Организация и функционирование компьютеров


Компьютер – универсальная вычислительная машина - часть 2


Проблемами алгоритмизации при решении математических задач занимались Паскаль, Декарт, Лейбниц, Лаплас  и многие другие великие ученые. Особый интерес в этой области был инициирован Гильбертом в связи с его знаменитыми проблемами. В двадцатом веке формальная теория алгоритмов бурно развивалась. Можно назвать такие фамилии, как Гедель, Клини, Черч, Тьюринг, Пост, Марков, Петер.

Параллельно с теорией делались попытки создать практически работающие вычислительные устройства. В 1642г. Паскаль изобрел устройство, выполняющее сложение чисел, а в 1673г. Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий выполнять четыре арифметических действия. В первой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальную машину, которая должна была выполнять любые вычисления без участия человека.  Программы для нее вводилась с помощью перфокарт, которые уже тогда употреблялись в ткацких станках. Реально такая машина (но не механическая, а электронная) была построена в США в 1943г.

Существует несколько альтернативных теорий представления алгоритмов. Ближе всего к реальным компьютерам представление Тьюринга и Поста, согласно которым вычислительный процесс есть результат функционирования автоматически работающей машины. Абстрактная машина описывается своим состоянием, которое представляет собой в самом общем случае конечный набор данных. Различается входная, промежуточная и выходная информация. Одна элементарная операция при работе машины заключается в том, что меняется фрагмент состояния машины. Само изменение зависит от других элементов данных и задается формальной инструкцией - командой. Полный набор команд конечен. Данные состояния машины, остающиеся после ее работы, являются выходной информацией. Алгоритмом в этом случае называется упорядоченная совокупность команд программы.

Эта конструкция почти без изменений реализована в современных компьютерах. Компьютером называется универсальное вычислительное устройство, предназначенное для выполнения произвольных алгоритмов.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -