установлено. Большинство ученых считает, что оно произошло от семитического корня - «Абак» означает дощечку, покрытую слоем пыли.

Первое упоминание об египетском абаке принадлежит Геродоту. В IV веке до н.э. Пифагор считал целесообразным обучать правилам работы на абаке учеников. Первый дошедший до нас рисунок абака на греческой вазе принадлежит III веку до н.э.

Древнегреческий абак (доска или "саламинская доска" по имени острова Саламин в Эгейском море) представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проходились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единица, другая - десяткам и т.д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующем разряде.

В V веке до н.э  абак получил широкое распространение в Греции и Египте.

Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.

В древнем Риме Абак назывался CALCULI, или  ABACULI, и изготовлялся из бронзы, камня, слоновой кости или цветного стекла. Слово  CALCULUS означает «галька», «голыш». От этого слова произошло позднейшее латинское CALCULATORE (вычислять) и наше - «калькуляция».

Позже, в  VI  веке нашей эры, появились китайские счеты суан-пан. Они состояли из деревянной прямоугольной рамки, в которой параллельно друг другу протянуты проволоки числом от 9 и более и разделенной на две неравные секции.

Японский Абак - соробан - происходит от китайского суан-пана, который был завезен в Японию в Х\/ - Х\/I  веках.

На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение "дощаной счет".

Но ни абак, ни выше перечисленные предметы нельзя было назвать вычислительными машинами. Это действительно были лишь вычислительные приспособления.

В дневниках гениального итальянца Леонардо да Винчи (1452-1519)уже в наше время был обнаружен ряд рисунков, которые оказались эскизным наброском суммирующей вычислительной машины на зубчатых колесах, способной складывать 13-разрядные десятичные числа.

Специалисты известной американской фирмы IВМ воспроизвели машину в металле и убедились в полной состоятельности идеи ученого. Его суммирующую машину можно считать изначальной вехой в истории цифровой вычислительной техники. Это был первый цифровой сумматор, своеобразный зародыш будущего электронного сумматора - важнейшего элемента современных ЭВМ, пока еще механический, очень примитивный (с ручным управлением).

Через сто с лишним лет после смерти Леонардо да Винчи нашелся другой европеец - немецкий ученый Вильгельм Шиккард (1592-1636) - профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена (Германия), не читавший, естественно, дневников великого итальянца, - который предложил свое решение этой задачи.

Причиной, побудившей Шиккарда разработать счетную машину для суммирования и умножения шестиразрядных десятичных чисел, было его знакомство с польским астрономом И. Кеплером. Ознакомившись с работой великого астронома, связанной в основном с вычислениями, Шиккард загорелся идеей оказать ему помощь в нелегком труде. В письме на его имя, отправленном в 1623 г., он приводит рисунок машины и рассказывает, как она устроена.

В наши дни рабочая система устройства была воспроизведена по чертежам и подтвердила свою работоспособность. Сам изобретатель назвал машину «суммирующими часами».

Большой вклад внес шотландец Джон Непер (1550-1617), теолог, математик и изобретатель. Непер придумал в 1617 г. способ перемножения и деления чисел, заменив их сложение и вычитание.  Его инструмент, получил название «костяшки Непера» (или «палочки Непера»). Манипуляции с блоками позволяют извлекать квадратные или кубические корни, умножать и делить большие числа.

Изобретение  логарифмических  линеек  Изобретателями первых логарифмических линеек считают Уильяма Отреда и Ричарда Деламейна. В 1654 году англичанин Роберт Биссакер предложил конструкцию прямоугольной логарифмической линейки, сохранившуюся в принципе до нашего времени. Аналогичную конструкцию изобрел в 1657 году лондонский учитель математики Сет Патридж.