Читаем Код. Тайный язык информатики полностью

Кроме того, Непер изобрел еще одно счетное устройство для облегчения умножения, состоящее из рядов чисел, выгравированных на кости или роге, благодаря чему оно получило название «кости Непера». Самый первый механический калькулятор в какой-то мере представлял автоматизированную версию костей Непера, созданную примерно в 1620 году Вильгельмом Шиккардом (1592–1635). Другие калькуляторы, сконструированные из сцепляющихся шестеренок и рычагов, являются почти такими же старыми приспособлениями. Среди наиболее выдающихся изобретателей механических калькуляторов можно выделить двух математиков и философов: Блеза Паскаля (1623–1662) и Готфрида Вильгельма Лейбница (1646–1716).

Наверняка вы помните, какую сложность создавал перенос бита как в первоначальном 8-битном сумматоре, так и в компьютере, который, помимо всего прочего, автоматизировал операцию сложения чисел, имеющих более восьми разрядов. Поначалу этот перенос кажется просто небольшим трюком, использующимся при сложении, однако в случае с сумматорами перенос бита — основная проблема. Если вы разработали сумматор, который делает все, кроме переноса бита, считайте, что вы ни на шаг не приблизились к цели!

Ключевой фактор при оценке старых вычислительных машин — насколько успешно они справлялись с переносом. Например, конструкция механизма переноса, разработанная Паскалем, не позволяла машине производить вычитание. Для того чтобы вычесть одно число из другого, необходимо было дополнение до девяти, которое я продемонстрировал в главе 13. Эффективные механические калькуляторы, которыми могли пользоваться люди, появились только к концу XIX века.

Одним из любопытных изобретений, которому предстояло значительно повлиять на историю вычислений, а также на текстильную промышленность, был автоматический ткацкий станок, разработанный Жозефом Жаккаром (1752–1834). В станке Жаккара, созданном в 1804 году, для задания узора ткани использовались металлические карты с пробитыми в них отверстиями (вроде перфокарт для самоиграющих пианино). Величайшим достижением Жаккара стал его черно-белый автопортрет в шелке, на создание которого потребовалось около десяти тысяч карт.

В XVIII веке вычислителем назывался человек, нанятый специально для того, чтобы производить вычисления. Большим спросом пользовались таблицы логарифмов, а таблицы тригонометрических функций широко применялись для астрономической навигации. Если вам нужно было опубликовать новый набор таблиц, приходилось нанимать многочисленных «компьютеров», организовывать их работу, а затем систематизировать полученные данные. Разумеется, ошибки могли возникнуть на любой стадии, начиная от расчетов и заканчивая подготовкой к печати.

Стремлением избавить математические таблицы от ошибок руководствовался в своей работе Чарльз Бэббидж (1791–1871), британский математик и экономист, практически современник Сэмюэла Морзе.

В то время математические таблицы (например, логарифмов) создавались не путем вычисления фактического логарифма для каждой записи. Это заняло бы слишком много времени. Вместо этого логарифмы вычислялись для избранных чисел, а логарифмы остальных чисел можно было найти довольно просто — путем интерполяции с использованием так называемых разностей.

В начале 1820-х годов Бэббидж считал, что он в состоянии разработать и сконструировать машину для автоматизации процесса составления таблицы, вплоть до подготовки к печати. Это устранило бы ошибки. Он придумал «разностную машину», которая по сути была большим механическим сумматором. Многоразрядные десятичные числа представлялись с помощью зубчатых колес, каждое из которых могло находиться в любом из десяти положений. Отрицательные числа обрабатывались с использованием дополнений до десяти. Несмотря на то что ранние модели доказали работоспособность конструкции Бэббиджа, разностная машина так никогда и не была завершена, поскольку создавалась на гранты британского правительства, которых, разумеется, никогда не хватало. В 1833 году Бэббидж прекратил работу над ней.

Однако к этому времени у Бэббиджа возникла лучшая идея. Она заключалась в создании так называемой аналитической машины, разработка конструкции которой занимала ученого до самой смерти, причем ему удалось фактически собрать несколько небольших моделей и частей этого механизма[22].

Аналитическая машина — устройство, наиболее приближенное к компьютеру из всего, что было создано в XIX веке. Конструкция Бэббиджа предусматривала хранилище (концептуально напоминающее память компьютера) и мельницу (устройство для выполнения арифметических операций). Умножение можно было производить путем многократного сложения, а деление — путем многократного вычитания.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Самоучитель UML
Самоучитель UML

Самоучитель UMLПервое издание.В книге рассматриваются основы UML – унифицированного языка моделирования для описания, визуализации и документирования объектно-ориентированных систем и бизнес-процессов в ходе разработки программных приложений. Подробно описываются базовые понятия UML, необходимые для построения объектно-ориентированной модели системы с использованием графической нотации. Изложение сопровождается примерами разработки отдельных диаграмм, которые необходимы для представления информационной модели системы. Цель книги – помочь программистам освоить новую методологию разработки корпоративных программных приложений для последующего применения полученных знаний с использованием соответствующих CASE-инструментов.

Александр Васильевич Леоненков , Александр Леоненков

Зарубежная компьютерная, околокомпьютерная литература / Программирование / Прочая компьютерная литература / Книги по IT
Киберкрепость: всестороннее руководство по компьютерной безопасности
Киберкрепость: всестороннее руководство по компьютерной безопасности

Как обеспечить надежную защиту в эпоху, когда кибератаки становятся все более продвинутыми? Каковы последствия уязвимости цифровых систем? Петр Левашов, экс-хакер с богатым бэкграундом, рассматривает все грани кибербезопасности, начиная с базовых принципов и заканчивая новейшими технологиями.Читатели познакомятся с:• основами компьютерной безопасности и актуальными методами защиты;• современными методами шифрования данных и криптографии;• процедурами ответа на инциденты и восстановления после катастроф;• юридическими и регуляторными требованиями к компьютерной безопасности.Автор использует свой уникальный опыт, чтобы предоставить читателям углубленное понимание кибербезопасности. Его подход охватывает теоретические знания и практическую подготовку, делая этот материал доступным для профессионалов и новичков.

Пётр Юрьевич Левашов

Зарубежная компьютерная, околокомпьютерная литература
Исторические информационные системы: теория и практика
Исторические информационные системы: теория и практика

Исторические, или историко-ориентированные, информационные системы – значимый элемент информационной среды гуманитарных наук. Его выделение связано с развитием исторической информатики и историко-ориентированного подхода, формированием информационной среды, практикой создания исторических ресурсов.Книга содержит результаты исследования теоретических и прикладных проблем создания и внедрения историко-ориентированных информационных систем. Это первое комплексное исследование по данной тематике. Одни проблемы в книге рассматриваются впервые, другие – хотя и находили ранее отражение в литературе, но не изучались специально.Издание адресовано историкам, специалистам в области цифровой истории и цифровых гуманитарных наук, а также разработчикам цифровых ресурсов, содержащих исторический контент или ориентированных на использование в исторических исследованиях и образовании.В формате PDF A4 сохранен издательский макет.

Динара Амировна Гагарина , Надежда Георгиевна Поврозник , Сергей Иванович Корниенко

Зарубежная компьютерная, околокомпьютерная литература / Учебная и научная литература / Образование и наука