<<
>>

Механизация и автоматизация обработки информации

Почти через двести лет после появления печатного станка были разработаны первые устройства для механической обработки числовой информации, наиболее простой и, с другой стороны, наиболее важной для того периода разновидности информации.
С этого времени начинается механический этап в развитии средств обработки информации. Основное отличие этого этапа состоит в том, что вычис- ления осуществляются путем механических перемещений различных узлов — ры- чагов, валиков различной формы, зубчатых колес и т. д. Первой известной попыткой построения такого механизма является относящийся примерно к 1500 году эскиз суммирующего устройства Леонардо да Винчи. К со- жалению, в то время построить по этому эскизу реальное счетное устройство не удалось. Первое действующее устройство для выполнения сложения было созда- но только в 1623 году Вильгельмом Шиккардом. Он называл свое изобретение «Суммирующими часами», так как оно было создано (к сожалению, в единичном экземпляре) на базе механических часов. Блез Паскаль в 1641-1645 годах раз- работал суммирующую машину, которая получила широкую известность и была выпущена целой серией в 50 машин, из которых 8 экземпляров дошло до наших дней.
Машина Паскаля могла выполнять только операции сложения и вычитания. Готфриду Лейбницу в 1671-1674 годах удалось построить арифмометр — машину для выполнения всех четырех арифметических операций (рис. 1.2, а). Кстати, упомянутые ранее абак и счеты, если говорить более точно, не являются устройствами для обработки информации в полном смысле этого термина. Это устройства только для хранения числовой информации в процессе ее обработки, поскольку арифметические операции над числами все-таки производятся чело- веком. В то время как суммирующую машину Паскаля и арифмометр Лейбница уже можно считать своеобразными «механическими вычислителями», которые выполняли целый ряд вычислительных действий без вмешательства человека.
Рис. 1.2. Арифмометры: а —Лейбница; б —XIX в.; а —XX в.

Так почти 350 лет тому назад появились предшественники современных микро- калькуляторов. Вся эта группа средств обработки информации, включающая в себя и суммирующие «часы» Шиккарда, и машину Паскаля, и широко распространен- ные в конце XIX и начале XX веков арифмометры В. Т. Однера (рис. 1.2, б и в), и нынешние микрокалькуляторы, отличается тем, что человек непосредственно участвует в вычислительном процессе на всех его этапах. В частности, человек не только определяет последовательность выполняемых действий, но и осущест- вляет прямое управление вычислительными действиями. В ходе промышленной революции появились и стали широко использоваться бумажные ленты с отверстиями — перфоленты и листы из плотного картона с отверстиями — перфокарты (рис. 1.3), которые являются разновидностью дол- говременных носителей информации. С помощью определенных комбинаций отверстий на перфолентах и перфокартах задавался конкретный план работы различных устройств. Примером такого рода устройств является автоматический ткацкий станок, изобретенный во Франции в 1801-1808 годах Жозефом Жак- кардом. Работой этого станка управляла перфокарта с заранее нанесенными на нее отверстиями. Наличие или отсутствие отверстия в перфокарте заставляло подниматься или опускаться нить при одном ходе челнока. Станок Жаккарда был первым массовым промышленным устройством, автоматически работающим по заданному плану. Заметим, что план выполнения действий является особого рода информацией, использование которой позволяет достичь заданной цели. Таким образом, в обсуждаемом частном случае роль человека свелась к составле- нию плана выполнения нужных действий, а сами действия уже выполнялись без участия человека — автоматически. Очевидно, должна была возникнуть мысль о том, что машине можно поручить не только выполпение действий по изго- товлению тканей.

По-видимому, можно попытаться поручить ей и выполнение некоторых вычислений, которые в то время были наиболее важной разновидностью действий по обработке информации. Эта мысль возникла у английского мате- матика Чарльза Бэббиджа. В 1822 году он опубликовал статью с описанием так называемой «разностной» машины, предназначенной для вычисления и печати таблиц математических функций, используемых в морской навигации. Разностная машина, которая «умела» выполнять только операции сложения и вычитания при решении однотипных задач, была построена и успешно работала. Затем Бэббидж начат работать над проектом машины, которую впоследствии стали называть «аналитической». По замыслу Бэббиджа, эта машина должна была «уметь» са- мостоятельно решать произвольные задачи с привлечением всех арифметических операций. Эта идея полностью исключала участие человека в вычислениях, сводя его роль к подготовке необходимых числовых данных и, как и в ткацком станке Жаккарда, составлению программы, то есть плана выполнения вычислений, за- фиксированного в некоторой специальной форме.
Рис. 1.3. Перфокарта и перфолента второй половины XX века

ВНИМАНИЕ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Программа представляет собой план выполнения действий, записанный в специ- альной, понятной исполнителю действий форме. Собственно процесс обработки информации должен был выполняться автомати- чески по задашюй программе. Первый эскиз этой машины появился в 1834 году. 1 Iо, несмотря на все затраченные усилия в течение нескольких десятилетий работы, Бэббиджу не удалось реализовать свою идею, в основном из-за несовершенства материальной и технической базы того периода. Хотя аналитическая машина Бэббиджа существовала только в виде проекта, для нее была составлена первая в мире программа.

В 1843 году Ада Лавлейс, дочь английского поэта Джорджа Байрона, опубликовала работу, в которой были заложены основы современного программирования и приведена упомянутая программа. Опередивший свое время проект машины Бэббиджа содержал все основные компоненты вычислительных машин, которые появились только через столетие. В конце XIX века в связи с появлением электрических устройств начался сле- дующий электромеханический этап в развитии средств обработки информации. Его отличительной чертой является сочетание при выполнении вычислительных операций механических перемещений с работой электрических устройств. Первым такого рода устройством считается табулятор — машина, автоматизирующая выполнение простых вычислений на основе данных, нанесенных в виде проби- вок на перфокарты. При этом какие-либо программы вычислений в табуляторах не использовались, а вычислительные операции, как правило, сводились к счи- тыванию с перфокарт больших массивов числовых данных и их последующему суммированию. Первый табулятор был создан Германом Холлеритом в 1887 году. Основу этого устройства составляли простейшие электромеханические реле. Табуляторы широко использовались для выполнения расчетов статистическо- го характера, например для проведения переписи населения в конце XIX века в США, Канаде, России и некоторых других странах. Для производства табуля- торов Г. Холлерит в 1897 году организовал фирму Tabulating Machine Company, которая впоследствии преобразовалась в фирму IBM (от International Business Machines corporation) — широко известного в настоящее время мирового лидера в сфере компьютерного производства. Различного рода табуляторы эффективно использовались во всем мире вплоть до середины XX века. В тридцатых годах XX века в разных странах начались разработки принципиально иных устройств — программно-управляемых релейных вычислительных машин. Считается, что первая в мире программно-управляемая электромеханическая вы- числительная машина под названием «Z-3» была создана Конрадом Цузе в Герма- нии в 1939-1941 годах.
Эта машина могла «помнить» до 64 чисел одновременно и выполняла сложение двух чисел за 0,3 , а умножение — за 5 секунд. Однако в ней не было возможности осуществлять программный выбор одного из несколь- ких возможных вариантов действий. Это не позволяет считать Z-3 универсальной вычислительной машиной.
а 6 Рис. 1.4. Вычислительные машины: а — «Марк-1»; б — ЕNIАС

Полностью идеи Чарльза Бэббиджа впервые были реализованы в машине «Марк-1» (рис. 1.4, а), разработанной в фирме IBM под руководством Говарда Айкена в 1937-1944 годах. Эта машина считается первой в мире программно-управляемой универсальной вычислительной машиной. Вместе с тем устройство для выполнения арифметических действий в машине «Марк-1» было чисто механическим. Затем, в 1947 году, была построена полностью релейная, то есть электромеханическая машина «Марк-2». Она выполняла одну операцию умножения за 0,7 секунды. 1.1.6.

<< | >>
Источник: А. Н. Степанов. Информатика Базовый курс для студентов гуманитарных специальностей высших учебных заведений 6-е издание. 2010

Еще по теме Механизация и автоматизация обработки информации:

  1. ИНФОРМАЦИЯ: ОБРАБОТКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ (
  2. ИНФОРМАЦИЯ: ОБРАБОТКА ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ
  3. ГЛАВА ДЕВЯТАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ В УМЕ
  4. 9. Усвоение и обработка информации
  5. 9. Усвоение и обработка информации
  6. Структура массово-информационной деятельности: сбор, обработка, компоновка, передача, восприятие, трансформация, хранение и использование массовой информации. Потенциальная, принятая и реальная информация. Семантический, синтаксический и прагматический аспекты массово-информационных текстов.
  7. АВТОМАТИЗАЦИЯ
  8. 2. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ. СПЕЦИФИКА И АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ С ИСТОЧНИКАМИ ИНФОРМАЦИИ. ДОСТУП К ИСТОЧНИКАМ ИНФОРМАЦИИ. ПРАВОВЫЕ И ЭТИЧЕСКИЕ НОРМЫ РАБОТЫ С ИСТОЧНИКАМИ ИНФОРМАЦИИ.
  9. Статистическая обработка.
  10. Журналистика как массово-информационная деятельность. Понятия «информация» и «массовая информация». Массовая информация как продукт массово-информационной деятельности. Массовая информация и социальная информация.
  11. ТЕОРИЯ УРОВНЕЙ ОБРАБОТКИ
  12. Обработка материалов
  13. Обработка результатов
  14. 3.3.4. Методы обработки и анализа данных
  15. Алгоритм обработки результатов.
  16. ДАННОЕ: ОБРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКАЯ
  17. Обработка материала
  18. Пример обработки протокола.