3. Вычислительные устройства до 1930-х гг.

В 1880 г. Вильгодт Однер создает в России арифмометр с зубчаткой с переменным количеством зубцов, а в 1890 г. налаживает массовый выпуск усовершенствованных арифмометров, которые в первой четверти XX в. были основными математическими машинами, нашедшими применение во всем мире. Их модернизация "Феликс" выпускалась в СССР до 1950-х годов.

В конце XIX в. были созданы более сложные механические устройства. Самым важным из них было устройство, разработанное американцем Германом Холлеритом – табулятор Холлерита. Исключительность его заключалась в том, что в нем впервые была употреблена идея перфокарт и расчеты велись с помощью электрического тока. Это сочетание делало машину настолько работоспособной, что она получила широкое применение в свое время. Например, при переписи населения в США, проведенной в 1890 г., Холлерит, с помощью своих машин, смог выполнить за три года то, что вручную делалось бы в течении семи лет, причем гораздо большим числом людей. Холлерит основал компанию Tabulating Machine Company (TMC), позже переименованную в International Business Machines (IBM).

В 1904 г. русский и советский кораблестроитель, специалист в области механики, математик Алексей Николаевич Крылов (1863–1945) сконструировал первое механическое вычислительное устройство для решения дифференциальных уравнений.

С 1925 г. по 1927 г. Ванневар Буш с группой своих сотрудников построил интеграф, машину непрерывного действия, способную решать дифференциальные уравнения 1-го и 2-го порядка. С 1928 г. по 1930 г. В. Буш изобретает знаменитый дифференциальный анализатор – механическая интегрирующая машина, может решать дифференциальные уравнения 6-го порядка. Переводит ее на электронную элементную базу в середине 1930-х годах.

4. Первые эвм

Лишь спустя 100 лет машина Ч. Бэббиджа привлекла внимание инженеров. В конце 1930-х гг. века немецкий инженер Конрад Цузе разработал первую двоичную цифровую машину Z1. В ней широко использовались электромеханические реле, то есть механические переключатели, приводимые в действие электрическим током. В 1941 г. Он создал машину Z3, полностью управляемую с помощью программы.

Во время Второй мировой войны, Великобритания достигла определенных успехов во взломе зашифрованных немецких переговоров. Код немецкой шифровальной машины «Энигма» был подвергнут анализу с помощью электромеханических машин, которые носили название «бомбы». Такая «бомба», разработанная Аланом Тьюрингом и Гордоном Уэлшманом (англ. Gordon Welchman), исключала ряд вариантов путем логического вывода, реализованного электрически. Большинство вариантов приводило к противоречию, несколько оставшихся уже можно было протестировать вручную. Первые перехваты передач были зафиксированы в 1941 году. Для взлома этого кода, в обстановке секретности, британцами Максом Ньюманом и Томми Флауэрсом была создана машина «Колосс» (Colossus). Эта машина стала первым полностью электронным вычислительным устройством. В нем использовалось большое количество электровакуумных ламп, ввод информации выполнялся с перфоленты. «Колосс» можно было настроить на выполнение различных операций булевой логики. Информация о существовании этой машины держалась в секрете до 1970-х гг. Уинстон Черчилль лично подписал приказ о разрушении машины на части, не превышающие размером человеческой руки. Из-за своей секретности, «Колосс» не упомянут во многих трудах по истории компьютеров.

В 1944 г. американец Говард Айкен на одном из предприятий фирмы IBM построил мощную по тем временам машину «Марк – 1». В этой машине для представления чисел использовались механические элементы – счетные колеса, а для управления применялись электромеханические реле.

Вторая мировая война вынуждала вести постоянные разработки автоматических вычислительных машин. Военная техника требовала быстрых математических расчетов, например, для систем наведения при управлении зенитным огнем. Механические калькуляторы не могли обеспечить нужной скорости вычислений, поэтому военные настаивали на проведении скорейших разработок и немедленной постройке электронных вычислительных машин.

В апреле 1943 г. был заключен контракт между Абердинским артиллерийским полигоном и Пенсильванским университетом на создание вычислительной машины, названной электронным цифровым интегратором и компьютером (ЭНИАК). Напряженная работа завершилась в конце 1945 года. ЭНИАК был предъявлен на испытания и успешно их выдержал. В начале 1946 г. машина начала считать реальные задачи. По размерам она была более впечатляющей, чем МАРК-1: 26 м в длину, 6 м в высоту, вес 35 тонн. Но поражали не размеры, а производительность – она в 1000 раз превышала производительность МАРК-1! Таков был результат использования электронных ламп!