Введение
В этой статье представлена подробная хронология событий в истории компьютерного программного и аппаратного обеспечения: от доисторических времен до 1949 года. Для обзора общих тенденций развития, обратитесь к статье «История вычислительной техники».
This article presents a detailed timeline of events in the history of computing software and hardware: from prehistory until 1949. For narratives explaining the overall developments, see History of computing.
Доистория античность
Дата события ок. 910 г. до н.э. В Древнем Китае была изобретена колесница, указывающая на юг. Это был первый известный механизм с зубчатой передачей, использующий дифференциальный механизм. Колесница представляла собой двухколесное транспортное средство, на котором располагалась указывающая фигура, соединенная с колесами посредством дифференциальной передачи. Благодаря тщательному подбору размера колес, колеи и передаточного числа фигура на колеснице всегда указывала в одном направлении. ок. 125 г. до н.э. Механизм Антикитеры: часовой механизм, аналоговый компьютер, предположительно спроектированный и построенный в коринфской колонии Сиракузы. Механизм содержал дифференциальный механизм и был способен отслеживать относительное положение всех известных на тот момент небесных тел.
Средневековье 1640
Дата Событие 725 Китайский изобретатель Лян Лингзань построил первые в мире полностью механические часы; водяные часы, некоторые из которых были чрезвычайно точны, были известны за столетия до этого. Это был важный технологический скачок; самые ранние настоящие компьютеры, созданные тысячу лет спустя, использовали технологии, основанные на часах. 850 Братья Бану Муса в своей книге "Книга об изобретениях" изобрели "самый ранний из известных механических музыкальных инструментов" – гидроэнергетический орган, автоматически воспроизводящий сменные цилиндры. Этот "цилиндр с выступающими штифтами на поверхности оставался основным устройством для механического воспроизведения музыки вплоть до второй половины девятнадцатого века". Они также изобрели автоматический флейтофон, который, по-видимому, был первой программируемой машиной. ок. 1000 Абу Райхан аль-Бируни изобрел планисферу, аналоговый компьютер. Он также изобрел первый механический лунно-солнечный календарь, использующий зубчатую передачу и восемь зубчатых колес. Это был ранний пример машины для обработки знаний с фиксированной схемой. ок. 1015 Арабский астроном Абу Исхак Ибрахим аль-Заркали (Арзахель) из Аль-Андалуса изобрел экваториум – механическое аналоговое вычислительное устройство, используемое для определения долготы и положения Луны, Солнца и планет без вычислений, с использованием геометрической модели для представления среднего и аномального положения небесного тела. ок. 1150 Арабский астроном Джабир ибн Афлах (Гебер), возможно, изобрел или вдохновил торкетум – наблюдательный инструмент и механическое аналоговое вычислительное устройство, используемое для преобразования между сферическими системами координат. Он был разработан для приема и преобразования измерений, выполненных в трех наборах координат: горизонтальной, экваториальной и эклиптической. 1206 Арабский инженер Аль-Джазари изобрел многочисленные автоматы и сделал множество других технологических инноваций. Одной из них является проект программируемого манекена в форме человека: это, по-видимому, был первый серьезный, научный (в отличие от магического) план робота. Он также изобрел "часы-замок" – астрономические часы, которые считаются первыми программируемыми аналоговыми компьютерами. На них изображены зодиак, орбиты Солнца и Луны, указатель в форме полумесяца, движущийся через ворота, заставляя автоматические двери открываться каждый час, и пять роботов-музыкантов, играющих музыку, когда их задевают рычаги, приводимые в действие кулачковым валом, прикрепленным к водяному колесу. Продолжительность дня и ночи можно было перепрограммировать ежедневно с учетом изменяющейся продолжительности дня и ночи в течение года. 1235 Персидский астроном Аби Бакр из Исфахана изобрел латунный астролябиум с механическим движением календаря, основанным на конструкции механического календаря-аналогового компьютера Абу Райхана аль-Бируни. Зубчатый астролябиум Аби Бакра использует набор зубчатых колес и является старейшей сохранившейся полной механической машиной с зубчатой передачей. 1300 Рамон Лулль изобрел Круг Луллия – концептуальную машину для вычисления ответов на философские вопросы (в данном случае, связанные с христианством) посредством логической комбинаторики. Эта идея была подхвачена Лейбницем спустя столетия и, таким образом, является одним из основополагающих элементов в вычислительной технике и информатике. ок. 1416 Джамшид аль-Каши изобрел Пластинку Соединений – аналоговый компьютерный инструмент, используемый для определения времени суток, в которое произойдут планетарные соединения, и для выполнения линейной интерполяции. Он также изобрел механический "планетарный компьютер", который он назвал Пластиной Зон, который мог графически решать ряд планетарных задач, включая прогнозирование истинных положений в долготе Солнца и Луны и планет; широты Солнца, Луны и планет; и эклиптику Солнца. Инструмент также включал альхидаду и линейку. 1493 Леонардо да Винчи создал чертежи устройства, состоящего из взаимосвязанных зубчатых колес, которое можно интерпретировать как механический калькулятор, способный выполнять сложение и вычитание. Рабочая модель, вдохновленная этим планом, была построена в 1968 году, но остается спорным, действительно ли Леонардо имел в виду калькулятор. Да Винчи также разработал планы для механического человека – ранний проект робота. 1614 Шотландец Джон Непер изобрел форму логарифмов и гениальную систему подвижных стержней (1617 г., известные как стержни Непера или кости Непера). Эти стержни были основаны на алгоритме умножения решетки или гелозии и позволяли оператору умножать, делить и вычислять квадратные и кубические корни, перемещая стержни и размещая их на специально построенных досках. 1622 Уильям Отрет разработал логарифмические линейки, основанные на логарифмах, разработанных Джоном Непером. 1623 Немецкий ученый Вильгельм Шикард нарисовал устройство, которое он назвал "вычислительными часами" в двух письмах, которые он отправил Иоганнесу Кеплеру; одно в 1623 году, а другое в 1624 году. Пожар позже уничтожил машину во время ее строительства в 1624 году, и он решил отказаться от своего проекта. Мир узнал об этой машине только в 1957 году, когда были обнаружены два письма. Некоторые реплики были построены в 1961 году. Эта машина не оказала никакого влияния на развитие механических калькуляторов.
16411850
Дата Место Событие 1642 Франция Французский ученый-эрудит Блез Паскаль изобрел механический калькулятор. Названный «арифметической машиной», калькулятором Паскаля, а впоследствии – Паскалином, его публичная демонстрация в 1645 году положила начало развитию механических калькуляторов сначала в Европе, а затем и во всем мире. Это была первая машина с управляемым механизмом переноса. Паскаль построил 50 прототипов, прежде чем выпустить свою первую машину (в конечном итоге было построено двадцать машин). Паскалин вдохновил работы Готфрида Лейбница (1671), Томаса де Колмара (1820) и Дорра Э. Фелта (1887). 1666 Великобритания Сэр Сэмюэл Морланд (1625–1695) из Англии создал недесятичную машину для сложения, пригодную для работы с английскими деньгами. Вместо механизма переноса она регистрировала перенос на вспомогательных циферблатах, откуда пользователь повторно вводил их в качестве слагаемых. 1672 Германия Немецкий математик Готфрид Лейбниц начал проектировать машину, способную умножать, – «Степной арифмометр». Она могла умножать числа, состоящие максимум из 5 и 12 цифр, получая 16-значный результат. Было построено две машины: одна в 1694 году (обнаружена на чердаке в 1879 году), а другая – в 1706 году. 1685 Германия В статье под названием «Machina arithmetica in qua non additio tantum et subtractio sed et multiplicatio nullo, diviso vero paene nullo animi labore peragantur» Готфрид Лейбниц описал машину, использующую колеса с подвижными зубьями, которые, при соединении с Паскалином, могли выполнять все четыре арифметических действия. Нет свидетельств того, что Лейбниц когда-либо строил эту машину с зубчатыми колесами. 1709 Италия Джованни Полени первым построил калькулятор с зубчатым механизмом. Он был изготовлен из дерева и имел форму вычислительных часов. 1726 Великобритания Джонатан Свифт (сатирически) описал машину («двигатель») в своих «Путешествиях Гулливера». «Двигатель» состоял из деревянной рамы с деревянными блоками, содержащими части речи. При одновременном повороте 40 рычагов двигателя машина отображала фрагменты грамматических предложений. 1774 Германия Филипп Маттеус Хан, в современной Германии, создал успешный портативный калькулятор, способный выполнять все четыре арифметических действия. 1775 Великобритания Чарльз Стэнхоуп, 3-й граф Стэнхоуп из Англии, разработал и построил успешный умножающий калькулятор, аналогичный машине Лейбница. 1786 Германия И. Г. Мюллер, инженер в гессенской армии, впервые сформулировал идею разностного двигателя (первое письменное упоминание об основных принципах разностной машины датируется 1784 годом). 1804 Франция Жозеф Мари Жаккард разработал жаккардовский ткацкий станок – автоматический ткацкий станок, управляемый перфокартами. 1820 Франция Шарль Ксавье Томас де Кольмар изобрел «Арифмометр», который после тридцати лет усовершенствований в 1851 году стал первым массово производимым механическим калькулятором. Оператор мог быстро и эффективно выполнять длинные умножения и деления, используя подвижный аккумулятор для результата. Эта машина была основана на более ранних работах Паскаля и Лейбница. 1822 Великобритания Чарльз Бэббидж спроектировал свой первый механический компьютер – первый прототип десятичного разностного двигателя для табулирования полиномов. 1831 Италия Джованни Плана разработал машину «Вечный календарь», способную вычислять точный календарь более чем на 4000 лет, учитывая високосные годы и изменение длины дня. 1832 Россия Семен Корсаков предложил использовать перфокарты для хранения и поиска информации. Он разработал несколько машин для демонстрации своих идей, в том числе так называемый линейный гомеоскоп. 1832 Великобритания Бэббидж и Джозеф Клемент создали прототип сегмента его разностного двигателя, который работал с 6-значными числами и разностями второго порядка (то есть мог табулировать квадратичные полиномы). Полный двигатель, который должен был занимать целую комнату, планировалось использовать для вычислений разностей шестого порядка с числами около 20 цифр и разностей третьего порядка с числами 30 цифр. Каждое сложение должно было выполняться в два этапа, второй из которых учитывал перенос из первого. Выходные цифры должны были пробиваться на мягкую металлическую пластину, из которой могла быть изготовлена печатная форма. Однако возникло множество трудностей, и не было завершено ничего, кроме этого прототипа. ок. 1833 Великобритания Бэббидж задумал и начал проектировать свою десятичную «Аналитическую машину». Программа для нее должна была храниться в памяти только для чтения в виде перфокарт. Бэббидж продолжал работать над проектом в течение многих лет, хотя после 1840 года изменения в конструкции, по-видимому, были незначительными. Машина должна была работать с 40-значными числами; «мельница» (ЦП) имела бы 2 основных аккумулятора и несколько вспомогательных для специальных целей, а «хранилище» (память) могло бы содержать тысячу 50-значных чисел. Было бы несколько устройств для чтения перфокарт, как для программ, так и для данных; карты должны были быть соединены в цепочку, и движение каждой цепочки должно было быть обратимым. Машина должна была выполнять условные переходы. Также должна была быть форма микрокодирования: значение инструкций зависело бы от положения металлических штифтов в прорезанном барабане, называемом «управляющим барабаном». Предполагалось, что машина сможет выполнять сложение за 3 секунды, а умножение или деление – за 2–4 минуты. Она должна была приводиться в действие паровым двигателем. В итоге было построено лишь несколько деталей. 1835 США Джозеф Генри изобрел электромеханическое реле. 1840 Италия Чарльз Бэббидж представил свою Аналитическую машину на первой публичной выставке в Академии наук в Турине. 1842 Франция Тимолеон Морель запатентовал Arithmaurel – механический калькулятор с очень интуитивно понятным интерфейсом, особенно для умножения и деления, поскольку результат отображался сразу после ввода операндов. Он получил золотую медаль на французской национальной выставке в Париже в 1849 году. К сожалению, его сложность и хрупкость конструкции не позволили начать его производство. 1842 Великобритания Строительство разностного двигателя Бэббиджа было отменено как официальный проект. Перерасход средств был значительным (было потрачено 17 470 фунтов стерлингов, что в ценах 2004 года составило бы около 1 000 000 фунтов стерлингов). 1843 Швеция Пер Георг Шеутц и его сын Эдвард создали 5-значную модель разностного двигателя с принтером третьего порядка; шведское правительство согласилось финансировать их дальнейшую разработку в 1851 году. 1846 Великобритания Бэббидж начал работу над усовершенствованным разностным двигателем (Разностный двигатель № 2), создав полностью выполненный набор планов к 1849 году. Машина должна была работать с разностями седьмого порядка и 31-значными числами, но никто не согласился финансировать ее строительство. В 1989–1991 годах команда Лондонского музея науки построила его по сохранившимся планам. Они изготовили компоненты с использованием современных методов, но с допусками не лучше, чем мог обеспечить Клемент, и после небольшой настройки и отладки деталей они обнаружили, что машина работает правильно. В 2000 году был завершен и принтер. 1847 Великобритания Британский математик Джордж Буль разработал булеву алгебру (алгебру логики), которая широко использовалась в проектировании и работе двоичных компьютеров, примерно через столетие. См. 1939.
1851 1930 год
Дата Место Событие 1851 Франция После 30 лет разработки Томас де Колмар положил начало индустрии механических калькуляторов, начав производство значительно упрощенного арифмометра (изобретенного в 1820 году). Помимо своих клонов, появившихся тридцать лет спустя, он оставался единственной вычислительной машиной, доступной в мире в течение сорока лет (Dorr E. Felt продал всего сто комптометров и несколько комптографов с 1887 по 1890 год). Его простота сделала его самым надежным калькулятором на тот момент. Это была большая машина (арифмометр с 20 цифрами занимал почти весь рабочий стол). Хотя производство арифмометров прекратилось в 1915 году, двадцать европейских компаний производили улучшенные клоны его конструкции до начала Второй мировой войны. Среди известных производителей клонов были Burkhardt, Layton, Saxonia, Gräber, Peerless, Mercedes Euklid, XxX и Archimedes. 1853 Швеция К радости Бэббиджа, Шейце и его жена завершили создание первого полномасштабного дифференциального двигателя, который они назвали "Таблирующей машиной". Он работал с 15-значными числами и вычислял разности 4-го порядка, выдавая результаты в печатном виде, как и планировал Бэббидж. В 1859 году фирма Bryan Donkin из Лондона построила вторую машину по тому же проекту. 1856 США Первый Таблирующий аппарат (см. 1853 год) был приобретен обсерваторией Дадли в Олбани, штат Нью-Йорк, а второй был заказан в 1857 году британским правительством. Машина из Олбани использовалась для создания астрономических таблиц, но директор обсерватории был уволен за эту расточительную покупку, и машина больше не использовалась, в конечном итоге оказавшись в музее. Вторая машина прослужила долго и принесла пользу. ок. 1859 Швеция Мартин Виберг создал усовершенствованный дифференциальный двигатель, предназначенный для расчета процентных ставок (первая публикация в 1860 году) и логарифмических таблиц (первая публикация в 1875 году). 1866 Великобритания Уильям Стэнли Джевонс построил первую практическую логическую машину (логический абакус). 1871 Великобритания Бэббидж создал прототип секции мельницы и принтера Аналитической машины. 1878 Испания Рамон Вереа, проживавший в Нью-Йорке, изобрел калькулятор с внутренней таблицей умножения, что было значительно быстрее, чем использование сдвижной каретки или других цифровых методов того времени. Однако он не стремился к серийному производству; по-видимому, он просто хотел доказать, что испанец способен изобретать не хуже американца. 1878 Великобритания Комиссия исследовала возможность завершения Аналитической машины и пришла к выводу, что это невозможно после смерти Бэббиджа. Проект был в значительной степени забыт, за исключением немногих; Говард Эйкен был заметным исключением. 1884 США Дорр Фелт из Чикаго разработал свой Комптометр. Это был первый калькулятор, в котором операнды вводились нажатием клавиш, а не, например, набором на диске. Это стало возможным благодаря изобретению Фелтом механизма переноса, достаточно быстрого для работы во время возврата клавиш в исходное положение. Фелт и Таррант основали партнерство для производства комптометра в 1887 году. 1886 США Первое использование системы табулирования Германа Холлерита в Департаменте здравоохранения Балтимора. 1887 США Герман Холлерит подал заявку на патент на интегрирующий табулятор (выдан в 1890 году), который мог суммировать числа, закодированные на перфокартах. Первое задокументированное использование этого устройства произошло в 1889 году в Управлении главного хирурга армии. В 1896 году Холлерит представил усовершенствованную модель. 1889 США Дорр Фелт изобрел первый печатный настольный калькулятор. 1890 США Швеция Россия В массовое производство поступил умножающий калькулятор, более компактный, чем арифмометр. Дизайн был независимо и примерно одновременно изобретен Фрэнком С. Болдуином из США и Виллгодтом Теофилом Однером, шведом, проживавшим в России. Вместо рифленых барабанов использовалась конструкция с "зубчатым диском переменного шага": диск с радиальными штырями, которые можно было выдвигать или втягивать. 1890 США Перепись населения США 1880 года заняла 7 лет из-за ручной обработки данных из журнальных листов. Рост населения предполагал, что к переписи 1890 года обработка данных займет больше 10 лет, поэтому был объявлен конкурс на поиск лучшего метода. Его выиграл сотрудник Бюро переписи населения Герман Холлерит, который впоследствии основал Tabulating Machine Company, позже ставшую IBM. Он изобрел запись данных на носитель, который затем мог быть прочитан машиной. Ранее машиночитаемые носители использовались для управления (автоматы, музыкальные шкатулки, ткацкие станки и т. д.), а не для данных. "После некоторых первоначальных испытаний с бумажной лентой он остановился на перфокартах". Его машины использовали механические реле для увеличения механических счетчиков. Этот метод был использован в переписи 1890 года. Совокупный эффект всех изменений по сравнению с переписью 1880 года: увеличение численности населения, объем собираемых данных, численность персонала Бюро переписи населения, запланированные публикации и использование электромеханических табуляторов Холлерита, позволил сократить время обработки переписи с восьми лет для переписи 1880 года до шести лет для переписи 1890 года. Вдохновением для этого изобретения послужило наблюдение Холлерита за кондукторами поездов во время поездки по западу США; они кодировали краткое описание пассажира (высокий, лысый, мужчина) в процессе пробивания билета. 1891 США Уильям С. Берроуз из Сент-Луиса изобрел машину, похожую на машину Фелта (см. 1884 год), но, в отличие от комптометра, это была машина с "установкой клавиш", которая обрабатывала каждое число только после поворота рукоятки. Фактическое производство этой машины началось в 1891 году, хотя Берроуз основал свою American Arithmometer Company еще в 1886 году (позже она стала Burroughs Corporation, а сейчас называется Unisys). 1899 Япония Рёити Ядзу начал разработку механической вычислительной машины (автоматического абака). Рёити самостоятельно проводил исследования вычислительных машин, и потребовалось три года, чтобы завершить его бинарно-десятичный механический настольный калькулятор, прежде чем он подал заявку на патент в 1902 году. Это был первый успешный механический компьютер в Японии. Remington рекламировал Dalton как первую 10-клавишную печатную суммирующую машину. Десять клавиш были расположены в два ряда. К концу 1906 года было изготовлено шесть машин. 1905 Япония Ичитаро Кавагути, инженер Министерства связи и транспорта, построил электрическую табулирующую машину Кавагути. 1906 Великобритания Генри Бэббидж, сын Чарльза, при помощи фирмы R. W. Munro завершил "мельницу" из Аналитической машины своего отца, чтобы показать, что она будет работать. И она работает. Полная машина не была изготовлена. 1906 США Ли де Форест изобрел аудион (вакуумную лампу или термионный клапан). 1906 США Герман Холлерит представляет табулятор с коммутационной панелью, которую можно перекоммутировать для адаптации машины к различным задачам. Коммутационные панели широко использовались для управления вычислениями до появления хранимых программ в 1950-х годах. 1909 Республика Ирландия Перси Ладгейт, следуя за Бэббиджем, но не зная о его более ранних работах, опубликовал в 1909 году второй из двух существующих в истории проектов механических аналитических машин. 1913 Испания В своей работе "Очерки по автоматике" (1913) Леонардо Торрес-и-Кеведо формулирует новую область инженерии: автоматизацию и проектирует вычислительную машину типа Бэббиджа, использующую электромеханические компоненты, которые ввели идею арифметики с плавающей точкой. 1919 Великобритания Уильям Генри Экклс и Ф. У. Джордан опубликовали первую схему триггера. 1924 Германия Вальтер Ботэ построил логический элемент И (схема совпадений) для использования в физических экспериментах, за что получил Нобелевскую премию по физике в 1954 году. Цифровые схемы всех видов широко используют эту технику. 1928 США IBM стандартизировала перфокарты с 80 столбцами данных и прямоугольной...