НЕэлектронные компьютеры и их создатели

Леонид Черняк, 2023

На протяжении всей своей истории человек стремился упростить необходимые ему расчеты – он начал с первых зарубок на костях или дереве и дошел до современных электронных компьютеров. В книге предпринята попытка проследить главные этапы того, что было сделано до середины прошлого века, расставить основные реперные точки и по возможности представить тех, кто сделал наибольший вклад, поэтому она названа «НЕэлектронные компьютеры и их создатели». Стременной истории будет посвящена следующая книга "Электронные компьютеры и их создатели"

Введение

Электронные компьютеры родились всего 75 лет назад, когда возникли необходимость в больших расчетах возможность ее удовлетворить средствами появившихся технологий. Но потребности в средствах, упрощающих счет, возникли гораздо раньше и удовлетворить их можно было только с помощью разного рода механических вычислительных устройств. В их долгую историю мы и погрузимся.

В любой области человеческой деятельности, прогресс становился возможным, когда складывался необходимый баланс между новыми запросами пользователей и возможностями доступных на тот момент технологий. Эта парочка идет рука об руку, если же изобретатели ставили перед собой задачи с опережением реального спроса и доступных технологий, то по прошествии лет их труды представляются ничем иным, как созданием технических курьезов. Ими можно восхищаться, но их реальный вклад в копилку знаний ее велик.

Самый яркий и трагический пример — эпохальная битва Чарльза Бэббиджа на поле создания Разностной и Аналитической машин, в которой он изначально был обречен на поражение. Потомки его оценили, но, по сути, в памяти он остался создателем курьезов. Примерно то же можно сказать о Конраде Цузе, который стоял в одном шаге от цифрового компьютера, но в силу обстоятельств был вынужден сделать ставку не на электронику, а на электромеханические реле и проиграл. Работы этих гениев для современности не имеют никакого значения, но из этого не следует, что о них не нужно знать.

До Эпохи Возрождения скромные потребности человечества в счете удовлетворялись такими простыми устройствами как гномон, астролябия и абак. С созданием артиллерии и развитием мореплавания потребности в расчетах возросли и в ответ на них появились новые инструменты — палочки Непера, логарифмическая линейка, сектор, секстант квадрант и другие. Они с технологической точки зрения были ненамного сложнее предшественников. Плавный эволюционный процесс закончился в XVII веке, когда несколько человек, прежде всего Паскаль и Лейбниц, задумались о создании цифровых механических счетных машин в чем как минимум на полтораста лет опередили время — не было и не могло быть технологий для реализации их замыслов. Все последующие годы сохранялся дисбаланс между изобретательской мыслью и необходимыми технологиями, отягощенный отсутствием спроса, в социальных условиях XVIII века его не могло быть. Тем не менее с конца XVII до начала XIX века было создано немало интересных конструкций. Из-за своей высокой стоимости они не смогли занять хотя бы какое-то заметное место в инженерии или в науке, большая часть из них осталась украшением дворцовых интерьеров. Радикальный прогресс начался вместе с Первой промышленной революцией, к 1850 году возник встречный процесс — науке и бизнесу требовались инструменты облегчающие расчеты, а развитие точного машиностроения открывало возможность удовлетворить эту потребность. Следствием этих обстоятельств стал бум по созданию разного рода механических и позже электромеханических калькуляторов. Остававшиеся втуне 100–200 лет изобретения оказались востребованными. Бум этот продолжался до тридцатых годов XX века, когда обнаружился предел возможностей механики.

Но потребность в автоматизации расчетов возрастала, особенно в разного рода военных приложениях, в ответ на нее было создано несколько монстров, завершивших эпоху механики. Они не стали решением проблемы счета в ядерной физике, баллистике, аэродинамике и в других приложениях. Подходы к ее решению открылись через 10–15 лет, когда были созданы первые электронные цифровые компьютеры, похоронившие все то, что было сделано прежде. Их потенциал и степень влияния на все стороны жизни никто не мог предположить, он обнаружился с появлением микропроцессоров, когда человечество вступило в цифровую эпоху.

Большинство современных людей смотрят на компьютеры исключительно через призму интересующих их приложений, о том, что такое архитектура и физика компьютеров имеет понятие ничтожный процент из тех, кто имеет дело с ними. Все поглотила неизбежная консьюмеризация, что совершенно нормально. Это характерная черта времени, кто сегодня задумывается об устройстве бесчисленного количество гаджетов, которые нас окружают? Однако сохраняется надежда, что кому-то захочется узнать о том, что предшествовало нашему цифровому времени, когда за смешные деньги можно купить смартфон с процессором, на порядки превосходящим по мощности суперкомпьютер тридцати-сорокалетней давности.

Эта книга не содержит детальных описаний механизмов и, как и в предшествующем ей «Путеводителе по истории ИИ», здесь нет картинок. Она тоже своего рода путеводитель. Для интересующихся в Сети есть гигантское количество высококачественных иллюстраций и, что особенно важно: анимаций, позволяющих лучше понять конструкцию механизмов, чем любая книжная графика, рассматривать их — увлекательное занятие. Рекомендую начать с Паскалины.

Книга состоит из двенадцати глав и охватывает период от зарождения счета в доисторические времена до появления первых электронных компьютеров. Идея написания такой книги возникла неожиданно, ранее, более 20 лет исподволь складывался материал для книги об электронных компьютерах, начиная с ENIAC и Colossus, но при попытке систематизировать накопленное стало ясно, что недостает более глубокого исторического контекста, пришлось в него погрузиться и это оказалось удивительно интересным.

Книга названа «НЕэлектронные компьютеры и их создатели», что отражает ее направленность. По прошествии лет интереснее не столько технические детали устройств, сколько время, когда они были созданы, и люди причастные к ним.

Глава 1 Древнейшие методы счета

Глава 2 Первые аналоговые счетные устройства

Глава 3 Абак

Глава 4 Основоположники

Глава 5 Машины XVII и XVIII веков

Глава 6 Логические машины

Глава 7 Бэббидж и его машины

Глава 8 Загадка чародейки чисел

Глава 9 Последователи Бэббиджа

Глава 10 Арифмометры и сумматоры

Глава 11 Электромеханические компьютеры

Глава 12 Счетные устройства в Российской империи