Читать книгу The Question. Будущее - Коллектив авторов - Страница 43

Глеб Володин

веб-программист

Задолго до появления электронных компьютеров, которые, наверное, подразумеваются в вопросе, изобретались и создавались разнообразные механические вычислительные машины. Следует начать с них, так будет проще объяснить и понять.

Вспомните, как в школе вы решали примеры «в столбик»: вы записывали каждую цифру числа в отдельную клеточку и потом производили последовательность простых действий с числами в соседних клетках. Теперь подумайте о том, что числа можно представить механически, например как положение шестерни, наглядный пример – поворотные ручки с цифрами на кухонной плите. Можно изобрести механизм, в котором такие шестерни, выражающие числа, были бы хитро связаны другими шестернями друг с другом так, чтобы, когда машина работает, получались те же действия, что и с числами в соседних клетках вашей тетради по математике. Таким образом, можно сделать так, чтобы машина «считала» за вас. И такие машины изобретались и создавались, став предтечей компьютеров.

Современные компьютеры тоже выполняют операции с числами по заложенным в их устройство правилам. Вместо шестеренок и их механического движения теперь используются электронные компоненты и их электрическое взаимодействие. Надо заметить, что при этом чаще всего используется двоичная система – форма записи чисел при помощи цифр 0 и 1. Такая система удобна, потому что выразить 0 и 1 при помощи электронного компонента сравнительно легко – это своего рода «вкл./выкл.», как на выключателе. Кроме того, для чисел, записанных в такой форме, достаточно просто описать и реализовать правила, по которым проводятся математические операции.

Для меня в детстве главной загадкой было то, как вся эта возня с числами превращается в картинки, звук и так далее. Трюк в том, чтобы все описывать через числа – «кодировать» информацию. Например, обозначить числом высоту ноты, пронумеровать буквы в алфавите и цвета на палитре. Компьютер манипулирует огромным количеством таких чисел, представляющих информацию, с огромной скоростью. Он выполняет действия, которые заложили в него инженеры и программисты, которые придумали, как именно выразить информацию в числах и как манипулировать этими числами, так чтобы изменять закодированную ими информацию.

Первым «компьютером» часто называют американский ЭНИАК. В нем использовались электронные лампы, которые делали его весьма большим по размерам и требовали различных инженерных ухищрений, чтобы не ломаться слишком часто, ведь выход из строя даже одной нарушал логику работы машины. Когда нужно было задать последовательность действий, которые должен был проделать ЭНИАК, чтобы решить задачу, инженеры физически переключали соединения его частей, на что уходило очень много времени. Исходные числа для подсчетов вводились в компьютер на перфокартах. В отличие от более поздних моделей, ЭНИАК все еще оперировал числами в десятичной системе, подобно механическим счетным машинам до него.