Знакомый всем нам термин «компьютер» (computer) впервые был зафиксирован в истории письменно в 1613 году и в переводе с английского означал «человек, который вычисляет». 

Впервые упоминание вычислителя как профессии (англ. human computer, с англ. — «человек-компьютер») появилось в астрономии, а люди-компьютеры вычисляли сроки перемещения небесных тел — например, когда комета Галлея пролетит мимо Земли. Работы велись вручную, а каждый член коллектива вычислителей обрабатывал только определенную часть информации. 

В конце 19 века в Гарвардской обсерватории появилась отделение «Гарвардские вычислители», куда ученый Эдуард Пикеринг принял на работу нескольких талантливых девушек. Хотя подразделение получило шуточное название «Гарем Пикеринга», все было куда прозаичнее: лаборантам и ученым женского пола тогда платили за работу в несколько раз меньше, чем мужчинам. Несмотря на это, некоторые особо одаренные барышни впоследствии стали известными астрономами. К примеру, бывшую служанку Пикеринга Вильямину Флеминг даже назначили начальником «Гарвардских вычислителей». Во время Второй мировой войны вычислителей используют в крупных проектах. Шесть женщин-вычислителей получили известность как первые программисты компьютера ENIAC в ходе работы над секретным ядерным «Манхэттенским проектом».

Из цифр того времени: в 1922 году известный ученый Льюис Ричардсон заявляет, что «64 000 человек, решающих дифференциальные уравнения, могут составить прогноз погоды для всей Земли». В 20 веке команды вычислителей потребовались для расчетов при строительстве дамб, плотин и других сооружений, а штат одной из самых крупных организаций вычислителей того времени Mathematical Tables Project насчитывал 450 сотрудников.

C конца 20 века вычислителями называют людей, способных производить в уме сложные математические расчеты, а все вычисления и обработка больших объемов информации окончательно переходят к машинным компьютерам. Отныне предназначение человека – управление комплексными компьютерными системами в различных отраслях производства и бытовой сфере.

 

Компьютер : вычислительная машина

Прототипом первых механических компьютеров были счеты, которые изобрели в Древнем Вавилоне 3000 лет назад до нашей эры.

В средние века в механических вычислениях преуспел многоликий и разносторонний изобретатель Леонардо да Винчи. В одном из его дневников обнаружен эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубцовыми кольцами. Позднее появляется арифмометр немецкого математика Лейбница. Англичанин Исаак Ньютон закладывает основы математического анализа, а француз Жаккард в 1801 году запускает первый станок с программным управлением, использующим комплект перфокарт. В конце 19 века американец Холлерит разрабатывает систему, которая используется при переписи населения в России и США.

Отметились и российские ученые: математик Чебышев создает суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков, а ученый Крылов — машину для интегрирования дифференциальных уравнений. В 1927 году в знаменитом Массачусетском технологическом институте появляется первый механический аналоговый компьютер, а упорные немцы с 1938 года последовательно запускают компьютеры Z1 и Z2. Z3 1941 года уже обладает всеми свойствами современного компьютера. А в 1946 году американцы представляют первую универсальный ENIAC — Electronic Numerical Integrator and Computer (электронный цифровой интегратор и компьютер), который они держали в секрете с 1943 года. Компьютер использовался армией США для расчета баллистических таблиц, выполнял основные математические операции и вычислял квадратные корни.

Первые компьютеры весят тонны и занимают целые комнаты, а обслуживают их десятки инженеров. Но после внедрения в производство интегральной микросхемы происходит резкий технологический скачок. С 1965 года начинает работать закон Мура (инженер и совладелец компании INTEL). Компьютеры стремительно уменьшаются в размерах и столь же стремительно увеличиваются их возможности.

 

Компьютер : система 4 блоков

Современный компьютер — это совокупность устройств ввода, хранения, обработки и вывода информации для решения определенного класса задач.

* Ввод информации – на входе в систему расположены устройства ввода, с помощью которых мы вводим информацию в компьютер для последующей обработки: мышь, клавиатура, микрофон, сканеры, смартфон, различные пультовые устройства на производстве и тд.

* Хранение информации – получив информацию, компьютер сохраняет ее на жесткий диск компьютера либо передает на другие носители информации (флеш-карты, внешние диски, облачные хранилища и пр.).

* За обработку информации отвечают центральный процессор компьютера и сопутствующая техническая оболочка устройства. Мощности современных микрочипов позволяют обрабатывать практически не ограниченные объемы разнообразной информации в зависимости от назначения компьютера.

* Вывод информации производится на визуальные (экран монитора или смартфона), звуковые (динамики, наушники) или аппаратные средства (принтер).

 

Компьютеры : сферы применения 

Вычисления. Первоначальная эволюция компьютеров ранее сводилась к обработке множества вычислений, поэтому на первом этапе главным языком стал Фортран, предназначенный для математических расчетов. Компьютеры и сейчас нужны, чтобы подсчитать множество разных чисел в одной или нескольких программах.

Базы данных. Позднее появилась потребность в обработке и представлении в нужном формате больших объемов информации, а также в более сложных и защищенных алгоритмах с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Банки и правительственные учреждения — основные потребители систем управления базами данных (СУБД) на первом этапе. Далее базы данных становятся нужны везде и повсеместно. Базы растут в геометрической прогрессии — соответственно, требуются средства для их хранения, обработки и управления. Пример — системы хранения персональных данных, наши с вами кредитные истории, налоги, штрафы ГИБДД.

Управление устройствами и процессами. Компьютеры начинают управлять различными функциями и процессами: от банальных таймеров на бытовых приборах до крупных и сложных АСУТП, которые управляют сложными производственными процессами полного цикла по заданным параметрам.

Информационный центр. Компьютер становится главным источником информации и средством производства для работников многих профессий. Журналисты и программисты, дизайнеры и архитекторы, бухгалтеры и аналитики работают и зарабатывают на ПК. Для остальных компьютер — это информация, развлечения и просто удобный инструмент на все случаи жизни.

Компьютерное моделирование. Компьютеры моделируют массу сложных физических, биологических, метеорологических и других процессов и решают многие другие прикладные задачи. С помощью моделирования сегодня решаются многие проблемы, на выполнение которых ранее уходило много трудовых и финансовых ресурсов.

Искусственный интеллект. Развитие науки привело к появлению мощных программных комплексов как совокупности компьютеров для решения задач, где нет четко определенного программного алгоритма (например, экспертные системы и машинный перевод текста).
ИИ – это вызов и реальность 21 века, которые в ближайшем будущем приведут к технологической революции во всех сферах жизни человека.

 

Компьютер : программы

Компьютер без программного обеспечения – это бесполезная куча железа, проводов и микросхем. Купить домашний персональный компьютер, рабочую станцию для инженера-проектировщика или программный комплекс для управления процессом на производстве – это необходимое, но недостаточное условие функционирования компьютера. Все заработает только после установки в его операционную систему пакета программ, способных решать актуальные задачи пользователя.

Дочь поэта и первый программист мира

В 1843 году дочь знаменитого английского поэта Джорджа Байрона и его жены Анны-Изабеллы, известной как «Мисс параллелограмм» за свою любовь к математике, графиня Ада-Августа Лавлейс представила программу для аналитической машины профессора, изобретателя, ученого и математика из Кембриджского университета Бэббиджа. Хотя ей так и не довелось увидеть работу машины в действии, программа была признана первой программой для компьютера, а графиня Лавлейс до сих пор носит титул первого программиста мира.

В своем дневнике Ада предсказала, что аналитическая машина (как и станок француза Жаккарда, который умеет ткать цветы и листья по предустановленному алгоритму), будет способна создавать не только алгебраические формулы. Компьютер будущего научится писать музыку и картины, а также «укажет науке такие пути, какие нам и не снились». В 1975 году в Минобороны США решили назвать новый язык программирования «Ада» — в честь первого программиста на планете. А в Великобритании выдающейся графине установлена синяя табличка, которая была впервые утверждена Королевским обществом искусств в 1867 году и считается самым старым памятным знаком в мире. Первая табличка синего цвета была открыта в честь ее отца — Лорда Байрона — на месте его рождения.

Первая теория программирования

Первым теоретиком программного обеспечения был англичанин Алан Тьюринг, который в 1936 году создал математическую модель абстрактной машины. Устройство последовательно выполняло операции по переводу машины из одного фиксированного состояния в другое. Ценность теории Тьюринга заключалась в математическом доказательстве факта, что любое заранее заданное состояние системы может быть всегда достигнуто последовательным выполнением фиксированного набора элементарных команд (программы).

Миллион долларов за программу

Языки программирования Кобол и Фортран в 50-е годы прошлого столетия облегчили разработку программ, которые индивидуально создавались в каждой компании под каждый купленный компьютер. Программист — еще достаточно малочисленная, но уже высокооплачиваемая профессия. Цены на программы высоки, но миллион долларов за разработку никого не удивляет. Позволить заказать себе уникальную программу по такой цене могут только крупные компании и госструктуры. Формируется рынок «программирования на заказ» или «программистского обслуживания».

Программы – в тираж

В 1965 году первым тиражным программным решением стал генератор компьютерной документации, который рисует блок-схемы в автоматическом режиме. Корпорация IBM заполняет рынок недорогими массовыми компьютерами, совместимыми на уровне программного кода. Под эти компьютеры появляется масса прикладных программ, которые легко тиражируются и продаются на рынке. Стандартные программы выполняют задачи того времени: автоматизируют начисление заработной платы и кадровый учет, бизнес-процессы предприятий и финансовых компаний.

Программы масс-маркета

В 70-х годах программы пошли в малый и средний бизнес, а также на потребительский рынок. Знаковыми для зарождающегося рынка программного обеспечения стали программы электронных таблиц для финансовых расчетов и процессор для редактирования текста. Разработка прикладных программ развивалась стремительно. Высокий спрос на компьютеры стимулировал как их производителей, так и разработчиков программного обеспечения. На корпоративном рынке активно идет разработка программ для автоматизации конструирования и проектирования (САПР).

Программы для производства

Разработка ПО для автоматизации производства развивалась параллельно с программами для персональных компьютеров, особенно АСУТП — в силу высокой заинтересованности государства в интенсивном развитии производства. Растет эффективность интегрированных комплексных программных решений для управления производством, материальными и кадровыми ресурсами в единой интегрированной системе.

В 21 веке в условиях технологических инноваций и наступающей Революции 4.0 и цифровизации производства на рынок выходят современные программно-технологические комплексы, которые интегрируют все производственные, финансовые и кадровые ресурсы для эффективного управления производством: за ними — будущее.

©2024, Центр информационных технологий «ПАРАДОКС»