Evolutia sistemelor de calcul
Istoric: Din cele mai vechi timpuri, de la primele animale vanate si de la primele unelte confectionate, omul a fost nevoit sa numere si sa calculeze. Numarul a fost prima notiune care, (2 ).O data cu dezvoltarea societati numerele au devenit din ce in ce mai mari , iar calculele din ce in ce mai complexe. Studiu lor a devenit obiectul unei stiinte numite matematica. In lungul drum parcurs prin istorie, destinul omului a fost strans legat de matematica. Pentru a progresa, omul a fost nevoit sa
dezvolte aceasta stiinta. Atrebuit sa descopere noi teoreme, noi concepte din ce in ce mai abstracte pentru el. In antichitate, omul s-a confruntat cu multe probleme practice pe care numai matematica a putut sa le rezolve :construirea fortificatilor maritime, a drumurilor,a podurilor,a canalelor,a barajelor si a marilor temple, inventarea calendarului pentru masurarea timpului si stabilirea datei, practicarea negotului,parcelarea terenurilor, stabilirea taxelor si a impozitelor, stabilirea valori unei mosteniri.Mai tirziu, in Evul Mediu au aparut bancile si problemele legate de calcularea dobinzilor,problemele de contabilitate .Pentru a realiza aceste operatii de calcul complicate existau oameni invatati, specializati, care cunosteau toate metodele si tehnicile de calcul. Asa a aparut mesaria de "calculator" Obligat sa efectueze calcule complexe cu un aparat matematic primitiv, omul a cautat sa isi simplifice munca. Cautarile sale au fost atat teoretice, cat si practice. Pe de o parte a dezvoltat stiinta matematica, iar pe de alta parte a perfectionat procedeele de calcul si a inventat dispozitive care sa creasca viteza si precizia operatiilor si sa micsoreze eforturile mintii .
Care au fost primele ajutoare in calculele matematice?
Cu aproximativ 4000 de ani in urma, in Asia antica, un chinez ingenios s-a gandit sa-si usureze calculul in memorie cu ajutorul unei numaratori. Astfel a aparut abacul, primul dispozitiv de calcul, un cadru cu 9 bare pe care culisau 7 bile. Abacul a fost "masina de calcul" cu viata cea mai lunga. El a fost folosit pana la inceputul acestui secol. Un alt pas important in usurarea calculelor a fost descoperirea cifrei 0. Primele calcule cu numarul 0 au aparut in cartea matematicianului Brahmagupta, in secolul al VII-lea al erei noastre. Sistemul de numeratie pozitional a fost preluat din India de catre arabi si dezvoltat.In sec. al IX-lea matematicianul arab Al Horezmi a facut prima expunere a numeratiei pozitionale si a algoritmilor utilizati pentru efectuarea operatiilor matematice.In sec. al XI-lea cartea lui sa raspandit si in Europa,avind ca efect inlocuire scrieri cu cifre romane cu scriere cifre arabe in sistemul de numeratie pozitionala.Adoptarea sistemului de numeratie pozitional in locul sistemului de numeratie nepozitional roman a permis utilizarea in calcule a tabelelor de adunare si a tabelelor de inmultire, care a usurat foarte mult efortul calculatorilor. S-au scurs peste 3500 de ani de la aparitia abacului pina la crearea unui nou dispozitiv destinat usurarii calculelor. In 1617, la Edinburg, John Neper a creat logaritmii.Folosind tabelele de logartmi, era construit un instrument de calcul format din zece bastoane, numit "Bastonasele lui Neper". Pornind de la tabelele cu logaritmi, matematicianul german Gunter a inventat o metoda de calcul cu ajutorul unei scari logaritmice si a unui compas. Aceasta a stat la baza constructiei riglei de calcul, instrument care afost folosit pina in zilele noastre.Pornind de la metoda lui Gunter, matematiciannul englez William Oughtred in 1633 apoi englezul Partridge in 1662 au construit rigla de calcul in forma sub care s-a transmis pana in zilele noastre. Cum a aparut prima masina de calculat? Prima masina veritabila de calculat a fost inventata de matematicianul Blaise Pascal in anul 1642. Era o cutie cu ferestre si clape pe care erau scrise numere. Clapele erau folosite pentru introducerea valorilor in masina. Pe fereastra apareau cifrele care formau rezultatul. Pentru realizarea calculelor era folosit un sistem de roti dintate, deci principiul de functionare era mecanic.Masina putea sa adune,sa scada si sa faca transportul la adunare,de la o pozitie la pozitia de rang imediat superior. Astfel,Pascal a inventat prima masina "de marcat".Principiul masini cu roti dintate a cunoscut o viata destul de lunga -peste trei secole -si o raspandire in intreaga lume. In 1971, Leibnitz, utilizand tot piesele mecanice si rotile dintate, a construit o masina care putea sa si inmulteasca (prin adunari repetate). Dar,din cauza mecanicii care in secolul al XVII-lea nu era prea "fina",masina crea probleme.Doi ani de zile a incercat Leibnitz sa o perfectioneze, dar vazand ca nu ajunge la nici un rezultat a abandonat realizarea practica, indreptanduse spre studiul matematicii in vederea simplificarii sistemului. A cautat un sistem de numeratie care sa inlature handicapul masinii si a gasit astfel sistemul de numeratie binar. Spre sfarsitul secolului al XVIII-lea,odata cu perfectionarea mecanismelor, incep sa se confectioneze in ateliere mestesugaresti masini mecanice de calcul. In 1740, Vaucanson a construit primul razboi de tesut, automat. In 1801 Jacquard a perfectionat acest mecanism, utilizand cartela perforata ca suport de memeorare a comenzilor masinii.In 1820,de Colma a realizat prima masina cu patru operatii. Matematicianul Charles Babbage, primul cercetator anglofon in domeniul masinilor de calculat, a enuntat numeroase idei care stau la baza principiilor calculatoarelor moderne. Astfel, intre anii 1834-1854 a eleborat proiectul masinii analitice pe care l-a realizat mai mult teoretic decat practic. Pornind de la cartela perforata care era folosita la razboaiele de tesut,a introdus in masina sa si un bloc de memorare care consta din perforatii in cartela si care pastra datele care urmau sa fie prelucrate si rezultatele intermediare. In 1854,matematicianul englez George Boole a inventat calcul logic care foloseste doua valori,adevarat si fals, cu care se pot executa operatii ca AND, OR sau NOT.Aceste calcule, numite mai tarziu algebra booleana pot fi usor simulate cu ajutorul unei retele de comutatoare. In 1857, americanul Hill a realizat prima masina de calculat care efectua cele patru operatii aritmetice (adunare, scadere,inmultire si inpartire). La fel ca si precursori sai, pentru introducere datelor folosea clapele.Tot in America,in 1879 James Ritty a inventat prima masina"de marcat"care calcula,inregistra si controla.De la aparitia ei si pana in zilele noastre, unele perfectionari, aceasta si-a gasit o larga utilizare in magazine. In 1887, pentru a usura inregistrarea datelor obtinute la recensamanturi, statisticianul Hrhman Hollerith a construit un sistem mecanic de inregistrare si prelucrare a datelor utilizand cartela perforata Masinile cu cartele perforate sau perfectionat aparand o adevarata industrie de astfel de mecanisme. Firma infintata de Hollerith a fuzionat in 1911 cu alte doua firme, rezultand Computing-Tabulating-Recording Company care in 1924 si-a schimbst numele in International Business Machines Corporation-IBM. Firma IMB, nou aparuta a devenit una din cele mai mare firme producatoare de calculatoare din lume. Toate acest emasini functonau mecanic, folosind rotole dintate .Ultimile masini cu roti dintate au fost utilizate pana in anii 1960-1970 sub numele de tabulatoare. Ele tratau mecanic informatia inregistrata pe cartele perforate si tipareau rezultatele pe hartie.
|
