Вычислительная техника

совокупность технических и математических средств, методов и приёмов, используемых для облегчения и ускорения решения трудоёмких задач, связанных с обработкой информации, в частности числовой, путём частичной или полной автоматизации вычислительного процесса. Отрасль техники, занимающаяся разработкой, изготовлением и эксплуатацией вычислительных машин (См. Вычислительная машина). Задачи, связанные с исчислением времени, определением площадей земельных участков, торговыми расчётами и др., относятся к древнейшим периодам человеческой культуры. Первые примитивные устройства для механизации вычислений Абак, китайские счёты и математические правила решения простейших вычислительных задач появились за сотни лет до н.

Э. Вычислительные устройства, такие, например, как шкала Непера, Логарифмическая линейка, арифметическая машина французского учёного Б. Паскаля — предшественница Арифмометра, были известны уже в 17 в. Промышленная революция 18—19 вв., характеризующаяся бурным для того времени ростом средств производства и его механизацией, дала толчок и развитию В. Т. Это обусловливалось прежде всего необходимостью выполнения сложных расчётов при проектировании и строительстве кораблей, сооружении мостов, топографических работах, усложнением финансовых операций и т.п. При этом сложность и количество задач возросли настолько, что решение их в необходимый срок и без механизации самого вычислительного процесса часто оказывалось невозможным.

Тогда на смену примитивным счётным устройствам пришли Планиметры Дж. Германа и Дж. Амслера, арифмометр В. Т. Однера и др. В 1833 английский учёный Ч. Беббидж разработал проект «аналитической машины» — гигантского арифмометра с программным управлением, арифметическим и запоминающим устройствами. Однако полностью осуществить свой проект ему не удалось, главным образом из-за недостаточного развития техники в то время. Материалы об этой машине были опубликованы лишь в 1888, уже после смерти автора. Исследования Беббиджа лишь спустя 100 лет привлекли внимание инженеров, но математики отметили их сразу. В 1842 итальянский математик Менабреа опубликовал записи лекций Беббиджа, прочитанных в Турине и посвящённых «аналитической машине».

Практическое развитие В. Т. В 19 и в начале 20 вв. Связано главным образом с постройкой аналоговых машин (см. Аналоговая вычислительная машина), в частности первой машины для решения дифференциальных уравнений академика А. Н. Крылова (1904). В 1944 в США была построена ЦВМ с программным управлением «МАРК-1» на электромагнитных реле. Её изготовление стало возможным благодаря накопленному опыту эксплуатации телефонной аппаратуры, счётно-аналитических и счётно-перфорационных машин. Резкий скачок в развитии В. Т. — создание в середине 40-х гг. 20 в. Электронных цифровых вычислительных машин (См. Цифровая вычислительная машина) (ЭЦВМ) с программным управлением. Применение электронных ЦВМ существенно расширило круг задач. Возможными стали такие вычисления, которые ранее были невыполнимы, так как требуемое для этого время превышало продолжительность человеческой жизни.

Производство электронных ЦВМ росло чрезвычайно быстро. Первая (и единственная) машина «ЭНИАК» была создана в США в 1946, а уже к 1965 мировой парк насчитывал свыше 50 тыс. ЦВМ различного назначения. Столь же быстро совершенствовались технические параметры электронных ЦВМ. В сотни и тысячи раз возросли их быстродействие и объёмы памяти. Первая советская электронная ЦВМ «МЭСМ» (малая электронная счётная машина) была построена в АН УССР в 1950 под руководством академика С. А. Лебедева. В 1953 в институте точной механики и вычислительной техники также под руководством Лебедева была создана БЭСМ, ставшая предшественницей серии отечественных электронных ЦВМ («Минск», «Урал», «Днепр», «Мир» и др.). Быстрое совершенствование В.

Т. Неразрывно связано с интенсивным развитием электронной техники. Первые ЭВМ были ламповыми, однако уже через несколько лет достижения в технике полупроводников позволили полностью перейти на полупроводниковое исполнение, а с начала 60-х гг. 20 в. Приступить к микроминиатюризации схем и элементов ЭВМ, что существенно повышает их быстродействие и надёжность, уменьшает габариты и потребляемую мощность, удешевляет производство. Наиболее существенно применение средств В. Т. В системах автоматического управления при сборе, обработке и использовании информации с целью учёта, планирования, прогнозирования и экономической оценки для принятия научно обоснованных решений. Подобные системы управления могут быть как большими системами (См.

Большая система), охватывающими всю страну, район, какую-либо отрасль промышленности в целом или группу специализированных предприятий, так и локальными, действующими в пределах одного завода или цеха. В. Т. Широко используется в современных системах обработки информации, для быстрого и точного определения координат кораблей, подводных лодок, самолётов, космических объектов и т.п. Особой областью применения В. Т. Являются информационные поисковые системы, обеспечивающие механизацию библиотечных и библиографических работ и способствующие ликвидации огромных справочных картотек. Быстро расширяющейся сферой применения В. Т. Является также работа банков, сберегательных касс и других финансовых учреждений, где использование ЦВМ позволяет централизованно выполнять все расчётные операции.

Возрастающее значение В. Т. Для нужд народного хозяйства и приближение её к потребителям, которые не являются специалистами в области В. Т., предъявляют всё более высокие требования к программам ЭВМ. Разработка программ и Программирование становится существенным фактором, определяющим возможности дальнейшего расширения сферы применения В. Т. Уже в конце 60-х гг. Стоимость математического обеспечения (См. Математическое обеспечение) ЦВМ превысила стоимость материальной части и имеется тенденция дальнейшего его увеличения. Для выполнения простых вычислительных операций используют ЦВМ с жёсткой программой (например, электронные арифмометры, выполняющие арифметические действия и вычисление простейших функций) и средства малой механизации счётных работ (кассовые аппараты, счётно-аналитические машины и т.п.).

Уже первые электронные ЦВМ показали принципиальную возможность производить вычисления с такой скоростью, которая превышает скорость рассчитываемого физ. Процесса. Это позволяет не только предсказывать возможные отклонения в процессе, но и своевременно корректировать их, вмешиваться в ход процесса, т. Е. Управлять им (см. Автоматизация производства). Современный научно-технический прогресс характеризуется прежде всего не только высокой производительностью и научной организацией труда, но и широкой механизацией и автоматизацией умственной деятельности человека. Алгоритмизация умственной деятельности человека потребовала интенсивной разработки новых разделов математики, особенно математического моделирования (См.

Моделирование), логики, лингвистики и психологии, создания специальных математических методов анализа, физических, биологических и социальных процессов, математическое исследование которых было ранее невозможно. ЭВМ — наиболее мощное средство В. Т., появившееся в результате всё увеличивающейся осознанной общественной потребности в повышении эффективности человеческого труда, стало основной, важнейшей технической базой кибернетики (См. Кибернетика). Электронные вычислительные и управляющие машины открывают широчайшие возможности в области переработки громадных объёмов информации в кратчайшие сроки. Лит. Лебедев С. А., Электронные вычислительные машины, М., 1956. Бут Э. И Бут К., Автоматические цифровые машины, пер.

С англ., М., 1959. Китов А. И. И Криницкий Н. А., Электронные вычислительные машины, 2 изд., М., 1965. Ледли Р. С., Программирование и использование цифровых вычислительных машин, пер. С англ., М., 1966. Информация. [Сб. Ст.], пер. С англ., под ред. А. В. Шилейко, М., 1968. Корн Г., Корн Т., Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, пер. С англ., ч. 1—2, М., 1967—68. Morrison Ph. And Morrison Е. [ed.], Charles Babbage and his calculating engines, N. Y., [1961]. Sackman Н., Computers, system science and evolving society, N. Y., [1967]. Д. Ю. Панов..