Calculator
Un computer, de asemenea , numit mașină de calcul, [1] este o mașină de calcul capabil de a efectua calcule matematice . [2] Calculatoarele sunt om- a făcut pentru a simplifica și accelera executarea calculelor matematice. În prezent, cele mai multe calculatoare avansate sunt capabile să înlocuiască complet om în executarea multor calcule matematice și au abilități de calcul nici măcar comparabile cu cele ale omului. Un calculator automatizat și poate efectua calcule matematice complexe, este de asemenea , numit „calculator“ sau „ calculator “.
Terminologie
Termenul „calculator“, înțeles ca un substantiv , poate fi ambiguitate în cazul în care contextul nu este clar că vă referiți la o mașină. De fapt, se poate referi și la o persoană. [3] Cu toate acestea, din cauza mai mare concizie sale, limbajul comun prevalează în mod clar în ceea ce privește expresia „mașină de calcul“. Termenul „calculator“, înțeles ca un substantiv și care se referă la o mașină este, de asemenea, foarte răspândită în limbajul de zi cu zi. A fost creat la elipse de „mașină de calcul“. În sensul său cel mai larg, termenul „calculator”, înțeles ca substantiv și care se referă la o mașină, are, prin urmare, același sens ca și expresia „mașină de calculat”. Deoarece anii șaptezeci ai secolului trecut, cu răspândirea masivă de mașini capabile să execute calcule numerice și caracterizate prin dimensiunile fizice conținute, de asemenea , născut conotație îngustă a cuvântului „calculator“ în raport cu aceste mașini. [4] Și în prezent acest sens, în limbajul comun, prevalează în mod clar asupra sensului mai larg.
Istorie
Calculatorul mecanic
Calculatorul s-a născut ca un computer mecanic. Doar multe secole mai târziu, în secolul al XX - lea , a fost construit primul calculator electronic. Cel mai vechi calculator mecanic cunoscut este un calculator astronomic : a Mecanismul Antikythera . Mecanismul Antikythera este un computer parțial automatizate crede că a fost construit în secolul II î.Hr. . În ordine cronologică, a doua istorie calculator mecanice și automate, din care știm, este built-in calculator astronomic " ceas astronomic de Su Song [5] (astronom chinez și om de stat al dinastiei Song ). Ceasul, finalizat în 1094 , după zece ani de muncă, a ocupat o mare parte dintr - un înalt de douăsprezece metri turn situat în orașul Kaifeng [6] (The capitala din China , la momentul respectiv ) și a fost vizibilă trecătorilor ca mulți ceasuri în orașe de astăzi.. Începând din secolul al XII - lea d.Hr. a fost construit alte computere în interval scurt de timp. În timp ce între Mașina Antikythera și ceasul astronomic Su Song trec douăsprezece secole. Din acest motiv, Mecanismul Antikythera este considerat de unii un OOPArt . Cel mai vechi calculator mecanic, automatizat și dedicat calculului numeric , dintre care știm, este „ calculator de ceas , o“ mașină mecanică adăugarea construită în secolul al XVII - lea d.Hr. de Wilhelm Schickard . În douăzeci de ani , a fost construit de- al doilea cel mai vechi calculator mecanice, automate și dedicat calculului numeric, din care știm: a Pascaline , o altă mașină mecanică adăugând, totuși, construit de Blaise Pascal . În 1817 inginerul bavarez Johann Martin Hermann construiește un planimetru mecanic. Este prima planimetru istoria pe care o cunoaștem, dar este , de asemenea, prima masina de integrare în istoria pe care o cunoaștem. Englezii matematicianul Charles Babbage în 1823 proiectează și construiește primul motor diferență poate calcula sumele și diferențele prin utilizarea metodei matematice descoperite de Newton diferențe succesive.
Prezentat la Royal Society din Londra . Aceeași metodă a fost folosită ani mai devreme de Johann Helfrich von Müller , care a prezentat mașina sa calcul la Royal Society of Göttingen . Același Babbage în 1833 a proiectat și construit calculatorul mecanic primul vreodata programabil , care a prezentat aceeași arhitectură folosită în calculatoare moderne (arhitectura von Neumann John von Neumann ) e motor analitic . În 1836 Gaspard Gustave de Coriolis construit primul analizor de diferential al istoriei pe care o cunoaștem. Analizorul diferențial al lui Gaspard Gustave de Coriolis se bazează pe dispozitive mecanice și este extrem de simplu. Este , de fapt , doar în măsură să rezolve ecuații diferențiale de ordinul întâi. De asemenea, oferă soluția ecuației diferențiale vizual, dar nu grafic. Prin urmare, este un analizor diferențial în principal demonstrativ (de mică utilizare practică). În 1876 , William Thomson construiește " armonice Sintetizatorului , primul analizor de armonic al istoriei pe care o cunoaștem. Armonică Sintetizatorul este un analizor armonic bazat pe dispozitive mecanice și dedicate predicției mareelor . [7] În ordine cronologică, primele calculatoare mecanice caracterizate prin complexitate considerabilă sunt " Analizatorul diferential al Vannevar Bush , finalizat în 1931 , [8] și Z1 de Konrad Zuse , finalizat în 1938 . [9] Pentru a stabili o supremație între aceste două calculatoare nu este la fel de simplu ca acestea sunt mașini foarte diferite împreună.
Analizorul diferentiala este un calculator analogic dedicat calculului diferențial . Z1 este un calculator digital dedicat de calcul numeric . La multe decenii de la realizarea lor, ei încă trezesc admirație astăzi pentru soluțiile tehnice adoptate și complexitatea calculelor matematice pe care sunt capabili să le efectueze. Pentru munca lor, Vannevar Bush și Konrad Zuse sunt considerate părinții de " calculator . În aceiași ani , George Robert Stibitz , matematician și cercetător la Bell Laboratories , întreabă dacă releul , utilizat la Laboratoarele Bell pentru a realiza aparate telefonice , pot fi folosite pentru a realiza , de asemenea , circuite electrice logice-digitale bazate pe boolean logica . Scopul său final este de a realiza cu aceste circuite, o platformă digitală de calculator , care evită cercetatorii Bell Laboratories sarcina grea reprezentate prin calcule matematice complicate cu numere complexe , la care trebuie să dedici în proiectarea de rețele de telefonie . [10] Întrebarea este răspuns în noiembrie 1937 , când Stibitz, în bucătăria casei sale, completează modelul K , un " electromecanic vipera digital , binar la un singur bit . [11] Modelul K deține diferite primate: este primul calculator electromecanic al releului bazat pe istoria și este prima istorie calculator binar digitale. A doua supremație are o importanță considerabilă, deoarece computerele utilizate în mod obișnuit astăzi sunt computere digitale binare.
În ceea ce privește capacitatea de calcul, dintre toate sumatoarele care pot fi realizate, Stibitz realizează cel mai ușor: sumatorul poate adăuga doar două numere binare într-o figură . Dar este suficient să-l facem pe Stibitz să înțeleagă că proiectul său este fezabil. În decembrie anul 1939 , de fapt, la Bell Laboratories, Stibitz și Samuel B. Williams întregesc Număr Calculator complex [12] (mai târziu redenumit „Bell Labs Model I Calculator releu“): primul calculator electromecanic al releului bazat pe povestea. După modelul K nu sunt produse, cu scopul de a comercializa, calculatoare desktop bazate pe releu. Releul este prea voluminos, un calculator de birou poate conține un număr foarte limitat: de aceea, un calculator de birou bazat pe releu are o capacitate de calcul mai mică decât alte calculatoare de birou mecanice. În următoarele două decenii , este în schimb construit multe alte calculatoare electromecanice bazate pe releu, în ciuda faptului că, în aceiași ani, au început să fie extrem de rapid calculatoare: calculatorul electronic bazat pe valva termoionic . În ceea ce privește calculatoarele electromecanice bazate pe releu, Bell Laboratories construi Bell Labs Relay Calculator Modelul II , The Bell Labs Relay Calculator model III , Bell Labs Relay Calculator model IV , Bell Labs Calculator Relay Modelul V și Labs Bell releu Calculator Modelul VI . După Z1, în care nu există relee, Konrad Zuse utilizează , de asemenea , releele pentru a construi Z2 , The Z3 , The Z4 , The Z5 și Z11 . Motivul pentru care calculatoarele electromecanice bazate pe releu continuă să fie construite este că supapa termionică, în comparație cu releul, este mult mai scumpă și predispusă la rupere.
Calculatorul electronic
În 1938 the douăzeci și șase german Helmut Schreyer , un prieten de Konrad Zuse , în teza sa teoretizează utilizarea de tuburi de vid pentru a obține calculatoare electronice digitale . [13] Primul calculator electronic digital, care știm, cu toate acestea, a fost proiectat și construit la Iowa State College ( Ames , Iowa ) de american John Vincent Atanasoff și Clifford Berry Edward . Computerul, care a fost finalizat în noiembrie anul 1939 , a fost un " vipera electronic digital , binar la 16 biți . Atanasoff și Berry dețin, de asemenea, un alt record. De fapt, ei au proiectat și construit un binar calculator electronic digital , la care, ulterior, a fost dat numele ei: " Atanasoff-Berry Computer . Acest computer, finalizat în 1942 , este cel mai vechi calculator electronic digital pe care le știm. În 1946 a fost anunțat " IBM 603 Electronic Multiplicatorul este primul calculator electronic digital disponibil în comerț. În 1957 a început comercializarea " IBM 608 Tranzistorul Calculator este primul calculator electronic digital bazat în întregime pe tranzistori și disponibile în comerț.
Tipologie
Calculatoarele construite de-a lungul secolelor sunt foarte variate. Acestea variază de la calculatoare foarte simple, neautomatizate la calculatoare extrem de complexe și complet automatizate. Calculatoarele neautomatizate joacă doar un rol auxiliar în executarea calculelor matematice: cei care le folosesc își păstrează un rol primordial. Pe de altă parte, computerele complet automatizate sunt capabile să înlocuiască complet oamenii în efectuarea calculelor matematice.
Având în vedere tehnologia pe care se bazează, există două tipuri principale de computere:
- calculator mecanic;
- calculator electronic.
Având în vedere nivelul de automatizare, se disting următoarele două tipuri de calculatoare:
- calculator manual;
- calculator automat.
Având în vedere modul de reprezentare a numerelor în interiorul calculatorului, distingem următoarele două tipuri de calculator:
- calculator analog;
- calculator digital.
Având în vedere operațiile matematice pe care le efectuează, se disting următoarele trei tipuri de calculatoare:
- calculator aritmetic;
- calculator algebric;
- calculator infinitesimal.
Având în vedere domeniul de utilizare, se disting următoarele două tipuri de calculatoare:
- calculator astronomic;
- calculator balistic.
Calculator mecanic
Un calculator mecanic este un calculator care efectuează calcule matematice folosind dispozitive mecanice. În special, dacă cel puțin un dispozitiv electromecanic este prezent în computer, vorbim mai specific despre „computer electromecanic”. Spre deosebire de calculatorul electronic care este întotdeauna automat, calculatorul mecanic poate fi neautomatizat, doar parțial automatizat sau complet automatizat. Principalele tipuri de calculator mecanice sunt busola proporționale , regula de diapozitive , The planimetru mecanic , calculatorul mecanic și calculator mecanic . Primele trei sunt tipuri de calculatoare mecanice neautomatizate. Ultimele două sunt tipuri de calculatoare mecanice cel puțin parțial automatizate.
Calculator electronic
Un calculator electronic este un calculator care efectuează calcule matematice cu ajutorul dispozitivelor electronice . Principalele tipuri de calculatoare electronice sunt planimetru electronice , The calculator electronic și calculatorul electronic . Calculatorul electronic este întotdeauna un calculator automat, deoarece dispozitivele electronice pe care se bazează sunt dispozitive automate. Există două tipuri de dispozitive electronice pe care sa bazat calculator electronic în istorie: tubul de vid și tranzistor . Inițial, calculatorul electronic se baza pe supapa termionică. În urma invenției tranzistorului, care a fost disponibil pe scară largă la doar cincizeci de ani de la supapa termionică, calculatorul electronic a fost bazat pe tranzistor. Acest lucru se datorează faptului că tranzistorul a îndeplinit aceeași funcție ca și tubul termionic, dar avea o amprentă considerabil mai mică. Acest lucru a reprezentat un mare pas înainte pentru calculatorul electronic.
De fapt, cu aceleași dimensiuni globale, a fost posibil să se producă calculatoare electronice cu capacități de calcul extrem de mari. În timp ce, cu aceeași capacitate de calcul, a fost posibil să se creeze calculatoare electronice cu dimensiuni mult mai mici. O descoperire la fel de mare a fost posibil , du - te odată cu apariția microelectronicii , când a început să pună tranzistori în circuite integrate miniaturizate. Datorită progresului continuu al microelectronicii, astăzi calculatoarele electronice sunt realizate cu milioane de tranzistoare și caracterizate printr-o amprentă atât de mică încât se pot potrivi în întregime pe de o parte. Luați în considerare, de exemplu, că computerul electronic ENIAC , finalizat în toamna anului 1945 , [14] a fost echipat cu un număr extrem de mic de supape termionice (exact 17468 supape termionice) [15] , dar, datorită dimensiunii supapei termionice , a ocupat o cameră întreagă.
Calculator manual
Un calculator manual este un calculator care necesită utilizarea mâinilor pentru a efectua procesul de calcul. Exemple de calculatoare de mână sunt regula de diapozitive și busola proporțională .
Calculator automat
Un calculator automat este un calculator care efectuează independent cel puțin o parte a procesului de calcul. Dacă calculatorul este capabil să efectueze în mod autonom doar o parte a procesului de calcul, acesta este mai specific denumit „calculator semi-automat”.
Calculator analogic
Un calculator analogic este un computer în care minim unitatea de informații poate avea un număr infinit de valori. Faptul că această unitate minimă de informații poate presupune un număr infinit de valori, din păcate nu implică un calculator cu precizie infinită de calcul. În schimb implică exact opusul: un calculator analogic oferă întotdeauna rezultate cu o marjă de eroare . Acest lucru depinde de faptul că, în starea actuală a tehnologiei , nu poate fi măsurată cu o precizie infinită o cantitate fizică . Pentru reprezentarea numerelor în interiorul calculatorului este de fapt utilizată o cantitate fizică, [16] și a procesului de calcul în calcul se efectuează prin măsurarea cantității fizice. În calculatorul analogic există o corespondență unu-la-unu între numărul reprezentat în interiorul calculatorului și valoarea mărimii fizice utilizate pentru această reprezentare: fiecare număr reprezentat în interiorul calculatorului corespunde unei singure valori a mărimii fizice utilizate pentru aceasta reprezentare (și invers). Cu alte cuvinte, există o analogie între setul de numere reprezentate în interiorul calculatorului și setul de valori ale mărimii fizice utilizate pentru această reprezentare. Acesta este motivul pentru care este folosit termenul „calculator analog”. Acestea sunt tipuri de calculator analogic al Compass proporțional , rigla și calculator analogic .
Calculator digital
Un calculator digital ( de asemenea , numit „calculator digital“) este un computer în care minim unitatea de informații poate presupune doar un număr finit de valori. În numerele de calculator digitale sunt reprezentate ca secvențe de cifre , în mod normal , folosind un sistem de numerotare pozitional . Cifrele sunt reprezentate folosind intervale de valori ale unei mărimi fizice , și fiecare cifră corespunde întotdeauna la valori diferite ale cantității fizice. [17] intervale Folosind suficient de valori mari și îndepărtate unul de altul, imposibilitatea măsurării unei mărimi fizice , cu o precizie infinită nu mai este o problemă, iar apoi sunt în măsură să își dă seama un calculator capabil să ofere rezultate fără marjă de eroare. Chiar și această metodă de reprezentare a numerelor în interiorul computerului are totuși limitări tehnologice: numerele, reprezentate în calculatorul digital, nu pot fi compuse din cifre infinite. Cu alte cuvinte, setul de numere reprezentat în calculatorul digital este un set finit. Acest lucru implică în mod evident limite în ceea ce privește capacitățile de calcul ale calculatorului digital. Cele două situații clasice care pot apărea cu calculatorul digital sunt următoarele: calculatorul poate oferi un rezultat exact; calculatorul nu poate furniza un rezultat. Dar punerea în aplicare în mod adecvat procesul de calcul în calculatorul digital, puteți trimite , de asemenea , următoarea situație: computerul este în măsură să ofere un rezultat , cu o marjă de eroare . În funcție de numărul de cifre utilizate pentru sistemul de numerotare , distingem următoarele tipuri de calculator digital:
- calculator binar;
- calculator ternar;
- calculator zecimal.
Calculator binar
Un computer binar este un calculator digital care utilizează două cifre pentru a reprezenta numere. Cu alte cuvinte, acesta este un calculator digital care utilizează un sistem număr binar pentru a reprezenta numere. O cifră utilizată pentru a reprezenta numere, în interiorul calculator piesa, este „numit biți .“ Bitul reprezintă , de asemenea , cea mai mică unitate de informație într - un computer binar. Calculatorul binar, utilizând un sistem număr pentru a reprezenta numere, este în prezent alegerea preferată a producătorilor de calculatoare digitale.
Calculator ternar
Un computer ternar este un calculator digital care utilizează trei cifre pentru a reprezenta numere. Cu alte cuvinte, acesta este un calculator digital care utilizează un ternar sistem de numerotare pentru a reprezenta numere.
Calculator zecimal
Un calculator zecimal este un calculator digital care utilizează zece diferite cifre pentru a reprezenta numere. Cu alte cuvinte, acesta este un calculator digital care utilizează un sistem de numerotare zecimal pentru a reprezenta numere. Un exemplu de un calculator zecimal este " ENIAC .
Calculator aritmetic
Un calculator aritmetica este un calculator care poate efectua calcule aritmetice . Se disting următoarele tipuri de calculatoare aritmetice:
- sumator;
- mașină de scădere;
- mașină multiplicatoare.
Sumator
O mașină adăugând ( de asemenea , numit simplu „vipera“) este un calculator aritmetic capabil de a efectua " adăugare . Cea mai veche Sumatorul, din care știm, este " calculator de ceas . Construit în secolul al XVII - lea de către Wilhelm Schickard , calculatorul de ceas este , de asemenea , cel mai vechi calculator aritmetică , care este documentată.
Mașină de scădere
O mașină sottratrice ( de asemenea , numit simplu „sottratrice“) este un calculator aritmetic capabil de a efectua scăderea .
Mașină multiplicatoare
O mașină de multiplicare ( de asemenea , numit simplu „multiplicator“) este un calculator aritmetic capabil de a efectua multiplicarea . Cel mai vechi multiplicator, din care știm, este Stepped Firelor . Construit în secolul al XVII - lea de către Gottfried Wilhelm von Leibniz , The Firelor Stepped este , de asemenea , posibilitatea de a efectua " plus , scăderea și diviziune .
Calculator algebric
Un calculator algebrică este un calculator care poate efectua calcule algebrice .
Calculator infinitesimal
Un calculator infinitezimal este un computer care poate efectua calcule infinitezimale . Se disting următoarele două tipuri de calculatoare infinitezimale:
- mașină integratoare;
- mașină derivată.
Mașină integratoare
O mașină de integrare este un computer infinitezimal capabil să calculeze " integralei unei funcții . Acestea sunt tipuri de mașini integrativă planimetru , l ' integrafo [18] , L' integrometro [19] , l ' Analyzer diferențială .
Aparat de derivat
O mașină derivatrice este un calculator infinitezimal capabil să calculeze derivata unei funcții .
Calculator astronomic
Un calculator astronomic este un calculator specializat în calcule astronomice . Cel mai vechi calculator cunoscut este un calculator astronomic: a Mecanismul Antikythera .
Calculator balistic
Un computer balistic este un specialist calculator în calcul balistic .
Notă
- ^ Pentru informații suplimentare consultați secțiunea „Terminologie“ .
- ^ Nu neapărat o mașină de calcul este capabil de a efectua calcule matematice. Un exemplu de calcul al mașinii nu este capabil de a efectua calcule matematice este l ' abac .
- ^ A se vedea elementul calculator (persoană) .
- ^ A se vedea articolul Calculator .
- ^ Marcello Morelli, de la calculatoare la calculatoare ale anilor cincizeci, Franco Angeli, 2001. Page 18.
- ^ Christopher Walker, Astronomie înainte de telescopul, Edizioni Dedalo, 1997. Pagini 371 și 372.
- ^ Marcello Morelli, de la calculatoare la calculatoare ale anilor cincizeci, Franco Angeli, 2001. 145.
- ^ Marcello Morelli, de la calculatoare la calculatoare ale anilor cincizeci, Franco Angeli, 2001. 147.
- ^ Marcello Morelli, de la calculatoare la calculatoare ale anilor cincizeci, Franco Angeli, 2001. 173.
- ^ George Robert Stibitz , computerele releu de la Bell Labs, în Datamation aprilie 1967, Thompson Publicații. Pagina 35.
- ^ Marcello Morelli, de la calculatoare la calculatoare ale anilor cincizeci, Franco Angeli, 2001. 164.
- ^ Massimo Bozzo, Marea istorie a computerului. DALL'ABACO inteligență artificială, Dedal Publishing, 1996. Page 64.
- ^ Massimo Bozzo, Marea istorie a computerului. DALL'ABACO inteligență artificială, Dedal Publishing, 1996. Page 66.
- ^ Marcello Morelli, de la calculatoare la calculatoare ale anilor cincizeci, Franco Angeli, 2001. 204.
- ^ Massimo Bozzo, Marea istorie a computerului. DALL'ABACO inteligență artificială, Dedal Publishing, 1996. 75.
- ^ De exemplu, pentru a reprezenta numere în calculator electronic, este utilizat de tensiune electrică .
- ^ Cu alte cuvinte, intervalele folosite pentru a reprezenta diferite cifre, nu coincid, chiar și în parte.
- ^ Integrafo Pascal a Naval Royal School of Genova. [1]
- ^ Integrometro Coradi de la Naval Royal School of Genova. [2]
Bibliografie
- Massimo Bozzo, Marea istorie a computerului. De la abac la inteligența artificială , Edizioni Dedalo, 1996.
- Marcello Morelli, De la calculatoare la computerele anilor cincizeci , FrancoAngeli, 2001.
- David A. Mindell, dintre om și mașină. Feedback, de control și de calcul înainte de cibernetica, Johns Hopkins University Press, 2002.
- Paul E. Ceruzzi, Istoria științei de calculator. De la prima vârstă calculator digital de pe Internet, Apogeul 2006.
- Daniele Casalegno, Bărbați și computere. Istoria mașinilor care au schimbat lumea , Hoepli, 2010.
- Dott. Stefano Zottino, ANALITICĂ MOTORULUI IDEEA INOVATOARE Teză Charles Babbage, legătorie Pittacco Veneția, Ca „Foscari University of Venice
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikționar conține dicționarul intrare „ calculator “
