1.2. Основные предпосылки создания эвм в XX веке Научно-технические предпосылки

Их можно представить с двух взаимосвязанных сторон:

- логической, определяющий общий вид и смысл обработки информации;

- аппаратной (физической), дающей возможность в конкретных технических устройствах выполнить необходимую логику действий над элементарными данными.

Итак, перечислим эти предпосылки.

1. Двоичная система счисления

Двоичная система счисления была открыта Т. Гарриотом еще около 1600 г., а позже Паскаль во Франции, Лейбковиц в Испании, Лейбниц в Германии распространили ее на все арифметические действия. Таким образом, была известна логическая и математическая система простого, но надежного (с точки зрения физической реализации) выполнения операций над элементарной информацией.

Обоснование использования именно двоичной системы счисления для создания электронной вычислительной техники были даны выше при пояснении формы представления информации в ЭВМ.

2. Электромагнитное реле, как аппаратный вариант реализации двоичной логики. Реле было изобретено еще в 30-е годы XIX века, но так же, как и идеи аналитической машины Бэббиджа, более 100 лет его не пытались применять для создания вычислительной техники.

3. Электроламповый триггер, как аппаратный вариант реализации двоичной логики. Еще в 1918-1919 гг. М.А. Бонч-Бруевич в СССР и У. Икклз и Ф. Джордан в Англии независимо создали ламповый триггер. Это электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями. По принципу или смыслу работы триггер может быть элементарной ячейкой памяти машины и, находясь в одном из состояний, как бы «запоминать» необходимый вид сигнала. И, хотя такая ячейка способна фиксировать всего лишь два состояния, она, в силу простого варианта исполнения и принципа работы, умеет делать это надежнее и быстрее других устройств.

Кроме триггеров в машине необходимы и логические устройства (например, двоичные логические элементы - так называемые логические вентили). Они же могут быть выполнены значительно проще триггеров.

Поэтому не случайно высказывание одного из пионеров электронной вычислительной техники, что «после 1919 года в любой момент можно было создать ЭВМ». Однако только в 1937 г. потомок выходца из Болгарии Георгий Атанасов приступил к созданию первой вычислительной машины на электронных лампах. Работа затянулась на долгие годы (до 1942 г.) и была прервана войной.

Говард Айкен, американский физик, стремившийся сначала лишь к облегчению собственных расчетов, пришел к идеям аналитической машины Бэббиджа самостоятельно и создал в 1944 г. первую действующую аналитическую машину «МАРК-I» на электромеханических реле. Одновременно в Германии аналитическую машину создавал К. Цузе, который еще в 1941 г. сконструировал первый двоичный релейный вычислитель.

Общественно-политические предпосылки создания ЭВМ

Таким образом, к 40-м гг. ХХ в. идея универсальной электронной вычислительной машины не только носилась в воздухе, но ее реализация стала насущной необходимостью.

Этому способствовали реальные условия мирового сообщества. Человечество было на грани Второй мировой войны, бурно развивались атомная физика, ракетная и космическая техника. Начавшаяся война заставила принимать решения по стратегии и тактике ее ведения, применению новых видов и систем вооружения, в первую очередь, атомного.

Все эти проблемы потребовали решения вычислительных задач такого большого объема, что с ними нельзя было справиться при помощи уже имевшихся механических арифмометров, клавишных или перфорационных счетных машин. К новой вычислительной технике было выдвинуто жесткое требование - максимально возможная скорость осуществления вычислительных операций.

Механическая вычислительная техника, да и ее электромеханические варианты не были способны обеспечить необходимую скорость. Самый быстрый среди них элемент - электромагнитное реле - переключается лишь за десятые доли секунды (именно за это время якорь реле перелетает от одной контактной группы к другой и тем самым замыкает разные электрические цепи).

Эта конструктивная особенность принципиально ограничивает совершенствование быстродействия такой машины. Для полностью электронного прибора, например электронной лампы, частота же или условная скорость срабатывания (переключения), была в тысячи раз выше.

Все сказанное доказывает, что с возникшими информационными задачами могли справиться только новые средства вычислительной техники - электронные вычислительные машины. А их принципиальная схема выполнена именно на электронных приборах.