«Развитие вычислительной техники до конца XIX века»

Задолго до появления первых счетных устройств люди изыскивали различные возможности для проведения вычислений. Они пользовались для этого пальцами рук, камешками, которые складывали в кучки или располагали в ряд. Число предметов фиксировалось с помощью черточек, которые проводились по земле, зарубок, которые делались на палках, и узелков, которые завязывались на веревке.

    С увеличением объема вычислений начался поиск способа выполнять их с помощью какого-нибудь инструмента. Самым древним и хорошо известным счетным инструментом являются счеты. Счеты – это переносное устройство, состоящее из деревянных кружочков, навязанных на деревянный или металлический стержень. Такое устройство позволяет быстро и точно производить простые арифметические действия над большими числами, такие, как сложение, вычитание, умножение и деление.

    До сих пор никто не может точно назвать время появления счетов. Историки сходятся во мнении, что их возраст составляет 2000–5000 лет, а их родиной могут быть и древний Китай, и древний Египет, и древняя Греция. Счеты и по сей день используются во многих странах мира.

    На протяжении сотен лет устройства, создававшиеся для облегчения выполнения вычислительных операций, по принципу действия были так же просты, как счеты. Однако вначале XVII века, когда математика стала играть ключевую роль в науке, специалисты в области физики и астрономии столкнулись с необходимостью проведения сложных и громоздких вычислений. Потребность в более совершенных вычислительных инструментах становилась все более очевидной. Требовались машины, которые были бы способны выполнять большой объем вычислений с высокой точностью и за малое время. Другими словами, это должны были быть машины, делающие процесс вычислений достаточно простым и экономящие время.

     В 1642 году девятнадцатилетний французский математик Блез Паскаль сконструировал первую в мире механическую счетную машину, известную как суммирующая машина Паскаля (“Паскалина”). Эта машина представляла собой комбинацию взаимосвязанных колесиков и приводов. На колесиках были нанесены цифры от 0 до 9. Когда первое колесико делало полный оборот от 0 до 9, в действие автоматически приводилось второе колесико. Когда и оно достигало цифры 9, начинало вращаться третье и так далее. Машина Паскаля могла только складывать и вычитать.

    Потребовалось свыше 50 лет для создания более совершенного устройства, чем суммирующая машина Паскаля. И счеты, и суммирующая машина Паскаля имели ограниченные возможности. Отсутствие инструмента, позволяющем быстро и точно осуществлять сложные и громоздкие вычисления, привело к тому, что многие поставленные эксперименты так никогда и не были завершены, а те, которые все-таки удалось довести до конца, потребовали месяцы и даже годы.

    Такое положение сохранялось вплоть до 1694 года, когда немецкий математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал свою счетную машину. Основная цель, которую поставил перед собой Лейбниц, заключалась в том, чтобы создать такую счетную машину, которая полностью освободила бы ученых от рутинной работы – выполнения расчетов вручную – и тем самым позволила бы им заниматься чисто научными вопросами, а не математическими вычислениями. Кроме того, Лейбниц был убежден, что подобная машина найдет широкое применение не только в науке, но и в различных сферах жизни, включая торговлю, библиотечное дело, спорт, мореплавание и другие.

    В отличие от Паскаля Лейбниц использовал в своей машине цилиндры, а не колесики и приводы. На цилиндры были нанесены цифры. Каждый цилиндр имел девять рядов выступов или зубцов. При этом первый ряд содержал один выступ, второй ряд – два выступа и так вплоть до девятого ряда, который содержал соответственно девять выступов. Цилиндры с выступами были подвижными и приводились в определенные положения оператором.

    Будучи более сложной по конструкции чем суммирующая машина Паскаля, машина Лейбница была способна выполнять не только сложение и вычитание, но и умножение, деление и извлечение квадратного корня. И все-таки даже такая машина оказалась не в состоянии удовлетворить растущие потребности в математических расчетах. Не прошло и ста лет, как вновь встал вопрос о создании более совершенной вычислительной машины.