Файл: Гранов Г.С. Применение ЭВМ в инженерных и экономических расчетах (лекция).pdf

- хг -

мунистическая партия Советского Сорза и Советское правительство

проявляет повседневную заботу о расширении производства вычисли­ тельных машин, подготовке инженерных и научных кадров в области вычислительной техники.

Ещё в дерективах XX съезда было выдвинуто требование " . . .

усилить работы по конструированию и производству быстродейству­ ющих машин для решения сложных математических задач". Большое внимание уделил средствам автоматизации и вычислительной техни­ ки XXII съезд КПСС, наметивший конкретные пути расширения произ­ водства вычислительных машин. XXIII съезд указал на необоходи-

мость широкого внедрения вычислительных машин во все области науки и техники.

В результате настойчивого и самоотверженного труда советских

учёных, инженеров и техников наша страна сейчас располагает пас­ ком современных электронно-вычислительных машин. У нас налаже­

но производство уникальных вычислительных машин с быстродействием более I млн. операций в секунду. Зтот парк машин вносит существен ный вклад в дело повышения материального благосостояния нашего народа и обеспечения его военного имущества.

Естественно, что для правильного использования нашей бога­ той вычислительной техники нужны специальные знания.

Изучая курс, следует руководствоваться словами Л.И. Брежне­ ва, сказанными им на съезде учителей 4 июля I96R года: "Знания,

человеческий гений становятся в наше время важнейшим источником прогресса и могущества каждой страны. Естественно, что в обста­ новке бурного научно-технического прогресса школа призвана воо­ ружить учащихся такими знаниями, которые отражают самый совре­ менный уровень науки".

13

2. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК развития вычислитель- НОЙ ТЕХНИКИ

Вычислительная техника имеет многовековую историю. Одним

из первых вычислительных приборов, которыми пользовались лю­

сохранять надолго. В период рабовладельческого строя появляют­ ся первые элементы техники, обеспечивающие счет. Для учета на­

лога и долговых обязательств среди людей в разных странах

стали применяться бирки, представлявшие собой набор деревянных палочек, на которых зарубками отмечались числа. Количество за­ рубок на бирке соответствовало числу единиц. Срезанная часть бирки с зарубками служила должнику квитанцией. От этого спосо­ ба счета сохранилось выражение "Заруби себе на носу", то есть запомни . Другим приспособлением,бывшим в ходу у обитателей Южной Америки,было."квипу" - толстая горизонтально расположен­ ная веревка или палка с прикрепленными к ней вертикальными ве­ ревками, на которых для счета завязывались узлы. В нашем языке сохранилось выражение "завяжи узелок". Широко был распространен предметный счет на камешках, косточках, зернах, ракушках и т.п .

С развитием торговли, мореплавания, астрономии потребности в мжанизации счета возросли, что привело к появлению различных счетных приборов и таблиц. Так,в рабовладельческой Греции по­ явился греческий абак (абак - по гречески доска). Он представ­

лял собой дощечку, посыпанную песком. По песку палочками про­ водили борозды, полосы между бороздами обозначали разряды еди-

14

ниц, десятков, сотен и т .д . Числа на этих полосах выкладывались каыешкаии. Камешки в разрядах можно было суммировать. У римлян

был свой абак, именовавшийся римским. Он отличался от гречес­ кого тем, что доска часто изготавливалась из мрамора, счет вел-

оя мраморными шариками и не по полосам, которых на доске не бы­ ло, а в выдолбленных желобках. На доске имелись также дополни­ тельные желобки для действий с дробями.

В Китае были распространены счеты "Суан-Пан". Рамка счетов

две косточки в каждом, это пятки единиц, пятки десятков, пятки сотен, пятки тысяч и т .д .

При отсчете пяти единиц ставили одну косточку, соответство­

счетов явилось новым этапом в развитии "дощатого счета",

IS

автоматической передачей десятков в высший разряд. Наряду со счетами появились такие приспособления для счета,как таблица

умножения, таблицы квадратов, кубов и логарифмов.

Первая счетная машина была построена в 1642 году восемнад­

цатилетним юношей Блезом Паскалем, впоследствии известным французским физиком и математиком. На ней можно было складывать и вычитать многозначные 'числа путем поразрядной передачи юс в счетчик, так как из-за несовершенства механизма передачи десят­ ков счетчик не мог воспринимать все число в один прием.

В 1694 году счетную машину построил немецкий философ и ма­ тематик Лейбниц. На машине можно было складывать, вычитать,

умножать и делить. Предложенный Лейбницем принцип ступенчатого валика, составлявший основу машины Лейбница, используется во многих современных машинах. Машин Паскаля и Лейбница было вы­ пущено всего несколько штук, что конечно не могло удовлетво­ рить потребности в механизмах для выполнения вычислений. Мас­ совое изготовление вычислительных средств стало возможным пос­

ле достижения определенного уровня развития науки, и техника .

Можно считать, что массовое производство вычислительных средств

началось после изобретения в 1874 году петербургским механиком Однерон надежного, простои в изготовлении и использовании при­

17

ние 15 сек. Весьма трудным делом было составление дла такой машины программы и запись её на перфоленте.

В современном виде основные идеи и принципы построения электронных программно-управляемых машин были сформулированы известным американским математиком Дхоном фон Нейманом в 1446

году.

Дхон фон Нейман усилил принцип программного управления

идеей хранимой программы. Идея сводилась к тому, чтобы поме­ шать программу, закодированную В специальной цифровой форме,в

запоминающее устройство машины вместе с числами.

Первые быстродействующие вычислительные ютины, в которых

для вычислительных и запоминающих устройств использовались эле­ ктронные лампы, появились в 1445-1950 гг. В вашей стране пер­

время она оставалась наиболее быстродействующей машиной в Ев­ ропе. С этого иомента началось интенсивное развитие ЭШ1-8 Со­ ветском Союзе.

Нашей промышленностью было выпущено несколько образцов электронных цифровых вычислительных машин.

С 1948 года, когда был изобретён транзистор, начинают создаваться мамины на полупроводниковых и магнитных элементах

Цифровые вычислительные машины по степени техничесхого совершенства с учётом перспектив развития можно разделить на четыре поколения.

Первое поколение - машины на электронных лампах.

Второе поколение - ЭЦВМ на полупроводниковых приборах;

Эти машины надёжнее в эксплуатации, имеют меньшие размеры, по­ требляют меньше электроэнергии, чем машины на лампах.

- 18 -

Третье поколен®о ■ ЭПВМ на микрокоду лях. Микроминиатюри­

зация позволяет создавать более совершенные вычислительные ма­ нны с быстродействием в несколько миллионов операций в секун­ ду при малых г а б а р и т и небольшом потреблении электроэнергии.

Четвёртое поколение - машины на основе квантовых оптичес­ ких генераторов. Эти машины будут фантастическими по своим по­ казателям: быстродейетше их мокет достигать миллиардов опера­

ций в секунду.

большие заслуги в разработке математических основ использо­

вания электронных цифровых вычислительных машин и методов про­ граммирования принадлежат учёным-математикам А.А. Ляпунову,

К.Г. тура-Буре и др.

Наряду с цифровой техникой шло развитие и ыоделирурщих

устройств.

В 1854 году П.Зарубиным в России было предложено одно из

первых интегрирующих устройств. Позднее в Англии Томпсоном был

обыкновенных дифференциальных уравнений до 4-го порядка вклю­ чительно. На начальном этапе развития эта вычислительная тех­ ника располагала естественно лишь механическими устройствами.

Даже для таких военных нужд, как прицеливание и бомбометание,

использовались механические устройства. Эти устройства поя­ вились перед первой мировой войной и в годы войны. Так,в рус­ ской авиации лётчиками и лётчиками-наблюдателями /штурманами/

был изобретён ряд прицельных приборов, снабжённых простейши­ ми вычислителями/ прицелы Иванова, Лебеденко,вё?рочет Куравчен-

ко и д р ;/. Однако присущие механическим устройствам недостатки

- 19 -

/сложность и трудоёмкость изготовления, трудности, связанные с дистанционной передачей движения/ требовали весьыа интенсив­ ной разработки электромеханических и электрических устройству Обобщение достижений в области модалируюпиаоустройств было да­ но в монографии Н.‘ . Лифиица, Д.В. Синнцина, А.В. Данилина, ‘

опубликованной в 1940 году.

В настоящее время в Советском Союзе налажен серийный вы­ пуск моделирующих и электронных цифровых вычислительных маиин различной мощности, обладающих высокими техническими данными.

Интенсивное развитие отечественной вычислительной техники яв­ ляется надёжной гарантией успешного развития нашей науки, про­ мышленности и укрепления обороноспособности страны.

\