ТЕМА 2. История развития информатики

Историю развития информатики принято разбивать на два больших этапа: предысторию и историю.

Предыстория такаяже древняя, как и история развития человеческого общества. В предыстории условно выделяют ряд этапов. Каждый из этих этапов характеризуется по сравнению с предыдущим резким возрастанием возможностей хранения, передачи и обработки информации.

Начальный этап предыстории – освоение гуманоидами развитой речи. Членораздельная речь, язык стали специфическим социальным средством хранения и передачи информации.

Второй этап – возникновение письменности. С появлением письменности всего резко возросли возможности по хранению информации. Человек получил искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность и как средство для передачи информации. Кроме того, возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук (вспомним Древнюю Грецию, например). С этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия натурального числа. Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.

Третий этап – книгопечатание. Книгопечатание (1445 г.) можно смело назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим этот этап не столько увеличил возможности по хранению (хотя и здесь был выигрыш: рукописный источник – часто один, редко два экземпляра, печатная книга – целый тираж экземпляров, а следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении (вспомним «Слово о полку Игореве»)), сколько повысил доступность информации и точность ее воспроизведения.

Четвертый и последний этап предыстории связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики) и начинающейся в то время научно-технической и одновременно технологической революциями. Этот этап характеризуется возникновением таких новых средств передачи информации, как радио, телефон и телеграф, к которым по завершению этапа добавилось и телевидение. Появились новые возможности по получению и хранению информации – фотография и кино. К ним также очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (ленты и диски).

Как это ни странно, потребность в громоздких вычислениях возникла уже в античные времена. Значительный товарооборот между странами Средиземноморья требовал объемных расчетов количества товаров и их стоимости. Привычный нам способ расчетов «в столбик» тогда не существовал, поскольку позиционная система счисления на базе арабских цифр, позволяющая такой способ расчетов, стала известна в Европе только в начале X века. В такой ситуации люди изобрели простейшее устройство для механизации арифметических расчетов, которое в разных регионах было устроено немного по-разному и, естественно, по-разному и называлось.

Такое устройство позволяло выполнять четыре арифметических действия и активно использовалось в нашей стране вплоть до начала восьмидесятых годов XX века, под названием русские счеты.

Когда человечество вступило в эпоху Великих географических открытий (XV – XVII века), возникла необходимость определения координат судов в открытом море. Для этого потребовалось создание навигационных таблиц, требующее сложных и громоздких расчетов. Вообще по мере развития техники и технологий потребность в точных расчетах только росла. За последующие три сотни лет было изобретено и изготовлено много видов механических счетных приборов, некоторые из которых успешно применялись до середины XX века.

К 1808 году относится создание французским изобретателем Жаккаром (Joseph Marie Jacquard) (для нужд ткацкого производства) перфокарты, которое было высоко оценено Наполеоном I.

В 1823 г. английский учёный Ч. Бэббидж разработал проект «разностной машины» – прообраз современной программно-управляемой машины. Машина Бэббиджа имела четыре основные части: склад для хранения чисел, мельницу для операций над ними, устройства управления и ввода/вывода. Все попытки Бэббиджа воплотить машину в металле были безуспешны, несмотря на большие (для того времени) затраты государственных и личных средств. Изготовить ее при тогдашнем уровне развития производства было невозможно. Полностью она была воспроизведена только в 1991 г. к 200-летию со дня рождения её автора. Она состоит из 4000 деталей и может вычислять разности до 7-го порядка

Петербургский инженер Т. Однер конструирует механический (цифровой) арифмометр в 1880 году. Его модификация «Феликс» выпускалась в СССР до конца 50-х годов

В 1888 году в США Г. Холлерит создаёт особое устройство – табулятор, в котором информация, нанесённая на перфокарты, расшифровывалась электрическим током. Это было первое электрическое счетное устройство, которое выпускалось промышленными партиями.

Прогрессом в области компонентов вычислительной техники мир во многом обязан фирме Motorola, основанной в США в 1928 г. Ее персоналу удалось создать электронные узлы многих зарубежных вычислителей.

В 1936 г. английский математик А. Тьюринг опубликовал доказательство того, что любой алгоритм может быть реализован с помощью дискретного автомата. Он предложил абстрактную схему такого автомата, получившего название «машины Тьюринга» и положившего начало целому поколению моделей в теории автоматов. Этой разработкой была доказана возможность создания универсального цифрового вычислителя. В том же 1936 г. независимо от Тьюринга похожая идея абстрактного автомата была опубликована Э. Постом.

Работы по созданию электрических цифровых вычислительных машин были начаты в 1936 – 1938 годах немецким инженером К. Цузе, американским физиком Дж. В. Атанасовым и американским математиком К. Шенноном. И уже в 1939 г. инженером Дж. Стибницем была создана релейная машина Bell, выполнявшая действия над комплексными числами в двоично-пятеричной системе счисления, а Дж. фон Нейманом – вычислитель MANIAC. Тогда же У. Хьюлетт и Д. Паккард основали компанию для производства компонентов первых вычислительных устройств.

В 1938 году американский математик и инженер Клод Шеннон связал булеву алгебру (аппарат математической логики), двоичную систему кодирования и релейно-контактные переключательные схемы, заложив основы будущих ЭВМ.