Есептеуіш техника тарихы

                            Есептеуіш техника тарихы

Есептеуіш техника — есептеу және мәліметтерді өңдеу процессінің маңызды компоненті болып табылады. Есептеуге арналған алғашқы құрал ретінде есептеу таяқшаларын атауға болады, бұл құрал қазіргі кезде де бастауыш сынып оқушыларын есепке үйрету үшін қолданылады. Даму жолында бұл құралдар күрделене түсті (мысалы, финикиялық саз фигуралары).

Уақыт өте келе, қарапайым  құрылғылардан күрделі құралдар пайда бола бастады: абак, логарифмдік  сызғыш, механикалық арифмометр, электронды компьютер. Алғашқы есептеуіш құрылғылардың  қарапайымдылығына қарамастан, олармен  жұмыс жасауға үйренген адам, қазіргі  заманғы калькуляторларды пайдаланғаннан да жылдам есептер жүргізе алады. Әрине, қазіргі заманғы есептеуіш  құрылғыларының жұмыс өнімділігі және есептеу жылдамдығы ең жылдам есептегіш  адамның өзін шаң қаптырып кетеі.

                                   Ертедегі есептеу құралдары

Адамзат қарапайым есептеу  құралдарын қолдануды мыңдаған жылдар бұрын бастады. Есептеудің ең көп  тараған түрі - айырбас саудасында қолданылатын тауарлардың санын  анықтау болатын. Ең қарапайым шешім  ретінде айырбасталатын тауардың салмақ эквивалентін пайдалануды айтуға болады, себебі бұл жағдайда, тауардың құрамындағы  заттардың санын есептеу қажет  болмайтын. Бұл мақсаттарда қарапайым  балансирлік шеккілер қолданылатын, олар массаны анықтауға арналған алғашқы құрылғы болды.

Эквиваленттілік принципі "абак" деп аталатын құралда да пайдаланылды. Заттарды санау үшін, бұл құралдағы  сүйектерді қозғау қажет болатын.

Тісті сақиналарды ойлап  табуға байланысты, есептеулерді орындауға  арналған құрылғылар күрделене түсті. ХХ ғасырдың басында табылған антикитерлік механизм (б.з.д. І ғасырда батып  кеткен антикалық кемеден табылған) ғаламшарлардың қозғалысының үлгісін  көрсете алатын еді. Болжам бойынша, бұл құралды діни мақсаттарда  күнтізбелік есептеулер жүргізу, күн  және ай тұтылуын болжау, егін егу және жинау уақыттарын анықтау үшін қолданған. Есептеулер жүргізу үшін 30-дан астам  қола сақиналар және бірнеше циферблаттар қолданылды. Ай фазаларын есептеу  үшін, диффернциалдық тасымал пайдаланылды (ғалымдар бұл тәсілді ХVI ғасырда  ойлап табылған деген болатын). Антика мәдениеті құлдыраған соң, бұндай құралдар жойылып кетті. Күрделілігі осы  шамалас механизмдерді құру үшін, адамзатқа бір жарым мыңжыл қажет  болды.

1623 жылы Вильгельм Шикард "Есептеуіш сағаттар" - төрт  арифметикалық амалды орындай  алатын механикалық калькуляторды  ойлап тапты. Құрылғының бұлай  аталу себебі, сағаттардағы сияқты, бұл құралда да тісті сақиналар  мен жұлдызшалар қолданылды. Бұл  құрылғыны іс жүзінде алғаш  рет Шикардтың досы, философ және  астроном Иоганн Кеплер пайдаланды.

Бұдан соң Блез Паскаль ("Паскалина", 1642 ж.) және Готфрид Вильгельм Лейбниц  өз машиналарын жасап шығарды. 1820 жылы Charles Xavier Thomas төрт арифметикалық  амалды орындай алатын механикалық  калькуляторларды (Томас арифмометрі  деп аталатын құрал Лейбниц жұмыстарына  негізделген) жасап, саудаға шығарды. Ондық сандарды есептеуге арналған механикалық калькуляторлар 1970-жылдарға дейін қолданылды.

Сонымен қатар, Лейбниц қазіргі  заманғы компьютерлердің негізі болып табылатын екілік санақ  жүйесін де сипаттады. Бірақ, 1940-жылдарға дейінгі шыққан машиналардың басым  бөлігі (Чарльз Бэббидждің машинасы және ЭНИАК) ондық жүйені қолданған болатын.

Сандарды көбейту және бөлу амалдарын осы сандардың  логарифмдерін қосу және азайту арқылы орындауға болады (Джон Непер). Нақты  сандарды сызғыштағы ұзындық интервалдары көмегімен көрсетуге болады, бұл  жаңалық логарифмдік сызғыштарды  ойлап табуға негіз болды, бұл  құрал көмегімен көбейту және бөлу амалдарын оңай орындауға болатын  еді. Логарифмдік сызғыштар қалта  калькуляторлары пайда болғанға дейін қолданылды. Айға адам жіберген "Аполлон" бағдарламасының инженерлері  өз есептеулерінде логарифмдік сызғыштарды  пайдаланған болатын.

                     Перфокарталардың пайда болуы

1801 жылы Жозеф Мари  Жаккар перфокарталар арқылы  өрнек салып, жұмыс жасайтын  тігін станогын ойлап тапты.  Перфокарталарды ауыстыру арқылы, матаға түсірілетін өрнекті өзгертуге  болатын еді. Бұл құрал бағдарламалау  тарихында маңызды орын алды.

1838 жылы Чарльз Бэббидж  жасап бастаған аналитикалық  машинаның бағдарламалау принциптері  Жаккардың перфокарталарына байланысты  болатын.

1890 жылы АҚШ Халық Санағы, он жыл бойы жүргізілген халық  санағының нәтижесін өңдеу үшін, Герман Холлерит ойлап тапқан  сұрыптау тәсілдерімен қатар, перфокарталарды пайдаланды. Холлерит компаниясы IBM корпорациясының ядросына айналды. Бұл корпорация перфокарталар технологиясын мәліметтерді өңдеудің қуатты құралына айналдырып, оларды жазуға арналған құрылғыларды көптеп шығарды. 1950 жылы IBM технологиясы өнеркәсіпте және үкіметте кең тарады. Карталардың көпшілігінде жазылған "бұруға, мыжыруға және жыртуға болмайды" деген ескерту соғыстан кейінгі көпшіліктің есінде болатын.

Көптеген компьютерлерде перфокарталар 1970-жылдардың соңдарына  дейін қолданылды. Мысалы, дүние  жүзіндегі көптеген университеттердің  инженерлік және ғылыми мамандықтарында  оқитын студенттер бағдарламалар жазу үшін перфокарталар қолданды.

                   Алғашқы бағдарламаланатын машиналар

"Әмбебап компьютердің" негізгі ерекшелігі - бағдарламалау  мүмкіндігі, яғни компьютер жұмысын  өзгерту үшін тек оған енгізілетін  бұйрықтар тізбегін өзгерту ғана  қажет.

1835 жылы Чарльз Бэббидж  өзінің аналитикалық машинасын  жарыққа шығарды. Бұл машина - жалпы мақсаттағы компьютер болып  саналады, енгізілетін мәліметтер  және бағдарламалар үшін перфокарталар  қолданылды, ал энергия көзі ретінде  бу қозғалтқышы пайдаланылды. Математикалық  амалдар үшін тісті сақиналар  қолданылды.

Бастапқыда, Бэббидждің идеясы бойынша, жоғары дәлдікпен логарифмдік  кестелерді басып шығаратын машина құру қажет болатын. Содан соң  ғана, перфокарталарды қолдану арқылы, бұл идея "аналитикалық машинаға" дейін дамытылды.

Жоспарлар анықталып, жобаны жүзеге асыру мүмкін екендігіне көз  жеткізілгенімен, машинаны құру кезінде  белгілі бір қиындықтар болды. Бэббидж  өзінің идеяларымен келіспеген әрбір  адаммен дискуссияға түсіп отыратын. Машинаның барлық бөліктері қолмен жасалу керек болды. Мыңдаған детальдардан тұратын машина үшін, әрбір детальда кеткен қатенің құны қымбат болатын, сондықтан, детальдарды жасау кезінде  аса жоғары дәлдік қажет болды. Нәтижесінде, жобаның авторы мен детальдарды  жасайтын маман арасындағы келіспеушілікке, және мемлекеттік қаржыландырудың  жетіспеушілігіне байланысты, жоба аяқталмай  қалды.

Атақты ақын лорд Байронның  қызы Ада Лавлейс 1843 жылы итальян  математигі және инженері Луиджи Федерико Менабреаның 1842 жылы жазылған "Notions sur la machine analytique de Charles Babbage" ("Elements of Charles Babbage's Analytical Machine") еңбегін ағылшыншаға аударып, өз түсініктемелерімен толтырды. Ада Лавлейстің аты Бэббидждің атымен қатар аталады.

"Айырмалық машинаның" 2-нұсқасының қалпына келтірілген  нұсқасы 1991 жылдан бері Лондондық  ғылым мұражайында сақталуда.  Бұл машина Бэббидж көрсеткен  жоба бойынша жұмыс жасайды,  сондықтан Бэббидждің теориясы  дұрыс болғандығына көз жеткіземіз. Қажетті бөліктерді құру үшін, мұражай сол уақыттағы деталь  жасаушы маманның мүмкіндігімен  шектелген машинаны қолданды. Кейбіреулердің  айтуы бойынша, сол уақыттағы  технология қажетті дәлдіктегі  детальдарды құруға мүмкіндік  бермеген, бірақ бұл болжам расталмады. Сондықтан Бэббидждің машина  жасау кезіндегі сәтсіздікке  ұшырауының негізгі себебі ретінде  саяси және қаржылық қиындықтар  аталады.

Бэббидждің ізі бойынша, оның жұмыстары туралы білмесе де, дублиндік бухгалтер Перси Ладгейт  жұмыс жасады. Ол 1909 жылы өзі жасап  шығарған бағдарламаланатын механикалық  компьютерді жасап шығарды.

                                       Стол калькуляторлары

1900-жылдары механикалық  калькуляторлар, кассалық аппараттар  және есептеуіш машиналар электр  қозғалтқыштарын қолдана отырып  жасалған болатын. Бұл құрылғыларда  тісті сақинаның күйі айнымалыны  сипаттайтын еді. 1930-жылдардан бастап, Friden, Marchant және Monro сияқты компаниялар  арифметикалық төрт амалды орындай  алатын механикалық стол калькуляторларын  жасап шығара бастады. "Компьютер" ("есептеуіш") сөзі қызметке  байланысты айтылды (математикалық  есептеулерді орындау үшін калькуляторларды  қолданатын адамдарды солай атаған). Манхэттендік жоба барысында  болашақ Нобель сыйлығының лауреаты  Ричард Фейнман әскери мақсаттарға  қажет дифференциалдық есептерді  шешетін математик-әйелдерді басқарған  болатын. Атақта Станислав Мартин  Улам соғыс аяқталған соң, сутегі  бомбасының жобасына қажетті  есептерді шығарумен айналысты.