Лічильні пристрої до появи ЕОМ

Ще за часів найдавніших культур людині доводилося розв'язувати задачі, пов'язані з торговельними розрахунками, з обчисленням часу, із визначенням площі земельних ділянок тощо. Зростання обсягів цих розрахунків призводило навіть до того, що з однієї країни до іншої запрошували спеціально навчених людей, які добре володіли технікою арифметичного числення. Тому рано чи пізно мали з'явитися пристрої, що полегшують виконання повсякденних розра­хунків. Так у Давній Греції й у Давньому Римі були створені пристрої для лічби, названі абак (від грецького слова abakion - «дощечка, покрита пилюкою»). Абак називають також римською рахівницею (латиною - abacus). Це були кістяні, кам'яні чи бронзові дошки із заглибленнями-смугами, у яких містилися кісточки (або камені). Лічба здійснювалася пересуванням кісточок.

У країнах Давнього Сходу (Китаї, Японії, Індокитаї) існувала китайська рахівниця (на малюнку показано музейний екземпляр «Дракон»). На кожній нитці або дротині в цій рахівниці було по п'ять і по дві кісточки. Лічили одини­цями і п'ятірками. У Росії для арифметичних обчислень застосовувалася русь­ка (російська) рахівниця, що з'явилися в XVI столітті, але подекуди рахівниці можна зустріти і сьогодні.

Розвиток пристроїв для лічби крокував у ногу з досягненнями математики. Незабаром після введення в обіг логарифмів у 1623 р. з'явилася логарифмічна лінійка, яку винай­шов англійський математик Едмонд Гантер. Логарифмічній лінійці судилося довге життя: від XVII століття до нашого часу.

Однак наявність абака, рахівниці, логарифмічної лінійки не є механізацією процесу обчислення. У XVII столітті видатний французький учений Блез Па­скаль створив принципово новий лічильний пристрій - арифметичну машину.

В основу її роботи Б. Паскаль поклав відому до нього ідею виконання розрахунків за допомогою металевих шестерень. У 1645 р. він побуду­вав першу підсумовувальну машину, а в 1675 р. Паскалю вдалося створити машину, що виконувала всі чотири арифметичні дії. Майже водночас з ним у 1670 -1680 pp. відо­мий німецький математик Готфрід Лейбніц сконструював лічильну машину.

Лічильні машини Паскаля і Лейбніца ста­ли прообразом арифмометра. Перший ариф­мометр для чотирьох арифметичних дій, який застосовувався у практиці, вдалося сконст­руювати тільки через сто років, у 1790 p., ні­мецькому годинниковому майстру Гану. Зго­дом пристрій арифмометра удосконалювався багатьма механіками з Англії, Франції, Італії, Росії, Швейцарії. Арифмометри застосовува­лися для виконання складних розрахунків під час проектування та будівництва кораблів, мостів, будинків, проведення фінансових опе­рацій. Але продуктивність роботи на арифмометрах залишалася невисокою, нагальною вимогою часу була автоматизація розрахунків.

У 1833 р. англійський вчений Чарльз Бебідж, укладач таблиць для навігації, розробив проект «аналітичної машини». За його задумом, ця машина мала стати гігантським арифмометром із програмним керуванням. У машині Бебіджа перед­бачені були також арифметичний і запам'ятовуючий пристрої. Його машина стала прообразом майбутніх комп'ютерів. Але вузли, що використовувалися в ній, не були досконалими, наприклад для запам'ятовування розрядів десяткового числа в ній застосовувалися зубчасті колеса. Здійснити свій проект Бебідж не зміг через недостатній розвиток техніки, і «аналітична машина» на деякий час була забута.

Лише через 100 років машина Бебіджа привернула увагу інженерів. Наприкінці 30-х років XX століття німецький інженер Конрад Цузе розробив першу двійкову цифрову машину Z1. У ній застосовувалися електромеханічні реле, тобто механічні перемикачі, які починають працювати під дією електричного струму. У 1941 p. K. Цу­зе створив машину Z3, цілком керовану за допомогою програми.

У 1944 р. американець Говард Айкен на одному із підприємств фірми IBM побудував досить потужну на той час обчислювальну машину «Марк-1».

У цій машині для зображення чисел використовувалися механічні елементи - лічильні колеса, а для керування   електромеханічні реле.