История математики, 09 лекция
Материал из eSyr's wiki.
Содержание |
[править] 2008 год
- Диктофонная запись: http://esyr.org/lections/audio/math_history_2008_winter/HM_08_10_30.ogg
- Презентация: (PDF) (PPT)
[править] План
- Ист. выч. тезники: напоминание о машинах Ньютона, Паскаля
- Биор. Ч. Б.
- Разностная машина
- Аналитическая машина
- Биография Ады Лавлейс
[править] Ист. фон
Разв. сунок.выч. техники можно разд. на 4 этапа:
- Домех. выч.
- Появились первые выч. машины: машины Шикарда, Паскаля, и именно к этой эпохе отн. проекты Б.
- Потом были электормех. машины, раб при помощи реле
- Машина эниак ознаменовала преход в электронный
[править] Абак
Первый мех., который исп. для выч. На картинке древнеримский абак, он немного отл. от того, что исп. И абаки до сих пор исп. в странах юго-вост. азии
[править] Лог. линейка
След. этапом было изобр. логарифма. 16---17 век --- эпоха великих геогр. откр., для постр. корабля необх. большое кол. вычислений, в том числе умножать, и числа были большие. В 1614 году Неппер изобрёл ог. таблицы, позв. умножение сводить к сложению. Для расч. исп. лог. линейки.
Линеек разл. вида ыло изобр. дост. много, разных видов.
[править] Вильям ШИкард
След этапом после изобр. линеек... с помощью линеек можно было увел. скорость выч., но много рцутиной работы всё равно отводилось человеку.
Первая машина --- машина Шикарда, позв. производить сложение.
Машина Паскаля осн. на множестве колёс, имела 6 разрядов, и позволдяла производить сложение и вычитание. Машина наз. паскалиной.
Следующая машина --- машина Лейбница, позволяла произв. уже и умножение. Отличалась она сдвигом каректки, что позв. делать умн. Что сделал лейбниц: ступенчатый валик и каретку.
Такие мех. калькуляторы исп. дост. долго. Промышленное произв. по черчежам ЛДЕйбница было где-то в начале 19 века постр., и было выпущено несколько тысяч их, некоторые из них исп. до 30 гдов 20 века.
Арифм. однера пост. уменьш. в ращзмерах, тем не менее, требовалось ручку прокручивать, чтобы получить результат.
Это был один путь, по которому шла выч. техника.
Другой путь --- механизмы, которые работают по опр. программам.
Ткацкий станок Жакарда работал по программам, которые записывались на мет. карты, они факт. задавали рисунок. Станок соверш., со вр. он упр. не мет. картами, а перфокартами.
[править] = Чарльз Бэббидж
Что же предложил Бэббидж? Родился он в семье Бенджамина Бэббиджа, обучался на дому, поступил в Trinity College, учился в хорошей компании, организовал математическое общество.
Через какое-то время Бэббиджу стало не нравится, что уроень преподавания математики там низок, и он перешёл в колледж св. Петра. В 1816 году он становится членом Королевского общества, ... . В 1839 году он уволился из Кэмбриджа и стал заниматься разработкой вычислительной машины.
В основном Бэббидж брался за те задачи, которые имели практический смысл, и у него был достаточно широкий спектр интересов, с другой стороны, это помешало работе над вычислительной машиной.
Задачи, которыми занимался Бэббидж, можно разделить на технологические и задачи безоп. движения.
В качестве основных результатов в области технологии можно привести то, что он придумал поперечно-строгальный и токарно-револьверный станки, методы изготовления зубчатых колес, предложил метод заточки под давлением.
Существует легенда, что Бэббидж содействовал получ. почтовых марок: однажды он
Бэббидж занимался стразованием, составил первые стразовые таблицы и написал труд "Ср обзор..."
Существует несколько формул воспроизведения простых чисел, есть проблема, существуют ли закономерности, позволяющие получать бесконечное кол-во больших чисел.
Одно время был популярен не столько сам Б, сколько его автобиогр. книгой, в котороый есть глава "Борьба с уличными хулиганами": он очень не любил уличных музыкантов и постоянно прогонял их со своей улицы.
[править] Разностная и аналит. машина
Работа над ней была заверш в 1822 году, факт предст. собой больщой калькулятор.
Аналит. машина, не была завершена при жизни, и представляла собой уже некое подобие компьютера: долдна была иметь память, исп. перфокарты.
Как работала разн. машина: для расчёта посл. Работала она не методе конечных разностей. Она позв. опер. умн. и возв. в степень свести к слож. Этот метод позв. получать при помощи сложения логарифмы и пр. И идея Б была в том, почему бы не разраб. подобную машину.
Б впечатлился идеями барона Прони о 3-уровневых вычилсениях, в рез-те которых были получены 17 томов лог. таблиц, которые в итоге не были изданы, так как Наполеон потратил все деньги на войну. После войны, когда эти аблицы вновь стали востребованы, оказалось, что в них было много ошибок, в связи с рукописным переписыванием. В связи с этим у Б появилась идея заменить третий уровень машиной. В итоге в 1822 году была продемонстр. эта машина.
После этого Б начал работать над большой разностной машиной, которая должна была исп. в военных целях, но она так и не была завершена.
[править] Аналит. машина
Одна из причин, по которой разн. машина не была закончена --- у Б в какой-то момент появилась идея аналит. машины. Схема достаточно близка к фон Неймановской. Это немудрено, поск. рез-ты Б были на какое-то время забыты, но в 30 годы, когда работали над Эниаком, натолкнулись на работы Б.
[править] Вехи создания
После неуд. заверш. проекта с разн. машиной, была начата работа на аналит. машиной. В 51 году он дошёл до оконч. черты, с которой он понял, что больше он ничего создать не сможет, и с тез пор серьёзной работы над ней нет.
Причины, по которым оно провалилось: отсутствие финансов и отсут. инженеров. На самом деле, едло не только в инженерах, а в слабом развитии технологий.
Было много споров, будет ли работать аналит. машина или нет. Но его сын, Генри Б в 1888 году построил процессор аналит. машины, а в 1906 году была создана действ. модель, на которой был подсч. произв. пи на числа от 1 до 32 с очностью до 29 знаков.
[править] Ада Лавлайс
Говоря про Б, невозм. не упомянуть про А. Дочь Байрона. В отл. от Байрона, больше увл. математикой, нежели поэзией. В середине 30-хз годов позн. с Б, увлеклась его идеями. В своих работах у ней были идеи ... .
[править] Интересные факты о Б
- Ответ Теннисону
- Система ставок на скачках
- Автомат для игры в крестики-нолики
Работы Беббиджа вдохновили не только программистов и инженеров. Благодаря Бэббиджу существует жанр литературы, как стимпанк - это мир Англии 19 века, но в этой эпохе Бэббидж таки разработал аналитическую машину, и существует ряд произведений по этому поводу.
[править] Релейные компьютеры
В сер. 20-го века снова возн. интерес к разл. машинам, и один чкловек с фамилие Буг разр. Диф. решатели, раб. на реле и исп. жлектричество.
Про раб. Цузе стало изв. только после 2 мировой, пок. работал он в гитл. Германии. Разработал первый релейный компьютер в 1936 году. Независ. от него Атанасов-Берри разр. первый электрич. цифровой компьютер. Компьютер Цузе считается первым работающим и он первый исп. двоичную систему.
В 44 гдоу появился эниак, после этого появились лампф и компьютеры след. поколения.
Цузе, он изобрёл 4 версии своего еомпьютера, первые 3 версии были уничт. бомбард. Берлина в 44 году, 4 версию он разрабатывал где0то в ункере, и за 10 дней до капит. Германии она была продем. в рабочем виде. Цузе факт. в одиночку работал над ней, но она не вызвала интереса в верхушке Рейха. Эти машины --- некий пром. класс между машинами Б и совр. компьютерами, которые работали снач. на лампах, потом на транзисторах. Цузе ещё интересен тем, что он первый предл. язык высокого уровня. Но, к сожалению, первый транслятор для него был создан после смерти Ц. Из-за того, что Герм. была в изоляции повле второй мировой, поэтому расп. его идеи не получили, хотя, он лучше, чем Фортран.