Механічний період

87 рік до н. е. — в Греції був виготовлений «антикітерський механізм» — механічний пристрій на базі зубчастих передач, що являє собою спеціалізований астрономічний обчислювач.Обчислення виконувалися за рахунок з'єднання більше 30 бронзових коліс і декількох циферблатів; для обчислення місячних фаз використовувалася диференціальна передача, винахід якої дослідники довгий час відносили не раніше ніж до XVI століття. З відходом античності навички створення таких пристроїв були забуті; знадобилося близько півтори тисячі років, щоб люди знову навчилися створювати схожі за складністю механізми.

Перший у свiтi ескiзний малюнок тринадцятирозрядного десяткового пiдсумовуючого пристрою на основi колiс iз десятьма зубцями належить Леонардо да Вiнчi (1452-1519). Вiн був зроблений в одному iз його щоденникiв (учений почав вести щоденник ще до вiдкриття Америки в 1492 р.).

В 1969 году по кресленням Леонардо да Вінчі американська фірма IBM по виробництву комп’ютерів з метою реклами побудувала робочу машину.

Першим реально здiйсненим i ставшим вiдомим механiчним цифровим обчислювальним пристроєм стала "паскалiна" великого французького вченого Блеза Паскаля (1623-1662) - 6-ти (або 8-ми) розрядний пристрiй на зубчатих колесах, розрахований на пiдсумовування та вiднiмання десяткових чисел (1642 р.).

Через 30 рокiв пiсля "паскалiни" у 1673 р. з'явився "арифметичний прилад" Готфрiда Вiльгельма Лейбнiца (1646-1716) - дванадцятирозрядний десятковий пристрiй для виконання арифметичних операцiй, включаючи множення i дiлення, для чого, на додаток до зубчатих колiс використовувався схiдчастий валик.

1723 рік — німецький математик і астроном Христіан Людвиг Герстен на основі робіт Вільгельма Лейбніца створив арифметичну машину. Машина розраховувала частку та кількість послідовних операцій додавання при множенні чисел. Крім того, в ній була передбачена можливість контролю за правильністю введення даних.

1786 рік — німецький військовий інженер Іоган Мюллер висуває ідею «різницевої машини» — спеціалізованого калькулятора для табулювання логарифмів, що обчислюються методом різниць Калькулятор, побудований на ступінчастих валиках Лейбніца, вийшов достатньо невеликим (13 см в висоту і 30 см в діаметрі), але при цьому міг виконувати всі чотири арифметичних дії над 14-розрядними числами.

Принципове значення для подальшого розвитку цифрової обчислювальної технiки має винахід - "програмне" за допомогою перфокарт керування ткацьким верстатом, створеним Жозефом Жакардом (1752-1834)

1820 рік — перший промисловий випуск арифмометрів. Першість належить французу Тома де Кальмару. Механічні калькулятори використовувалися до 1970-х років, коли вони були витіснені електронними пристроями.

Технологiя обчислень при ручному рахунку, запропонована Гаспаром де Пронi (1755-1838), котрий розподiлив числовi обчислення на три етапи: розробка чисельного методу обчислень, який зводив рiшення задачi до послiдовностi арифметичних операцiй, складання програми послiдовностi арифметичних дiй, проведення власне обчислень шляхом арифметичних операцiй над числами вiдповiдно до складеної програми.

Чарльз Беббiдж (1791-1881) здiйснив якiсно новий крок у розвитку засобiв цифрової обчислювальної технiки - перехiд вiд ручного до автоматичного виконання обчислень по складенiй програмi. Ним був розроблений проект Аналiтичної машини - механiчної унiверсальної цифрової обчислювальної машини з програмним керуванням (1830-1846 рр.). Машина включала п'ять пристроїв (як i першi ЕОМ, що з'явилися 100 рокiв по тому): арифметичний (АП), що запам'ятовує (ЗП), керування, вводу, виводу. АП будувалося на основi зубчатих колiс, на них же пропонувалося реалiзувати ЗП (на 1000 50-розрядних чисел!). Для вводу даних i програми використовувалися перфокарти. Гадана швидкiсть обчислень - додавання i вiднiмання за 1 сек, множення i дiлення - за 1 хв. Крiм арифметичних операцiй була команда умовного переходу. Програми для розв'язання задач на машинi Беббiджа, а також опис принципiв її роботи були складенi Адою Августою Лавлейс - дочкою Байрона (1816-1852). Були створенi окремi вузли машини. Всю машину через її громiздкiсть створити не вдалося. Тiльки зубчатих колiс для неї знадобилося б понад 50000. Змусити таку машину працювати можна було тiльки за допомогою парової машини, що i намiчав Беббiдж.

1876 рік — російським математиком Чебишовим створений сумувальний апарат з безперервною передачею десятків. В 1881 році він також сконструював до нього приставку для множення і ділення (Арифмометр Чебишова).

1884—1887 роки — Герман Холлеріт розробив електричну табулювальну систему, яка використовувалася в переписах населення США 1890 і 1900 років, а також в Російській імперії в 1897 році.

1912 рік — створена машина для інтегрування звичайних диференціальних рівнянь за проектом російського вченого А. Н. Крилова.

1927 рік — в Массачусетському технологічному інституті (MIT) була створена аналогова обчислювальна машина.

1938 рік — німецький інженер Конрад Цузе побудував свою першу машину, названу Z1. Це повністю механічна програмувальна цифрова машина. Модель була пробною і в практичній роботі не використовувалася. Її відновлена копія зберігається в Німецькому технічному музеї в Берліні. У тому ж році Цузе приступив до створення машини Z2 (Спочатку ці машини називалися V1 і V2. По німецькі це звучить як «Фау1» і «Фау2» і щоб їх не плутали з ракетами, обчислювальні машини перейменували в Z1 і Z2).

Цiкаво зазначити, що у 1870 р. (за рiк до смертi Беббiджа) англiйський математик Джевонс сконструював (мабуть, першу у свiтi) "логiчну машину", що дозволяла механiзувати найпростiшi логiчнi висновки. В Росiї про роботу Джевонса стало вiдомо в 1893 р., коли професор унiверситету в Одесi I.Слешинський опублiкував статтю "Логiчна машина Джевонса" ("Вiсник дослiдної фiзики та елементарної математики", 1893 , р.7). "Будiвельниками" логiчних машин у дореволюцiйнiй Росiї стали Павло Дмитрович Хрущов (1849-1909) i Олександр Миколайович Щукарєв (1884-1936), якi працювали в навчальних закладах України. Першим вiдтворив машину Джевонса професор П.Д.Хрущов. Примiрник машини, створений ним в Одесi, одержав "у спадщину" професор Харкiвського технологiчного iнституту Щукарьов, де вiн працював починаючи з 1911 р. Вiн сконструював машину наново, привнесши в неї цiлий ряд удосконалень i неодноразово виступав iз лекцiями про машину i про її можливi практичнi застосування.

Логарифмічна лінійка — аналоговий обчислювальний пристрій, що дозволяє виконувати кілька математичних операцій, включаючи множення і ділення чисел, піднесення до степеня (частіше всього до квадрату і кубу) та обчислення квадратних і кубічних коренів, обчислення логарифма, тригонометричних функцій та інші операції. Принцип дії логарифмічної лінійки заснований на тому, що множення і ділення чисел замінюється відповідно додаванням і відніманням їх логарифмів. Перший варіант лінійки розробив англійський математик-аматор Вільям Отред у 1622 році. Логарифмічна лінійка цікавий винахід, широко використовувалась до винайдення калькуляторів. Вона, судячи по назві, може вираховувати логарифми, а ще множити/ділити, додавати та віднімати. Знаходити синуси і косинуси та ще багато іншого.