История арифметических машин
Весной 1865 года английский вице-адмирал Р. Фицрой покончил жизнь самоубийством. Узнав о его гибели, жена одного шотландского рыбака в отчаянии воскликнула: «Кто же теперь позаботится о наших мужьях?» Дело в том, что адмирал начал в 1861 году составлять карты, которые назвал синоптическими. Его штормовых оповещений ждали моряки и рыбаки, его предсказания поступали в сто с лишним пунктов по всему побережью Англии. Но прогнозы Фицроя сбывались далеко не всегда: во всей стране работало тогда лишь 11 метеостанций и информации для того, чтобы создать заблаговременный прогноз, не хватало. Критики же не знали жалости и над прогнозами адмирала нередко смеялись, а он болезненно переживал свои ошибки, ибо ценою их порой оказывались жизни рыбаков. И однажды нервы не выдержали...
Математик. Старинная гравюра.
Шло время. Росли достижения науки и техники, а вместе с ними стремительно возрастала и цена ошибки во всех областях деятельности человека.
Одно из самых распространенных названий времени, в которое мы живем, — «век кибернетики». И это название возникло благодаря широчайшему распространению вычислительной техники. Перечень полезных дел, выполняемых ЭВМ, можно продолжать до бесконечности. Но если человек, сидящий за пультом ЭВМ, допускает ошибку, то она может иметь самые неожиданные последствия. Самой дорогостоящей ошибкой, допущенной при работе с компьютером, наверное, можно считать пропуск дефиса в программе, из-за чего пришлось подорвать ракету, стартовавшую с мыса Кеннеди к Венере. А ракета стоила более 18 миллионов долларов!
Счетная машина первой половины XIX в.
Арифметическая машина Паскаля. XVII в.
У ЭВМ, этого, казалось бы, «современнейшего» изобретения, есть своя древняя история.
Вот несколько фактов из богатой биографии вычислительной машины.
На юго-западе Англии, на равнине Солсбери, находится Стоун-хендж — сооружение из огромных камней, расположенных в определенном порядке. Возраст его — почти 4 тысячи лет! После долгих исследований ученые пришли к выводу, что Стоунхендж является древнейшим на земле устройством для вычислений, созданным руками человека. Камни расположены таким образом, что с их помощью можно определять времена года, предсказывать солнечные и лунные затмения.
В национальный музей в Афинах в 1901 году поступил загадочный бесформенный бронзовый предмет, обнаруженный сборщиками губок среди обломков затонувшего древнегреческого судна. Находка была настолько разрушена временем, сплошь покрыта коррозией и окислами, что первоначально сотрудники музея не смогли распознать, что за предмет попал им в руки, определили только время его изготовления — I век до нашей эры. В середине века ученые вновь вернулись к этому экспонату. Потребовалось много времени и труда, чтобы произвести соответствующую обработку и тщательную реставрацию загадочного предмета. Каково же было изумление ученых, когда удалось установить, что хаотическая груда пострадавшей от морской воды и времени бронзы является остатками довольно сложной механической вычислительной машины древних греков!
Состояла она из множества шестеренок, рукояток и табличек с астрономическими обозначениями и надписями. Судя по этим надписям, машина предназначалась для вычисления восхода и захода Солнца, его затмений, фаз Луны и т. п.
Но помимо астрономов услугами устройств, облегчающих счет, пользовались многочисленные купцы, государственные чиновники и даже аптекари. Прообразы долгое время незаменимых бухгалтерских счет — палочки с нанизанными на них косточками, камушками, раковинами, деревяшками — появились очень давно и у разных народов.
Считается, что первую настоящую счетную машину изобрел и сконструировал в 1623 году немецкий профессор математики и астрономии В. Шиккард. Она предназначалась в основном для выполнения операций сложения и вычитания. Но поскольку машина Шиккарда была изготовлена всего в одном экземпляре, да и тот сгорел во время пожара в начале 1624 года, то она не оказала практически никакого влияния на развитие счетной техники. Поэтому датой рождения механической счетной машины считают дату создания известным французским ученым Б. Паскалем «арифметической машины» в 1642 году. Он работал над изобретением 12 лет и построил 50 действующих моделей!
Робот-компьютер.
В России серийное производство вычислительных машин началось в конце XIX века. Русский изобретатель В. Ознер организовал на Васильевском острове в Петербурге завод по производству арифмометров собственной конструкции. А первая «суммирующая машина» в России появилась гораздо раньше — в 1770 году. Согласно сохранившейся на ней надписи, была она «изобретена и изготовлена Евной Якобсоном, часовым мастером и механиком в городе Несвиже».
Еще недавно во всех книгах, в которых рассказывалось о создании первой в мире электронной цифровой вычислительной машины Моучли — Эккерта, имя Джона Атанасова если и упоминалось, то лишь в примечаниях: мол, жил-был такой физик Атанасов и он тоже строил машину, в которой использовались элементы, характерные для ЭВМ первого поколения. Но вот 10 октября 1973 года федеральный судья США объявил недействительным патент Моучли — Эккерта. В ходе процесса выяснилось, что основные принципы их машины были прямо заимствованы из первой в мире автоматической цифровой вычислительной машины, созданной Джоном Атанасовым в 1937—1942 годах. После процесса Атанасов с характерным для него добродушием заявил, что он и Моучли остались в прекрасных дружеских отношениях и что он почти не испытывает огорчения от долголетнего умалчивания его приоритета: ученый, как и отец кибернетики Н. Винер, считал, что идея цифровой ЭВМ «просто витала в воздухе».
В 1950 году в Институте электротехники в Киеве была испытана первая в нашей стране ЭВМ, получившая название МЭСМ (малая электронная счетная машина). Серийное производство ЭВМ началось с 1953 года. А через 5 лет начался выпуск машин первого поколения М-20.
Калькулятор.
Что же может компьютер? На этот вопрос однажды он ответил сам. Во время эксперимента по машинному переводу текста с одного языка на другой у компьютера неожиданно обнаружилась «мания величия». Например, фразу «Компьютер может многое, но не все» он перевел таким образом: «Компьютер может почти все!» Да и действительно, практически нет ни одной области человеческой деятельности, где бы не применялись вычислительные машины.
Сто тридцать лет ученые пытались расшифровать рукописи народа майя. Наконец решили призвать на помощь вычислительную технику.
Была составлена программа подбора и поиска нужных слов, по которой машина проделала миллиарды вычислительных операций. В результате менее чем за год специалисты прочитали почти половину найденных текстов!
Мы набираем телефон справочной службы, например, Аэрофлота и быстро получаем нужную справку. Такая оперативность стала возможна только благодаря вычислительной машине, которую соединили с различными службами, передающими в нее сведения о погоде, об изменениях в расписании, о выполнении рейсов и многом другом, о чем может спросить пассажир.
Уже разрабатываются программы для компьютера, воспринимающего эмоции и обладающего признаками искусственного интеллекта. Если это завершится успехом, ЭВМ сможет вести оживленную беседу с любым, даже неподготовленным, оператором. Такую машину трудно «обмануть», она сама поправит человека, допустившего ошибку в программе...
Вице-президент одной очень крупной американской компании иногда заходил (в отсутствие сотрудников) в отдел, где стояла вычислительная машина, и проделывал в перфокарте «всего лишь» одно лишнее отверстие. В результате машина аккуратно перечисляла на личный счет вице-президента часть доходов фирмы. И так продолжалось несколько лет, прежде чем обнаружили мошенничество.
Из-за ошибки компьютера, стоящего в информационном центре Федерального бюро расследований США, заместитель заведующего крупным магазином в Детройте провел в тюрьме 11 дней. Регулировщик движения остановил его машину из-за незначительного нарушения правил уличного движения и «на всякий случай» послал запрос по радио о нарушителе. ЭВМ, в которой хранятся сведения о всех преступниках, когда-либо попадавших в руки правосудия, ответила через минуту, что этот человек — взломщик, недавно бежавший с каторги. «Опасный преступник» был немедленно препровожден в тюремную камеру. Лишь через 11 дней догадались проверить отпечатки пальцев задержанного и установили, что машина имела в виду его однофамильца, который тем временем благополучно гулял на свободе.
Как-то с помощью машины решили определить наиболее экономичное меню. Для этого в компьютер ввели сведения о калорийности различных продуктов и о сезонных колебаниях их стоимости. После длительных и сложных расчетов получили ответ: «Восемнадцать литров уксуса в сутки». Сначала подумали, что в программе ошибка, но после повторения расчета машина выдала прежний ответ. Оказалось, что в 18 литрах уксуса заключено 1800 калорий — величина, принятая за основу суточного рациона питания. В программу внесли изменения, и после раздумий машина рекомендовала: «Тридцать два стакана чая с лимоном».
И все-таки, несмотря на такие анекдотические (и не совсем анекдотические) случаи, мы бесконечно благодарны нашим неутомимым помощникам, без которых немыслима сегодня жизнь человечества.
Знаешь ли ты?
Что такое абак?
Счетная доска у древних греков и римлян, применявшаяся затем и в Западной Европе вплоть до XVIII века для арифметических вычислений. Самый древний абак из обнаруженных по сей день относится к W тысячелетию до нашей эры. Он был найден в прошлом веке на одном из островов в Эгейском море.