Содержание: 
 
 
 

Введение.

На сегодняшний  день известно  очень много имен ученых, сделавших открытия в области  информатики, которые способствовали  развитию вычислительно техники. К  сожалению, в литературе, используемой на школьных занятиях, практически отсутствует информация об этих людях.  Это связано, прежде всего, с тем, что в общеобразовательном стандарте вообще не выделяется часов на изучение истории развития информатики.

Как будущий  педагог, я считаю, что курс информатики должен содержать большее количество исторических справок, повествующих учащимся  об ученых, благодаря которым они занимаются таким интересным предметом, как информатика.

 В  связи с этим моя работа  содержит в себе данные об  ученых, посвятивших свою жизнь науке-информатике, об их достижениях в этой области. 

Здесь собраны наиболее значимые имена, заслуживающие  особого внимания.

Известно, что часы информатики в колледжах  ограничены, поэтому исторические справки  могут быть изучены на факультативных занятиях.

В будущем  эти знания могут пригодиться  на олимпиадах. При изучении этой темы не исключена возможность, что наиболее талантливые и заинтересованные учащиеся займутся своими разработками в данной области. 
 
 
 
 
 
 
 

Основная  часть

Вильгельм Шиккард

   Стремительное развитие цифровой вычислительной техники (ВТ) и становление науки о принципах  ее построения и проектирования началось в 40-х годах ХХ-го века, когда технической  базой ВТ стала электроника, затем  микроэлектроника, а основой для  развития архитектуры компьютеров (электронных вычислительных машин ЭВМ) - достижения в области искусственного интеллекта.

      До  этого времени в течение почти 500 лет цифровая вычислительная техника  сводилась к простейшим устройствам  для выполнения арифметических операций над числами. Основой практически всех изобретенных за 5 столетий устройств было зубчатое колесо, рассчитанное на фиксацию 10 цифр десятичной системы счисления.

      Первый  в мире эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего устройства на основе колес с десятью зубцами принадлежит Леонардо да Винчи. Он был сделан в одном из его дневников (ученый начал вести дневник еще до открытия Америки в 1492 г.).

      В 1623 г. через 100 с лишним лет после  смерти Леонардо да Винчи немецкий ученый Вильгельм Шиккард предложил свое решение той же задачи на базе шестиразрядного десятичного вычислителя, состоявшего также из зубчатых колес, рассчитанного на выполнение сложения, вычитания, а также табличного умножения и деления. Оба изобретения были обнаружены только в наше время и оба остались только на бумаге. [7] 

Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его  разработал Вильгельм Шикард, профессор  кафедры восточных языков. B в  университете Тюбингена (Германия). В наши дни рабочая модель устройства была воспроизведена по чертежам и подтвердила свою работоспособность. Сам изобретатель в письмах называл машину "суммирующими часами!". [4]

Блез  Паскаль

Блез Паскаль(1623 - 1662)                                          счетное устройство

В 1641 году французский  математик Блез Паскаль, когда ему  было 18 лет, он изобрёл счетную машину - "бабушку" современных арифмометров. Предварительно он построил 50 моделей. Каждая последующая была совершеннее предыдущей. В 1642 году французский  математик Блез Паскаль, конструировал счетное устройство, ставшее известным механическим цифровым вычислительным устройством названным "паскалина", это было  6-ти (или 8-ми) разрядное устройство, на зубчатых колесах, рассчитанное на суммирование и вычитание десятичных чисел, которое стало первым в мире механическим калькулятором, выпускавшимся серийно (главным образом для нужд парижских ростовщиков и менял), чтобы облегчить труд своего отца - налогового инспектора, которому приходилось  производить немало сложных вычислений. Отец и сын вложили в создание своего устройства большие деньги, но  против счетного устройства Паскаля выступили клерки, они боялись потерять из-за него работу, а также работодатели, считавшие, что лучше нанять дешевых счетоводов, чем покупать новую машину.  [4]

Готфрид Вильгельм Лейбниц

Через 30 лет после "Паскалины" в 1673 г. появился "арифметический прибор" Готфрида Вильгельма Лейбница (1646-1716) - двенадцатиразрядное десятичное устройство (механический калькулятор), которое могло выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания., для чего, в дополнение к зубчатым колесам использовался ступенчатый валик. "Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно" - с гордостью писал Лейбниц своему другу.

      О машине Лейбница было известно в большинстве  стран Европы. В цифровых электронных  вычислительных машинах, появившихся более двух веков спустя, устройство, выполняющее арифметические операции (те же самые, что и "арифметический прибор" Лейбница), получило название арифметического. Позднее, по мере добавления ряда логических действий, его стали называть арифметико-логическим.

       Оно стало основным устройством  современных компьютеров. Таким  образом, два гения XVII века, установили первые вехи в истории развития цифровой вычислительной техники. Заслуги В.Лейбница, однако, не ограничиваются созданием "арифметического  прибора". Начиная со студенческих лет и до конца жизни он занимался исследованием свойств двоичной системы счисления, ставшей в дальнейшем, основной при создании компьютеров. Он придавал ей некий мистический смысл и считал, что на ее базе можно создать универсальный язык для объяснения явлений мира и использования во всех науках, в том числе в философии. Сохранилось изображение медали, нарисованное В.Лейбницем в 1697 г., поясняющее соотношение между двоичной и десятичной системами исчисления. [7]

      Двоичная  система Лейбница. В механических устройствах зубчатые колеса могут иметь достаточно много фиксированных и, главное, различимых между собой положений. Количество таких положений, по крайней мере, равно числу зубьев шестерни. В электрических и электронных устройствах речь идет не о регистрации положений элементов конструкции, а о регистрации состояний элементов устройства. Таких устойчивых и различимых состояний всего два: Включен - выключен; открыт закрыт; заряжен - разряжен и т. п. Поэтому традиционная десятичная система, использованная в механических калькуляторах, неудобна для электронных вычислительных устройств.

В 1666 году Он пришел к двоичной системе счисления, занимаясь исследованиями философской  концепции единства и борьбы противоположностей. Попытка представить мироздание в виде непрерывного взаимодействия двух начал ( «черного и белого, мужского и женского, добра и зла) и применить к его изучению методы «чистой математики подтолкнули Лейбница к изучению свойств двоичного представления данных с помощью нулей и единиц. Надо сказать, что Лейбницу уже тогда приходила в голову мысль о возможности использования двоичной системы в вычислительном устройстве, но, поскольку для механических  устройств в этом не было никакой необходимости, он не стал использовать в своем калькуляторе (1673 году) принципы двоичной системы. [4]

Шарль Ксавье Томас де Кольмар

В 1820 француз  Шарль Ксавье Томас де Кольмар (1785...1870) создал Арифмометр, первый массово  производимый калькулятор. Он позволял производить умножение, используя  принцип Лейбница, и являлся подспорьем пользователю при делении чисел. Это была самая надежная машина в те времена; она не зря занимала место на столах счетоводов Западной Европы. Арифмометр так же поставил мировой рекорд по продолжительности продаж: последняя модель была продана в начале XX века. [5]

Джордж  Буль

Джордж  Буль (1815-1864) английский математик и  логик, один из основоположников математической логики. [3] Говоря о творчестве Джорджа  Буля, исследователи истории вычислительной техники непременно подчеркивают, что этот выдающийся английский ученый первой половины XIX века был самоучкой. Возможно, именно благодаря отсутствию "классического" (в понимании того времени) образования Джордж Буль внес в логику как в науку революционные изменения. Занимаясь исследованием законов мышления, он применил в логике систему формальных обозначений и правил, близкую к математической. Впоследствии эту систему назвали логической алгеброй или булевой алгеброй. Правила этой системы применимы к самым разнообразным объектам и их группам (множествам, по терминологии автора). Основное назначение системы, по замыслу Дж. Буля, состояло в том, чтобы кодировать логические высказывания и сводить структуры логических умозаключений к простым выражениям, близким по форме к математическим формулам. Результатом формального расчета логического выражения является одно из двух  логических значений: истина или ложь.

Значение логической алгебры долгое время игнорировалось, поскольку ее приемы и методы не содержали практической пользы для  науки и техники того времени. Однако, когда появилась принципиальная возможность создания средств вычислительной техники на электронной базе, операции, введенные Булем, оказались весьма полезны. Они изначально ориентированы на работу только с двумя сущностями: истина и ложь. Нетрудно понять, как они пригодились для работы с двоичным кодом, который в современных компьютерах тоже представляется всего двумя сигналами: ноль и единица.

Не вся  система Джорджа Буля (как и  не все предложенные им логические операции) были использованы при создании электронных вычислительных машин, но четыре основные операции: И (пересечение), ИЛИ (объединение), НЕ (обращение) и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - лежат в основе работы всех видов процессоров современных компьютеров. [4]

На протяжении XVIII века, известного как эпоха Просвещения, появились новые, более совершенные модели, но принцип механического управления вычислительными операциями оставался тем же. Идея программирования вычислительных операций пришла из той же часовой промышленности. Старинные монастырские башенные часы были настроены так, чтобы в заданное время включать механизм, связанный с системой колоколов. Такое программирование было жестким одна и та же операция выполнялась в одно и то же время. [4]

Жозеф Мари Жаккард,  Гаспар де Прони

Идея  гибкого программирования механических устройств с помощью перфорированной  бумажной ленты впервые была реализована  в 1804 году в ткацком станке французского изобретателя Жозефа Мари Жаккарда (1752-1834). Машина Жаккарда представляет собой  зевообразовательный механизм ткацкого станка для выработки крупноузорчатых тканей. Дает возможность раздельно управлять каждой нитью основы или небольшой их группы. [3]

 Гаспар  де Прони предложил технологию  вычислений, при ручном счете,  разделившего численные вычисления на три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение собственно вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой. [6]

Чарльз  Бэббидж

Эти два новшества были использованы

выдающимся английским математиком и изобретателем  Чарльзом Бэббиджем (1792-1871), осуществившим, качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники - переход от ручного к автоматическому  выполнению вычислений по составленной программе. [3] Перечисление всех новаций, предложенных ученым, получится довольно длинным, однако в качестве примера можно упомянуть, что именно Бэббиджу принадлежат такие идеи, как установка в поездах «черных ящиков» для регистрации обстоятельств аварии, переход к использованию энергии морских приливов после исчерпания угольных ресурсов страны, а также изучение погодных условий прошлых лет по виду годичных колец на срезе дерева. Помимо серьезных занятий математикой, сопровождавшихся рядом заметных теоретических работ и руководством кафедрой в Кембридже, ученый всю жизнь страстно увлекался разного рода ключами-замками, шифрами и механическими куклами. [6]

Во многом благодаря  именно этой страсти, можно сказать, Бэббидж и вошел в историю как конструктор первого полноценного компьютера. Разного рода механические счетные машины были созданы еще в XVII-XVIII веках, но эти устройства были весьма примитивны и ненадежны. А Бэббидж, как один из основателей Королевского астрономического общества, ощущал острую потребность в создании мощного механического вычислителя, способного автоматически выполнять длинные, крайне утомительные, но очень важные астрономические калькуляции. Математические таблицы использовались в самых разнообразных областях, но при навигации в открытом море многочисленные ошибки в таблицах, рассчитанных вручную, бывало, стоили людям жизни. Основных источников ошибок было три: человеческие ошибки в вычислениях; ошибки переписчиков при подготовке таблиц к печати; ошибки наборщиков.