|
Например, когда в ходе вычислений машине требовалось значение логарифма 2303,
она показывала его в особом окошечке и давала звонок. Оператор находил нужную
перфокарту со значением этого логарифма и вводил в машину. «Все карты, — писал
Бэббидж, — однажды использованные и изготовленные для одной задачи, могут быль
использованы для решения тех же задач с другими данными, поэтому нет
необходимости готовить их во второй раз — они могут тщательно сохраняться для
будущего использования; со временем машина будет иметь собственную библиотеку».
Четвертый блок был предназначен для приема исходных чисел и выдачи
конечных результатов и представлял из себя несколько устройств, обеспечивающих
операции вводавывода. Исходные числа вводились в машину оператором и поступали
в ее запоминающее устройство, из которого извлекались и поступали на выход
конечные результаты. Машина могла выводить ответ на перфокарте или печатать на
бумаге.
В заключение следует отметить, что если разработка аппаратной части
аналитической машины связана исключительно с именем Бэббиджа, то
программирование решения задач на этой машине — с именем его хорошего друга —
леди Адой Лавлейс, родной дочери великого английского поэта Байрона, которая
горячо увлекалась математикой и великолепно разбиралась в сложных научных и
технических проблемах. В 1842 году в Италии была напечатана статья молодого
математика Менабреа с описанием аналитической машины Бэббиджа. В 1843 году леди
Лавлейс перевела эту статью на английский язык, снабдив ее обширным и глубоким
комментарием. Чтобы проиллюстрировать работу машины, леди Лавлейс приложила к
статье составленную ею программу для вычисления чисел Бернулли. Ее комментарий
по существу является первой в истории работой по программированию.
Аналитическая машина оказалась очень дорогим и сложным устройством.
Английское правительство, поначалу финансировавшее работы Бэббиджа, вскоре
отказало ему в помощи, поэтому он так и не смог завершить свой труд. Была ли
оправдана сложность этой машины? Не во всем. Многие операции (особенно
вводвывод чисел и передача их от одного устройства к другому) значительно
упростились бы, если бы Бэббидж использовал электрические сигналы. Однако его
машина была задумана как чисто механическое устройство без каких бы то ни было
электрических элементов, что ставило ее изобретателя часто в очень трудное
положение. Между тем электромеханическое реле, ставшее позже основным элементом
вычислительных машин, в это время уже было изобретено: его придумали в 1831
году одновременно Генри и Сальваторе даль Негро.
Применение электромеханических реле в вычислительной технике ведет свою
историю с изобретения американца Германа Голлерита, создавшего комплекс
устройств, предназначенных для обработки большого объема данных (например,
результатов переписи). Потребность в такой машине была очень велика. Например,
результаты переписи 1880 года обрабатывались в США 7, 5 лет. Такой значительный
срок объяснялся тем, что необходимо было отсортировать громадное количество
карточек (по одной на каждого из 50 миллионов жителей) с очень большим — 210
рубрик — набором вариантов ответов на задаваемые в карточке вопросы. Об этих
проблемах Голлерит знал не понаслышке — он сам был сотрудником Бюро цензов США
— статистического учреждения, ведавшего проведением переписей населения и
обработкой их результатов.
Много работая над сортировкой карточек, Голлерит пришел к мысли
механизировать этот процесс. Сперва он заменил карточки перфокартами, то есть
вместо карандашной пометки варианта ответа придумал пробивать отверстие. С этой
целью он разработал специальную 80колонную перфокарту, на которую в форме
пробивок наносились все сведения об одном человеке, регистрируемые в ходе
переписи. (Форма этой перфокарты не претерпела с тех пор существенных изменений.
) Обычно для ответа на один вопрос использовалась одна полоска перфокарты, что
позволяло фиксировать десять вариантов ответа (например, на вопрос о
вероисповедании). В некоторых случаях (например, на вопрос о возрасте) можно
было использовать две колонки, что давало сто вариантов ответа.
Вторая идея Голлерита была следствием первой — он создал первый в мире
счетноперфорационный комплекс, включавший в себя входной перфоратор (для
пробивки отверстий) и табулятор с устройством для сортировки перфокарт.
Перфорация осуществлялась вручную на пробойнике, состоявшем из чугунного
корпуса с приемником для карты и собственно пробойника. Над приемником
помещалась пластина с несколькими рядами отверстий; при нажиме рукояти
пробойника над одним из них карта под пластинкой пробивалась нужным образом.
Сложный пробойник пробивал на группе карт общие данные одним нажатием руки.
Сортировочная машина представляла собой несколько ящиков с крышками. Карты
продвигались вручную между набором пружинных штырей и резервуарами,
наполненными ртутью. Когда штырь попадал в отверстие, он касался ртути и
замыкал электрическую цепь. При этом приподнималась крышка определенного ящика,
и оператор клал туда карту. Табулятор (или суммирующая машина) прощупывал
отверстия на перфокартах, воспринимая их как соответствующие числа и
подсчитывая их. Принцип его действия был аналогичен сортировочной машине и
базировался на использовании электромеханического реле (в качестве них также
применялись пружинные штыри и чашечки с ртутью). Когда стержни при движении
перфокарт попадали через отверстия в чашечки с ртутью, электрическая цепь
замыкалась, и электрический сигнал передавался на счетчик, добавлявший к
имеющемуся в нем числу новую единицу. Каждый счетчик имел циферблат со стрелкой,
которая перемещалась на единицу шкалы при обнаружении отверстия. Если в
табуляторе было 80 счетчиков, он мог одновременно подсчитывать результаты по 8
вопросам (с десятью вариантами ответов на каждый из них). Для подсчета
результатов по следующим 8 вопросам та же перфокарта вновь пропускалась через
|
|