Наш портала посвящен ИТ индустрии. А ее основе лежит ЭВМ и понятие о них. Термин «электронная вычислительная машина» (она же «ЭВМ») по сей день используется в официальных документах, в текстах законов, постановлений, в энциклопедиях и технических справочниках. Дело не только в консерватизме канцелярского языка. Слово «компьютер» («computer») означает всего лишь «вычислитель», который может быть механическим. Зато понятие «ЭВМ» чётко ограничивает круг именно электронных приборов. С этим понятием и будем знакомиться.
Заря компьютерной эпохи
Итак, чем же отличается семантика термина «электронно-вычислительная машина» от таких явлений как арифмометр, калькулятор, табулятор, разностная машина и прочие механические и электромеханические счётные приспособления? Ответ на этот вопрос можно получить, обратившись к истории становления ЭВМ.
Первым устройством, отдалённо напоминавшим компьютер, была табулирующая машина, сконструированная американцем Германом Холлеритом (Herman Hollerith) в конце 80-х годов 19-го века. Табулятором тогда называли электромеханический шкаф, способный автоматически подсчитывать что-нибудь, используя перфокарты. Например, народонаселение страны во время переписи.
Легенда гласит, что аналоговый компьютер в 1927-м году придумал Вэнивар Буш (Vannevar Bush), тоже американец. И не простой, а советник президента Рузвельта по науке, глава Бюро научных исследований. Правда, никто не видел его устройства. Видимо, дальше проекта дело не пошло.
А вот у немцев пошло. Инженеры Конрад Цузе (Konrad Zuse) и Гельмут Шрейер (Helmut Schreyer) изготовили в 1938-м прибор, получивший название Z1. Вскоре появилась обновлённая модель — Z2. Ну а в 1941-м, 12 мая, был представлен аппарат Z3, и это был действительно первый аналоговый компьютер, работавший с двоичным кодом, умевший вычислять даже квадратные корни.
Тем не менее, до настоящих электронно-вычислительных машин те устройства не дотягивали. Потому что характерная особенность ЭВМ — универсальность, способность решать не набор нескольких задач, а широкий диапазон оных, зависящий от программного обеспечения.
Именно такой прибор начали разрабатывать в 1943-м учёные из Пенсильванского университета, и Джон Уильям Мокли (John William Mauchly) и Джон Преспер Экерт (John Presper Eckert).
Гремела Вторая Мировая, и военные использовали для расчётов траекторий снарядов механические дифференциальные анализаторы. Чтобы заинтересовать власть имущих, конструкторы поначалу назвали агрегат электронным дифференциальным анализатором («Electronic Differential Analyzer»). Благодаря чему получили финансирование.
Работа была завершена лишь осенью 1945-го. Ну а секретность с проекта сняли в феврале 1946-го. Тогда изумлённая публика и узнала о начале компьютерной эпохи. А прибор получил «гражданское» название Electronic Numerical Integrator and Computer, он же ENIAC (ЭНИАК).
Представьте себе огромный зал, уставленный шкафами, вокруг которых суетятся люди. В шкафах — 17 468 радиоламп, невообразимое количество других деталей и всяческих проводов. Тактовая частота процессора составляла 100 килогерц. Устройство ввода-вывода тоже имелось, а как же. Компьютеру ЭНИАК можно было скармливать 125 перфокарт в минуту, а выдавал он за то же время 100.
Вот только если немецкий Z3 умел считывать с перфоленты не просто входные данные, но и наборы инструкций (софт), то ЭНИАК доводилось перепрограммировать вручную, несколько дней занимаясь коммутацией соединений. Поэтому требовалась доработка. А тут как раз Фон Нейман очень вовремя подсказал концепцию оперативной памяти. Так в 1946-м началось строительство Electronic Discrete Variable Automatic Computer, сокращённо EDVAC.
У EDVAC вышеупомянутая оперативная память действительно появилась. Объёмом пять с половиной килобайт. Вам смешно, а в старину это считалось великим достижением. Более того, запись и чтение можно было производить с магнитной ленты. Такая система продержалась аж до 90-х годов прошлого века (до эпохи персональных компьютеров, работавших с кассетными магнитофонами).
Затем состоялось изобретение транзисторов, чуть позже — микросхем, и, как говорится, пошло-поехало.
Суть понятия
Итак, краткую историю становления ЭВМ мы уже знаем. Из всего вышесказанного попытаемся сделать следующие выводы (не претендующие, впрочем, на истину и отражающие лишь частное мнение).
- Компьютером можно назвать любое вычислительное устройство, от механической разностной машины Чарьза Бэббиджа до современного смартфона в кармане. Потому что компьютер — устройство для автоматизации вычислений.
- ЭВМ — компьютер, где вычисления производятся не механическим способом, а посредством управления электрическим током в полупроводниковых приборах, транзисторах, упакованных в микросхемы. (В первых моделях использовались радиолампы.)
Если в ЭВМ есть движущиеся части, то это либо дисковые накопители, либо вентиляторы (кулеры), но уж никак не сами вычислительные средства (чипсеты, процессоры, видеокарты).
Значит, с этой точки зрения, смартфон, умеющий ходить в интернет, запускать разные программы, воспроизводить музыку, принимать передачи FM-радиостанций, показывать видеозаписи и даже звонить (работать как сотовый телефон), является ЭВМ. Ибо внутри ничего не движется, кроме электронов.
Другое дело, что функциональность смартфона ограничена, однако таковая всё же весьма значительно превосходит возможности первых электронно-вычислительных машин.
Тем не менее, несмотря на наличие у мобильных устройств формальных признаков ЭВМ, сей термин всё же употребляется для обозначения «настоящих», больших компьютеров, полнофункциональных. (Ну, ещё и для КПК, карманных персональных компьютеров, в плане возможностей, не уступающих большим собратьям.) Но об этом — далее.
Другие нюансы
Теперь попробуем разобраться, являются ли ЭВМ телевизоры с операционной системой на базе ядра Linux, умеющие воспроизводить аудио и видео с флэшки, выходить в интернет, работать с веб-камерой и Skype. Или спутниковые ресиверы, к которым можно подключать клавиатуру, мышь, монитор.
С одной стороны, вычисления внутри их чипов происходят, и нешуточные (обработка потоков аудио и видео — это довольно серьёзно). С другой стороны, такие устройства всё же не заменяют компьютер полностью.
Почему не заменяют? Вот мы и добрались до ещё одного определения ЭВМ. Это не только потребительская электронно-вычислительная машина, но ещё и инструмент для разработки софта. Как для себя самой, так и для всех упомянутых современных приборов.
Надо полагать, мало кто создаёт программное обеспечение на смартфонах или телевизорах. Для этого нужен большой компьютер.
Подводим итоги
Консерватизм канцелярского языка иногда всё же может быть уместным, что наглядно иллюстрируется упорным нежеланием называть электронно-вычислительными машинами любые агрегаты, способные хоть что-нибудь подсчитывать. Мол, ЭВМ — это только настоящий, большой, полнофункциональный прибор, а не всякие пользовательские игрушки. И точка.
В таком строгом толковании основные признаки ЭВМ, примерно следующие:
- вычисления осуществляются без роликов, валиков, шестерёнок, реле и прочих движущихся частей, только за счёт управления электрическим током, из импульсов которого состоят нули и единицы, биты и байты;
- создавать программное обеспечение для устройства можно с помощью его самого, других инструментов (других ЭВМ) не требуется;
- присутствует вся функциональность, характерная для компьютеров. (ЭВМ умеет всё, хоть DVD воспроизвести, хоть 3D-редактор запустить, хоть построить график роста прибыли от продаж веников, был бы софт. А смартфон, увы, умеет только развлекать).
Тем не менее, формализм уместен только там, где от него есть польза. Например, в документах, где широкая трактовка понятий недопустима. Однако в повседневной жизни таких семантических рамок гораздо меньше, и точки зрения могут быть разными. Поэтому называть смартфон электронно-вычислительной машиной можно. Но, как сказано в самом начале, сам термин давно уже стал формальным.