Конспект лекций по информатике и информационным технологиям

28 ции этих перемещений. Место появления первых механических часов неизвестно. Наибо­ лее ранние образцы относятся к XIV веку и принадлежат монастырям {башенные часы). В основе любого современного компьютера, как и в электронных часах, лежит тактовый генератор, вырабатывающий через равные интервалы времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы. Управление компьютером фактически сводится к управлению распределением сигналов между устройствами. Такое управление может производиться автоматически (в этом случае говорят о программном управлении) или вручную с помощью внешних орга­ нов управления — кнопок, переключателей, перемычек „ и т. п. (в ранних моделях). В со­ временных компьютерах внешнее управление в „значительной степени автоматизировано с помощью специальных аппаратно-логических интерфейсов, к которым подключаются устройства управления и ввода данных (клавиатура, мышь, джойстик и другие). В отличие от программного управления такое управление называют интерактивным. 3.1.3. Механические первоисточники Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения бы­ ло создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шикард, профессор кафедры восточных языков в университете Тьюбингена (Германия). В наши дни рабочая модель устройства была воспроизведена по чертежам и подтвердила свою работоспособность. Сам изобретатель в письмах называл машину «суммирующими часа­ ми». В 1642 году французский механик Блез Паскаль (1623-1662) разработал более ком­ пактное суммирующее устройство (рис. 2.1), которое стало первым в мире механическим калькулятором, выпускавшимся серийно (главным образом для нужд парижских ростов­ щиков и менял). В 1673 году немецкий математик и философ Г. В. Лейбниц (1646-1717) создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деле­ ния путем многократного повторения операций сложения и вычитания. 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 на­ строены так, чтобы в заданное время включать механизм, связанный с системой колоко­ лов. Такое программирование было жестким - одна и та же операция выполнялась в одно и то же время. Идея гибкого программирования механических устройств с помощью пер­ форированной бумажной ленты впервые была реализована в 1804 году в ткацком станке Жаккарда, после чего оставался только один шаг до программного управления вычисли­ тельными операциями. Этот шаг был сделан выдающимся английским математиком и изобретателем Чарльзом Бэббиджем (1792-1871) в его Аналитической машине, которая, к сожалению, так и не была до конца построена изобретателем при жизни, но была воспроизведена в наши дни по его чертежам, так что сегодня мы вправе говорить об Аналитической маши­ не, как о реально существующем устройстве. Особенностью аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и дан­ ные. Аналитическая машина содержала два крупных узла — «склад» и «мельницу». Дан­ ные вводились в механическую память «склада» путем установки блоков шестерен, а по­ том обрабатывались в «мельнице» с использованием команд, которые вводились с перфо­ рированных карт (как в ткацком станке Жаккарда). Я Исследователи творчества Чарльза Бэббиджа непременно отмечают особую роль в разработке проекта Аналитической машины графини Огасты Ады Лавлейс (1815-1852), дочери известного поэта лорда Байрона. Именно ей принадлежала идея использования перфорированных карт для программирования вычислительных операций (1843). В част­ ности, в одном из писем она писала: «Аналитическая машина точно так же плетет алгеб