Джордж Буль

Еще 1847 году английский математик Джордж Буль (1815-1864) опубликовал работу "Математический анализ логики". Появился новый раздел математики, получивший название - "Булева алгебра".

Каждая величина в ней может принимать только одно из двух значений: истина или ложь, 1 или 0. Через некоторое время стало понятно, что система Буля хорошо подходит для описания переключательных схем. Ток в электрической цепи может либо протекать, либо отсутствовать, подобно тому как утверждение может быть либо истинным, либо ложным.

Алан Тьюринг

В 1936 году американский математик Алан Тьюринг в статье "О вычислительных числах" и, независимо от него, американский математик и логик Э.Пост (уроженец Польши) выдвинули и разработали концепцию абстракт-ной вычислительной машины. "Машина Тьюринга" - гипотетический универсальный преобразователь дискретной информации, теоретическая вычислительная система.

Тьюринг и Пост показали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности ее алгоритмизации с учетом выполняемых ими операций. Этими работами теоретически была доказана возможность создания универсальной цифровой вычислительной машины.

Тьюринг ввел математическое понятие абстрактного эквивалента вычислительного алгоритма, получившего название машины Тьюринга.

Машина Тьюринга состоит из контрольного модуля, читающей и пишущей головки (устройства ввода/вывода) и бесконечной ленты, разделенной на клетки. Поведение машины определяется конечным набором формул перехода типа ввод-вывод-сдвиг. Формула перехода включает пять символов, например: AT - T A, это означает, что если контрольный модуль находится в состоянии А и головка сканирует на ленте символ Т, то головка сначала запишет символ Т, затем сдвинется на одну клетку влево, на одну клетку вправо или останется на месте,в зависимости от значения (-, +, или 0 соответственно), перейдет в новое состояние.

XX век

Конрад Цузе (22 июня 1910 - 18 декабря 1995)

Только спустя 100 лет идеи Бэббиджа по созданию программируемого вычислительного устройства были впервые реализованы в Германии доктором Конрадом Цузе. Цузе начал по существу все сначала, не воспользовавшись забытыми идеями Бэббиджа.

В 1938 году в Берлине Конрад Цузе с ассистентом Хельмутом Шрейером создали прототип механического двоичного программируемого калькулятора, названного ”Z1“. Интересно отметить, что Конрад Цузе использовал в компьютере двоичные числа с плавающей точкой.

Механическое устройство памяти работало хорошо, но разработку арифметического блока нельзя было считать удачной. Программа читалась с перфокарт, вывод осуществлялся на 35 миллиметровую перфоленту. Ввод можно было осуществлять с клавиатуры, а вывод на дисплей, составленный из электрических ламп. Общая площадь, которую занимала машина составляла 4 кв.м.

Говард Айкен

Успехи в области применения электромеханических реле привели к тому, что электромеханические вычислительные машины создавались почти параллельно с электронными. Опыт их разработки использовался в дальнейшем при создании электронной вычислительной техники.

МАРК-1 - проект Говарда Айкена был реализован в 1939-1944гг. В 1944 году машина МАРК-1 была передана в эксплуатацию Гарвардскому университету, где эксплуатировалась в течение 15 лет. В качестве элементной базы при создании машины использовались детали перфорационных устройств, выпускавшиеся фирмой IBM (США).

Машина выполняла пять операций - четыре арифметических и операцию отыскания в таблицах требуемых величин. Скорость движения перфоленты составляла 200 шагов в минуту. За один шаг перфоленты выполнялись операции сложения и вычитания (0,3 сек.) Операции умножения и деления про- изводились соответственно за 5,7 и 15,3 секунд. В машине использовалась десятичная система счисления.

Все переключатели, применяемые в машине, были выполнены на электромагнитных реле. Для пересылки данных использовался один канал, по которому передавались переключающие импульсы, имеющие амплитуду 50 Вольт. Привод механических устройств осуществлялся через систему зубчатых передач от одного мотора мощностью 5 лошадинных сил.

В 1947 году в лаборатории Гарвардского университета была создана вычислительная машина МАРК-II, полностью на релейных элементах (13 тысяч реле), но это была уже дань прошлому, так как к этому времени уже были созданы первые электронные компьютеры, имевшие неизмеримо большие возможности совершенствования структуры и высокое быстродействие.

МАРК-II создавался по заказу Пентагона для морского испытательного полигона. Машина имела два сумматора, четыре множительных устройства и устройства для вычисления шести алгебраических функций. Для ввода команд и чисел использовалось 12 механизмов. Машина оперировала с 10- разрядными десятичными числами. Сложение выполнялось за 0,2сек., умножение за 0,7сек.