2.От арифмометра к релейным вычислительным системам
Механические арифмометры широко использовались, как простые и дешевые средства вычислений, в дальнейшем в вычислительных устройствах был применен клавишный ввод и электрический привод. Широкое распространение получила счетно-аналитическая техника - перфорационные машины. Перфорационные машины по сравнению с арифмометрами имеют большую скорость и меньшую вероятность ошибок при вычислениях. После того как исходные данные пробиты в виде отверстий в перфокартах, остальная работа
выполняется машинами, входящими в состав счетно-аналитического комплекса.
В сороковые годы двадцатого века был построен ряд релейных вычислительных систем, способных выполнять сложные научно-технические расчеты в автоматическом режиме и со скоростями, на порядок превышающими скорость работы арифмометров с электроприводом. Наиболее крупные проекты в сороковые годы были выполнены в Германии (К.Цузе) и США (Айкен и Дж.Стибиц).
В 1938 году в Берлине Конрад Цузе с ассистентом Хельмутом Шрейером создали прототип механического двоичного программируемого калькулятора, названного "Z1". Конрад Цузе использовал в компьютере двоичные числа с плавающей точкой. Цузе запатентовал способ автоматических вычислений. Но машина Z1 не реализовала условных переходов. Машина была выполнена на механических элементах, имела память емкостью 16 чисел по 24 двоичных разряда. Команды были трехадресными и содержали адреса операндов и
результата. Затем были созданы модели "Z2","Z3". Менялась техническая база, но логическая структура у моделей "Z1" и "Z3" была одинакова. Она напоминает архитектуру современных компьютеров: память и процессор были отдельными устройствами, процессор мог обрабатывать числа с плавающей точкой, выполнять арифметические действия и извлекать квадратный корень. Программа хранилась на перфоленте и считывалась последовательно.
В 1936 году Тьюринг и Пост показали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности ее алгоритмизации с учетом выполняемых ими операций.
В 1938 году американский математик и инженер Клод Шеннон показал возможность использования аппарата математической логики для синтеза и анализа релейно-контактных переключательных систем.
В этом году в телефонной компании "Bell Laboratories" создали первый двоичный сумматор (электрическую схему, выполняющую операцию двоичного сложения) - один из основных компонентов любого компьютера. Автором идеи был Джордж Стибиц, создавший в 1938-1940 годах вычислительную машину "Белл-1" на электромагнитных реле, способную оперировать с комплексными числами.
В 1940 году в Дортмуте было продемонстрировано дистанционное управление машиной "Белл-1" на заседании американского математического общества.
Третий крупный проект "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 была создана с использованием и релейных и механических элементов.
Работы Цузе, предшествовавшие работам Айкена, были более передовыми, так как Цузе использовал более современную техническую базу. Последние образцы машины Цузе строились целиком на реле, в то время как в "МАРК-1" еще использовались механические элементы. Цузе использовал двоичную систему счисления и представление чисел в формате с плавающей точкой, что обеспечивало больший диапазон представления чисел, в "МАРК-1" использовалась десятичная система счисления.
