Файл: Chapter1.pdf

51

 îòëè÷èå îò ìàøèí Öóçå, àìåðèêàíñêèé ïðîåêò MARK-I ðàç-

ðàáàòûâàëñÿ â òåïëè÷íûõ óñëîâèÿõ, ñ èñòèííî àìåðèêàíñêèì ðàç-

ìàõîì, îí áûë øèðîêî ðàçðåêëàìèðîâàí â ïå÷àòè. Ïî ýòîé ïðè÷èíå

äîëãîå âðåìÿ èñòîðèêè íàóêè îòäàâàëè ïðèîðèòåò èìåííî ýòîé ðàç-

ðàáîòêå, õîòÿ îíà áûëà ñîçäàíà íà òðè ãîäà ïîçæå Z-3.

Ïðîåêò MARK-I

Èäåÿ ìàøèíû  âîçíèêëà â 1937 ãîäó ó ñî-

òðóäíèêà Ãàðâàðäñêîãî óíèâåðñèòåòà Ãîâàð-

äà Àéêåíà (Aiken, Howard; 1900—1973) â õîäå ðàáîòû íàä äîêòîðñ-

êîé äèññåðòàöèåé. Îí ïðåäëîæèë, îïèðàÿñü íà èäåè Áýááèäæà,

ïîñòðîèòü íà ñîâðåìåííîé òåõíè÷åñêîé áàçå èç ñòàíäàðòíûõ äåòà-

ëåé òàáóëÿòîðîâ, âûïóñêàåìûõ ôèðìîé IBM, óíèâåðñàëüíóþ ïðî-

ãðàììíî-óïðàâëÿåìóþ ìàøèíó äëÿ ñëîæíûõ íàó÷íûõ âû÷èñëåíèé.

 1939 ã. Àéêåí îáðàòèëñÿ çà ïîääåðæêîé ê Òîìàñó Óîòñîíó,

ïðåçèäåíòó IBM, êîòîðîìó â òî âðåìÿ áûëî óæå 65 ëåò, íî îòëè÷àâ-

øåìóñÿ îòìåííîé èíòóèöèåé è äåëîâîé õâàòêîé. Óîòñîí ðåøèë, ÷òî,

ðåàëèçîâàâ ýòîò ïðîåêò, ôèðìà IBM ñìîæåò îêàçàòü ñóùåñòâåííóþ

ïîìîùü ñâîåé ñòðàíå â íà÷àâøåéñÿ ìèðîâîé âîéíå. Ïîýòîìó, ïîñî-

âåòîâàâøèñü ñ êîìàíäîâàíèåì Âîåííî-Ìîðñêèì Ôëîòîì, îí ïðî-

åêò îäîáðèë, âûäåëèë íà ðàñõîäû 500 000 äîëëàðîâ, ðàáîòà çàêèïåëà

è ÷åðåç ïÿòü ëåò, â 1944 ãîäó ìàøèíà áûëà ãîòîâà.

Çàêëþ÷åííàÿ, ïî íàñòîÿíèþ Óîòñîíà, â ýëåãàíòíûé êîðïóñ èç

ñòåêëà è íåðæàâåþùåé ñòàëè, ìàøèíà èìåëà â äëèíó 17 ì, â âûñîòó

2.5 ì, âåñèëà 5 ò, ñîäåðæàëà îêî-

ëî 750 òûñ. äåòàëåé, ñîåäèíåí-

íûõ ïðîâîäàìè îáùåé

ïðîòÿæåííîñòüþ îêîëî 800 êì.

«Ìå÷òà Áýááèäæà ïðåòâîðèëàñü

â æèçíü. Åñëè áû îí æèë íà 75

ëåò ïîçæå, òî ÿ áû îñòàëñÿ áåç

ðàáîòû», — òàê îöåíèë Àéêåí

ñîçäàíèå MARK-I.

Êàê è àíàëèòè÷åñêàÿ ìà-

øèíà Áýááèäæà, MARK-I ðà-

áîòàëà â äåñÿòè÷íîé ñèñòåìå

Êîìïüþòåð MARK-I ((1944 ã.).

52

Ãðåéñ Ìþððåé Õîïïåð

(1906-1992)

ñ÷èñëåíèÿ íà ìåõàíè÷åñêèõ ñóììàòîðàõ, îäíàêî ïàðàìåòðû åå áûëè

ãîðàçäî ñêîìíåå: òî÷íîñòü 23 ðàçðÿäà ïëþñ çíàê, åìêîñòü ïàìÿòè

132 ñëîâà. Çàòî àðèôìåòè÷åñêîå óñòðîéñòâî áûëî çíà÷èòåëüíî ñëîæ-

íåå, íàðÿäó ñ ÷åòûðüìÿ äåéñòâèÿìè àðèôìåòèêè âûïîëíÿëèñü îïå-

ðàöèè âû÷èñëåíèÿ ñèíóñà, ëîãàðèôìà, àíòèëîãàðèôìà. Ñëîæåíèå

âûïîëíÿëîñü çà 0.3 ñ, óìíîæåíèå è äåëåíèå çà 5.7 è 15.3 ñ ñîîòâåò-

ñòâåííî. Äëÿ ââîäà êîíñòàíò èìåëñÿ íàáîð èç 420 ïåðåêëþ÷àòåëåé,

à óïðàâëåíèå îñóùåñòâëÿëîñü ñ ïîìîùüþ áóìàæíîé ïåðôîëåíòû.

Çàêîí÷åííàÿ ìàøèíà áûëà ïåðåíåñåíà â Ãàðâàðäñêèé óíèâåð-

ñèòåò, ãäå îíà ïîä íàáëþäåíèåì Ýéêåíà ñòàëà ðåøàòü çàäà÷è ðàñ÷å-

òà àðòèëëåðèéñêèõ òàáëèö äëÿ ÂÌÔ. Îäíàêî âñêîðå ìåæäó Àéêåíîì

è Óîòñîíîì ïðîèçîøëà êðóïíàÿ ññîðà, òàê êàê Àéêåí ïðîÿâèë ÷åð-

íóþ íåáëàãîäàðíîñòü è âî âðåìÿ ïóáëè÷íîé ïðåçåíòàöèè ìàøèíû

ïî÷òè íå óïîìÿíóë î ðîëè IBM â ýòîì ïðîåêòå. Â îòìåñòêó Óîòñîí

ðåøèë óòåðåòü íîñ Àéêåíó è ïðèêàçàë ñâîèì ñîòðóäíèêîì ñäåëàòü

íîâûé êîìïüþòåð, êîòîðûé áû ïî âñåì ñòàòüÿì ïðåâçîøåë MARK-

I. ×òî èç ýòîãî âûøëî, ìû óçíàåì ïîçæå.

Ãðåéñ Õîïïåð

Ìàøèíà MARK-I èìåëà ïîëíîöåííîå ïðîãðàìì-

íîå óïðàâëåíèå, ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ íåå íóæíî

áûëî ðàçðàáàòûâàòü ïðîãðàììû. Ïðîãðàììíûì îáåñïå÷åíèåì ýòîãî

êîëîññà â âîåííîå âðåìÿ çàíè-

ìàëàñü êîìàíäà èç òðåõ îôèöå-

ðîâ Âîåííî-ìîðñêîãî ôëîòà

ÑØÀ: äâîå ìóæ÷èí (Ðîáåðò

Êåìïáåëë è Ðè÷àðä Áëîê) âî

ãëàâå ñ  ìëàäøèì ëåéòåíàíòîì

Ãðåéñ Õîïïåð (Hopper, Grace

Murray; 1906—1992).

Ñëó÷èëîñü òàê, ÷òî ÷åðåç

ñòî ëåò ïîñëå Àäû Ëàâëåéñ âòî-

ðûì â èñòîðèè ïðîãðàììèñòîì

ñòàëà îïÿòü æåíùèíà. Ïîëó÷èâ

ìàòåìàòè÷åñêîå îáðàçîâàíèå è

ñòåïåíü äîêòîðà ìàòåìàòèêè,

Ãðåéñ Õîïïåð  â ãîäû âîéíû ïî-

53

ñòóïèëà íà âîåííóþ ñëóæáó â ÂÌÔ ÑØÀ è áûëà íàïðàëåíà â Ãàð-

âàðäñêèé óíèâåðñèòåò äëÿ îáñëóæèâàíèÿ ñàìîãî ïåðâîãî êîìïüþòå-

ðà. Ãðåéñ Õîïïåð âíåñëà î÷åíü áîëüøîé âêëàä â ñòàíîâëåíèå

ïðîãðàììèðîâàíèÿ, Îíà ðàçðàáàòûâàëà ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå äëÿ

ïåðâîé ñåðèéíîé ÝÂÌ UNIVAC, ïðèíèìàëà àêòèâíîå ó÷àñòèå â ðàç-

ðàáîòêå ïåðâûõ ÿçûêîâ è ñèñòåì àâòîìàòèçàöèè ïðîãðàììèðîâàíèÿ.

 ÷èíå êîíòð-àäìèðàëà  êóðèðîâàëà ðàçðàáîòêó ïðîãðàìì äëÿ âîåí-

íî-ìîðñêîãî ôëîòà.

Ìåæäó ïðî÷èì, ñ ëåãêîé ðóêè Õîïïåð â ïðàêòèêó ïðîãðàììèðî-

âàíèÿ âîøëî ñëîâî «debugging» (îòëàäêà). Äåëî áûëî òàê. Îäíàæäû

æàðêèì, âëàæíûì ëåòíèì äíåì òàèíñòâåííàÿ íåèñïðàâíîñòü çàñòà-

âèëà çàìîë÷àòü ãðîìûõàþùèé êîìïüþòåð MARK-I. Ïîñëå òùàòåëüíî

ïðîâåäåííîãî èññëåäîâàíèÿ ïðîãðàììèñòû óñòàíîâèëè, ÷òî êîíòàê-

òû îäíîãî èç ðåëå áûëè çàáëîêèðîâàíû îñòàíêàìè ìîòûëüêà, íåâåñòü

êàê ïðîíèêøåãî ÷åðåç ëàáèðèíò ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé êîìïüþòåðà. Ñ

ïðåäåëüíîé îñòîðîæíîñòüþ ìîòûëüêà èçâëåêëè ïèíöåòîì, à ýòî ñî-

áûòèå âìåñòå ñ íàñåêîìûì çàôèêñèðîâàëè â æóðíàëå, êîòîðûé ïî

ðàñïîðÿæåíèþ ÂÌÑ ÑØÀ ïåäàíòè÷íî çàïîëíÿëñÿ íà ïðîòÿæåíèè

âñåé ðàáîòû êîìïüþòåðà. Ïîçäíåå Õîïïåð âñïîìèíàëà: «Êîãäà ê íàì

çàøåë îôèöåð, ÷òîáû óçíàòü, ÷åì ìû çàíèìàåìñÿ, ìû îòâåòèëè, ÷òî

î÷èñòêîé êîìïüþòåðà îò íàñåêîìûõ (debugging)". Òåðìèí ýòîò ïðè-

æèëñÿ è ñòàë èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ îáîçíà÷åíèÿ ïîèñêà îøèáîê â êîì-

Çàïèñü â ðàáî÷åì æóðíàëå MARK-1: "Ðåëå íîìåð 70 ïà-

íåëü F. (Ìîòûëåê) â ðåëå. Ïåðâûé äîñòîâåðíûé ñëó÷àé

îáíàðóæåíèÿ íàñåêîìîãî".

54

ïüþòåðå, îñîáåííî â èõ ïðîãðàììíîì îáåñïå÷åíèè.  Ñëîâî «bug» â

àíãëèéñêîì ÿçûêå èìååò íåñêîëüêî çíà÷åíèé â òîì ÷èñëå è «íàñåêî-

ìîå»  è «òåõíè÷åñêàÿ íåèñïðàâíîñòü».

Ðåëåéíûå ìàøèíû

Äæîðäæà Ñòèáèöà

Ïàðàëëåëüíî ñ ãàðâàðäñêèì ïðîåêòîì

MARK, ðàáîòû ïî ñîçäàíèþ ñëîæíûõ ðå-

ëåéíûõ âû÷èñëèòåëüíûõ óñòðîéñòâ âåëèñü

â Íüþ-Éîðêå, â çíàìåíèòîé ñâîèìè íàó÷íûìè äîñòèæåíèÿìè Bell

Laboratiries, ãäå èìè ðóêîâîäèë ìàòåìàòèê Äæîðäæ Ñòèáèö (Stibitz,

George Robert; 1904 — 1995). Ïðîñòåéøèé äâîè÷íûé ñóììàòîð Ñòè-

áèö ïîñòðîèë åùå â 1937 ãîäó, à â 1939 ãîäó áûëà ñîçäàíà êîíñòðóê-

öèÿ èç 400 òåëåôîííûõ ðåëå, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ âûïîëíåíèÿ îïå-

ðàöèé íàä êîìïëåêñíûìè ÷èñëàìè. Ýòîò âû÷èñëèòåëü, íàçâàííûé

Bell-I, âîøåë â èñòîðèþ èíôîðìàòèêè áëàãîäàðÿ ýêñïåðèìåíòó ïî

òåëåîáðàáîòêå, ïðîâåäåííîìó â 1940 ãîäó, î ÷åì ìû áîëåå ïîäðîáíî

ðàññêàæåì â ãëàâå 4.

Âïîñëåäñòâèè Ñòèáèö ïîñòðîèë ðÿä ðåëåéíûõ âû÷èñëèòåëüíûõ

óñòðîéñòâ, ïîñòîÿííî óñëîæíÿÿ èõ êîíñòðóêöèþ è ïîâûøàÿ óíè-

âåðñàëüíîñòü. Â ñïåöèàëèçèðîâàííîé ìàøèíå Bell-II (1943 ã.) ðå-

øàëèñü çàäà÷è èíòåðïîëÿöèè è ãàðìîíè÷åñêîãî àíàëèçà, ïðè÷åì

çäåñü âïåðâûå áûëè ïðèìåíåíû ñõåìû äëÿ àâòîìàòè÷åñêîãî îáíàðó-

æåíèÿ îøèáîê.  1946 — 1947 ãîäàõ  áûëà ïîñòðîåíà ñàìàÿ ìîùíàÿ

ìàøèíà ýòîãî ñåìåéñòâà Bell-V. Îíà ñîäåðæàëà 9 000 ðåëå è âåñèëà

10 òîíí. Îïåðàöèè âûïîëíÿëèñü ñ 7-ðàçðÿäíûìè äåñÿòè÷íûìè

÷ìñëàìè ñ ïëàâàþùåé çàïÿòîé, ñëîæåíèå, óìíîæåíèå è äåëåíèå

âûïîëíÿëèñü ñîîòâåòñòâåííî çà 0,3, 1,0 è 2,2 ñ. Õîòÿ ïî ñêîðîñòè

âû÷èñëåíèé ýòà ýëåêòðîìåõàíè÷åñêàÿ ìàøèíà íå ìîãëà ñðàâíèòüñÿ

ñ óæå ðàáîòàþùåé â òî âðåìÿ ýëåêòðîííîé ENIAC, îäíàêî â íåé

ïðèñóòñòâîâàëè òåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ, îïåðåäèâøèå ñâîå âðåìÿ è

îêàçàâøèå çàìåòíîå âëèÿíèå íà àðõèòåêòóðó áóäóùèõ ÝÂÌ. Ê íèì

îòíîñÿòñÿ àðèôìåòèêà ñ ïëàâàþùåé çàïÿòîé è ìóëüòèïðîöåññîð-

íàÿ, ïîëüçóÿñü ñîâðåìåííîé òåðìèíîëîãèåé, îðãàíèçàöèÿ.

Ïîïûòêè êîíñòðóðîâàòü ðåëåéíûå âû÷èñëèòåëüíûå ìàøèíû

ïðîäîëæàëèñü âïëîòü äî 50-õ ãîäîâ. Ïîñëå óñïåøíîãî äåáþòà MARK-

I Ãîâàðä Àéêåí â 1947 ïîñòðîèë áîëåå ìîùíóþ ÷èñòî ðåëåéíóþ (13

55

òûñ. ðåëå) ìîäåëü MARK-II,  â ÑÑÑÐ óæå â 1957 ã. áûëà ñêîíñòðóè-

ðîâàíà íàäåæíàÿ ðåëåéíàÿ âû÷èñëèòåëüíàÿ ìàøèíà ÐÂÌ-I . Îäíà-

êî ýòè äîñòèæåíèÿ áëåäíåëè íà ôîíå ïåðâûõ ðàáîòàþùèõ ýëåêêò-

ðîííûõ êîìïüþòåðîâ. Ýëåêòðîìåõàíè÷åñêàÿ ýðà áåçâîçâðàòíî óøëà,

íàñòóïèë âåê ýëåêòðîíèêè.

1.9. Âûâîäû

1. Â äîýëåêòðîííîé èñòîðèè âû÷ìñëèòåëüíîé òåõíèêè ìîæíî

âûäåëèòü òðè ýïîõè:

• äîìåõàíè÷åñêàÿ (äî XVII â.),

• ìåõàíè÷åñêàÿ (XVII â. - ïåðâàÿ ïîëîâèíà XIX â.),

• ýëåêòðîìåõàíè÷åñêàÿ (âòîðàÿ ïîëîâèíà XIX â. - ïåðâàÿ ïîëîâèíà

XX â.),

2. Ïðîñòåéøèìè âû÷èñëèòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè äîìåõàíè÷åñêîé

ýïîõè áûëè àáàê è ñ÷åòû. Ïî ïðèíöèïó äåéñòâèÿ îíè ÿâëÿþòñÿ

öèôðîâûìè (äèñêðåòíûìè), òàê êàê îïåðèðóþò ñ öèôðîâîé çà-

ïèñüþ ÷èñëà.

3. Íàðÿäó ñ öèôðîâûìè âû÷èñëèòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè ñóùåñòâó-

þò àíàëîãîâûå, îïåðèðóþùèå ñ ôèçè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè, ïðåä-

ñòàâëÿþùèìè çíà÷åíèå ÷èñëà. Ïðîñòåéøèì àíàëîãîâûì âû÷èñ-

ëèòåëåì ÿâëÿåòñÿ ëîãàðèôìè÷åñêàÿ ëèíåéêà, èçîáðåòåííàÿ â

ïåðâîé ïîëîâèíå XVII â.  äàëüíåéøåì àíàëîãîâûå âû÷èñëè-

òåëüíûå ìàøèíû ðàçâèâàëèñü âìåñòå ñ öèôðîâûìè, îíè ïðî-

øëè âñå ýïîõè âïëîòü äî ýëåêòðîííîé, îäíàêî â 70-õ ãîäàõ áûëè

âûòåñíåíû äåøåâûìè öèôðîâûìè êîìïüþòåðàìè.

4. Ïåðâàÿ öèôðîâàÿ ìåõàíè÷åñêàÿ âû÷èñëèòåëüíàÿ ìàøèíà — «Ïàñ-

êàëèíà» — áûëà èçîáðåòåíà ôðàíöóçñêèì ó÷åíûì è èçîáðåòà-

òåëåì Áëåçîì Ïàñêàëåì â 1642 ãîäó. Îíà ìîãëà âûïîëíÿòü îïå-

ðàöèè ñëîæåíèÿ è âû÷èòàíèÿ.

5. Ìàøèíà Ïàñêàëÿ áûëà óñîâåðøåíñòâîâàíà âåëèêèì íåìåöêèì