Hisoblash texnikasining rivojlanish tarixi va avlodlari reja: Mexanik mashinalargacha bo'lgan davr

2. Mexanik mashinalar davri.
Nemis matematigi Vilgelm Shikkard 1623-yili loyihalashtirgan moslamadan mexanik mashinalar davri boshlandi. Aslida esa Shikkardning mashinasi ham birinchi emas ekan. 1967-yili Madriddagi milliy kutubxonadan Leonardo da Vinchining nashr etilmagan qo‘lyozmasi topilgan. Qo‘lyozmadagi chizmalar ichida o‘n uchta raqamli sonlarni qo‘sha oladigan hisoblash qurilmasining chizmasi mavjud bo‘lib, ular asosida yasalganda qurilma qo‘shish va ayirish amallarini bajaruvchi mashina ekanligi ma’lum bo‘ldi. Shunga asosan uyg‘onish davrining buyuk rassomi, italiyalik matematik Leonardo da Vinchi (1452–1519-yillar) birinchi hisoblash qurilmasining ixtirochisi deb hisoblanadi.
1642-yilda fransuz matematigi va fizigi Blez Paskal qo’shish va ayirish amallarini bajara oladigan “Paskalina” nomini olgan mexanik mashina yasadi. 1642­–1645-yillarda Paskal mexanik tarzda hisoblovchi qurilmasining 50 dan ziyod shakllarini ixtiro etdi. Ularning 1645-yilda yasalgan eng mukammali «arifmetik mashina» yoki «Paskal g‘ildiragi» deb nomlandi. Bu qurilma sonlarni “eslab” qolardi va 4 arifmetik amalni bajara olardi. Hisoblash texnikasi - hisoblash jarayonlarini, axborotlarni toʻplash, saqlash va uzatish masalalarini hal qilishni mexanizatsiyalashtirish va avtomatlashtirish vositalari majmui; texnikannng hisoblash mashinalari va qurilmalarini ishlab chiqish, tayyorlash va ishlatish bilan shugʻullanadigan tarmogʻi. Vaqtni hisoblash, yer maydonlarining sathini aniqlash, savdosotiq hisoblari va boshqa yumushlar bilan bogʻliq masalalar qadimdan maʼlum. Hisoblashlarni mexanizatsiyalashtiruvchi dastlabki sodda qurilmalar — abak, xitoy choʻti va oddiy hisoblash masalalarini yechish qoidalari miloddan avvalgi vujudga kelgan. Neper shkalasi, logarifmik lineyka, B.Paskalning (Fransiya) arifmetik mashinalariga oʻxshash hisoblash qurilmalari 17-asrdayoqmaʼlum edi. 18— 19-asrlardagi sanoat inqilobi Hisoblash texnikasi rivojlanishiga turtki boʻldi. 1833-yilda ingliz olimi Ch.Bebbij arifmetik va xotira qurilmali dasturli boshqariladigan katta arifmometr — "analitik mashina" loyihasini ishlab chiqdi, lekin uning loyihasi 100 yil dan keyingina muhanlislar diqqatini oʻziga jalb qildi. 1944-yil AK,Sh da elektromagnit releda ishlaydigan "MARK-1" dasturli boshqariladigan raqamli hisoblash mashinasi (RHM) qurildi. 20-asr 40-yillarida dasturli boshqariladigan elektron RHMning yaratilishi Hisoblash texnikasi taraqqiyotida keskin burilish yasadi. Keyinchalik RHMning texnik parametrlari takomillashti-rilib borildi, ularning ishlash tezligi va xotira hajmi bir necha marta orttirildi. 1950-yilda Ukraina Fanlar akademiyasi akademik S.A.Lebedev rahbarligida birinchi elektron RHM "MESM" (kichik elektron hisoblash mashinasi) qurildi. 1953-yilda S.A.Lebedev rahbarligida Aniq mexanika va hisoblash texnikasi institutida "BESM" (tez ishlaydigan elektron hisoblash mashinasi) yaratildi. Elektron texnikasining rivojlanishi Hisoblash texnikasi ning tez takomilla-shishiga sabab boʻldi. Dastlabki EHM lari lampali boʻlgan, keyinchalik ular yarimoʻtkazgichlardan tayyorlana boshladi. Bunday EHMlarning bir necha avlodi yaratildi. Hozir asosan kompyuterlar ishlatiladi (qarang Kiber-netika).
Axborotlarni qayta ishlash tizimlarida, kemalar, samolyotlar, kosmik obʼyektlar va boshqalarning koordinatlarini tez va aniq belgilashda, kutubxonalardagi jarayonlarni va bibliografik ishlarni mexanizatsiyalashda, bank, omonat kassalar va boshqa moliya muassasalarining ishlarni markazlashtirishda Hisoblash texnikasidan keng foydalaniladi. Mening bolaligim 90-yillarning boshiga to'g'ri kelgan. Boshlang‘ich sinfga borganimda o‘qituvchimiz avval sanoq cho‘plarda, keyinchalik kichik cho‘t yordamida sanashni o‘rgatganlar. Eng sodda arifmetik amallar - qo‘shish, ayrish, ko‘paytirish, bo‘lishni o‘qituvchilarim doim yozma ravishda bajarishni o‘rgatishar edi. Amerika qit'asidagi hindu sivilizatsiyalarida arqonlarga tugunlar tugish orqali hisob olib borilgan ma'lum. Xususan, Peru hududida yashagan» hindu qabilalarida «Kvipos» deb nomlangan, arqonga tugunchalar tugishga asoslangan hisoblash vositasi bo‘lgan ekan. Shu kabi hisoblash «texnikasi» Xitoyda «Suan-pan», Yaponiyada «Soroban» deb atalgan bo‘lib, ularda ham cho‘tdagi singari usul qo‘llanilgan. Ya'ni, turli qiymatga ega, rangdor toshlarni bir biriga nisbatan siljitilgan. Xitoy va Yapon «Suan-pan» va «Soroban» larida 7 ta toshchadan foydalanilgan.
O‘rta asrlarda Yevropada esa Abakning maxsus turlari - stolga o‘yib ishlangan ko‘rinishdagilari keng tarqalgan ekan. Stolga o‘yib ishlangan Abakka, unga tutashtirib stul - o‘rindiq ham yasalgan. Bozor va yarmarkalarda shunday o‘rindiqli abakka joylashib, sarrof[1]lar hisob-kitob olib borishgan. Zamonaviy nutqimizdagi «chek», «bank» va «bankrot» kabi moliyaga taalluqli so‘zlar aynan o‘sha o‘rta asrlardagi o‘rindiqli abakdan kelib chiqqan ekan. «Bank» so‘zi - nemis va italyan tillaridagi «o‘rindiq» so‘zidan kelib chiqqani etimologik lug‘atlardan ma'lum. Agar bunday o‘rindiqli abakda ishlayotgan sarroflar, mijozni aldagani uchun yoki qaroqchilar qo‘liga tushib qolib kaltak esa va o‘rindig‘i hamda abak vositasi sinsa - «Banca rotta»ya'ni, «stol sindi!» deyishgan. Mana bankrot so‘zining ildizi qayerda ekan! «Chek» so‘zi esa, inglizchadagi «checker» fe'lidan kelib chiqqan bo‘lib, o‘rta asrlardagi ingliz savdogarlarining hayvon terisiga bo‘limlar tarzida ishlangan abakni ular «checkered» deb atashgan. Bunday abak o‘rab, yig‘ishtirib olib yurishga qulay bo‘lib, unga toshchalar sifatida dukkakli o‘simliklar donlari qo‘llanilgan.
So‘nggi o‘rta asrlardan boshlab esa, bizlardan ko‘pchiligimiz ham ko‘rgan hisoblash vositasi - cho‘tlar keng tarqalish olgan. Aytib o‘tganimdek, ular hisob-kitoblar olamida - do‘konlarda, kassalarda, buxgalteriya, omborxona va xalq ho‘jaligining turli sohalarida 90-yillarning oxirigacha o‘z o‘rnini saqlab qolgan edi...
Albatta, hisoblash texnikasini mexanizatsiyalashtirish, avtomatlashtirishga bo‘lgan urinishlar ham ancha avval boshlangan. Biroq, dastlabki paytlarda bunday hisoblash vositalari, ayniqsa, elektron hisoblash vositalari o‘ta qo‘pol, qolaversa juda qimmat bo‘lgan. Mexanik hisoblash mashinalari haqida ham shunday deyish mumkin.
Mexanik hisoblash mashinalarining dastlabki namunalarini buyuk farang olimi Blez Paskal ishlab chiqqan. Uning mashinasi o‘sha vaqtlarda «Paskal g‘ildiragi» deb nomlanar edi.
2-yanvar 1640-yili Paskallar oilasi Ruanga ko‘chib keladi, bu yerda Paskalning otasi Etyen hudud intendanti[2] lavozimiga tayinlanadi. Amalda u gubernatorning barcha ishlarini, xususan soliq yig‘imlari va boshqa hisob-kitobga doir ishlarini yurituvchisi bo‘ladi.
Etyen Paskalning hisoblashga doir ishlari juda ko‘p edi, unga doimo o‘g‘li Blez Paskal yordam b?rardi. 1640-yilning oxirida Blez Paskalda aqlli «ruchka va jetonlar orqali» hisoblashlardan qutqarish uchun mashina ixtiro qilish fikri tug‘ildi. Uning mashinasida, Paskalning o‘zi aytganidek, «...biror razryadning g‘ildiragi yoki sterjeni o‘nta arifmetik raqamga siljib, keyingisini faqat bitta raqamga siljishga majbur etadi». Blez Paskal «Ogohlantirish» asarida «arifmetik mashinani ko‘rishga qiziqqan va undan foydalanmoqchi» bo‘lganlarga kamtargina bunday deydi: «Men sen uchun foydali holatga kelguncha vaqtimni ham, mehnatimni ham, mablag‘imni ham ayamadim».
Bu so‘zlar besh yillik og‘ir mehnat mashinaning yaratilishiga olib k?lganiga ishora edi. Mashina sekin bo‘lsa-da, besh xonali sonlar ustida to‘rtta arifmetik amalni ishonchli bajarar edi.
Tarixda ilk mukammal hisoblash mashinasi bo‘lgan Paskal g‘ildiragiga batafsil to‘xtalsa arziydi:
Paskal mashinasi yengil latun quticha ichiga joylashtirilgan bo‘lib, qutichaning tepasi qopqoq tarzida ishlangan. Qopqoqda 8 ta tirqish mavjud. Har bir tirqish bo‘ylab aylanasiga shkalalangan. Paskal mashinasining eng chetki o‘ng tarafdagi tirqishi 6 ga bo‘lingan shkalalik, eng chetki chap tarafdagisi esa 12 ga bo‘lingan shkalalik edi. Qolgan 6 ta o‘rtadagi tirqishlar 10 lik sanoq tizimida shkalalangan. Bunday g‘alati gradiurovka - o‘sha zamon farang pul birligi tizimiga muvofiqlashtirilgan bo‘lib, 1 su - 1/20 livr, 1 denye esa 1/12 su bo‘lgan. Mashina soliq yig‘imlariga mo‘ljallangani sezilib turibdi. Qopqoq ostida esa tirqishlardagi shkalalarga mos sondagi tishlari bo‘lgan tishli uzatma mexanizmi ko‘rinib turgan.
Paskal mashinasiga sonlarni kiritish esa quyidagicha bo‘lgan: har bir g‘ildirak boshqasidan mustaqil ravishda, o‘z o‘qi atrofida aylangan. g‘ildirakning aylanishi yetakchi shtift yordamida amalga oshirilgan. Shtift tishli g‘ildirakni shkaladagi «1» ostida o‘rnatilgan qo‘zg‘almas bo‘rtmagacha burab borishi mumkin bo‘lgan. Har bir g‘ildirakning aylanishi? Ichki mexanizmlar orqali gorizontal o‘qqa mahkamlangan slindrik barabanlarga uzatilgan. Bu barabanlarda esa sonlar qatori yozilgan bo‘lgan. Paskal mashinasi 9 xonagacha bo‘lgan sonlarni qo‘shishni tez bajargan. Bunda songa mos keladigan aylanish burchagiga proportsional ravishda slindr aylanib, natijani namoyon etgan. Ko‘paytirish va bo‘lishda ham aynan g‘ildirakning qancha burchak ostida burilganiga muvofiq natijada slindr aylangan. Paskalning mexanizatsiyalashtiriligan hisoblash mashinasi o‘z zamonasi uchun benazir nou-xau, boshqacha aytganda xay-tek edi. Butun Yevropa bo‘yicha tez orada katta shov-shuvga sabab bo‘ldi. Paskal mashinaning elliktaga yaqin nusxasini yasadi; Paskal reklamani ham unutmaydi: u kansler Segening qo‘llab quvvatlashiga - «Qirolning rasmiy imtiyozi»ga (patentga o‘xshash ruxsatnoma) erishadi. Mashina ko‘p marta yarmarka va ko‘rgazmalarda namoyish qilindi, hatto bir nusxasi shved qirolichasi Kristinaga yuborildi. Ishlab chiqarish yo‘lga qo‘yiladi, qancha mashina ishlab chiqarilgani noma'lum, ammo‘ hozirgi kungacha uning sakkiz nusxasi saqlanib qolgan.

U vaqtlarda do‘konlarda sotuvchilar hisob kitoblar uchun cho‘tlardan foydalanishardi. Men ularning cho‘t donachalarini «shaq-shuq» etib u yoqdan buyoqqa urib, hisoblashlarini hayrat bilan kuzatgan paytlarim esimda. Biroq, XXI asr - axborot texnologiyalari eshik qoqayotgan bir jarayonda, o‘sha cho‘tlarning amaliy o‘rni va ahamiyati yo‘qolib, o‘zi esa muzey va kolleksiyalarning eksponatiga aylanib borayotganini tasavvur qilmagan ekanman...

Bugungi kunda har qanday matematik hisob kitoblarni bir zumda bajara oladigan elektron vositalar - kompyuterlar va kalkulyatorlar doimo qo‘l ostimizda. Hozirgi zamon do‘kondorlariga o‘sha cho‘tlar endi beso‘naqay matohdek tuyuladi. Uyali aloqa apparatimizning ilovasidagi kalkulyatorda nafaqat oddiy arifmetik amallar, balki, murakkab algebraik hisoblashlar, trigonometrik yechimlar, logarifmlar, hosilalar, va hattoki mantiqiy operatsiyalarni, muhandislik yechimlarini ham bajarish imkoniyati bor. Bozor va do‘konlarda esa savdogarlar qo‘lida kalkulyator doimiy hoziru-nozir. Jamoatchilikda bu jarayon borasida albatta ijobiy fikr hukmron. Biroq, yakdillikka raxna solayotgan ba'zi mulohazalar ham borki, ular ham o‘z o‘rnida to'g'ri albatta. Xususan, maktab o‘quvchilarining ham, misol va masala yechishda faqat kalkulyatorga suyanib qolayotgani, bu esa, ularning mantiqiy fikrlashi qobiliyatiga salbiy ta'sir qilishi haqida fikrlar mavjud. Mayli, bu boshqa masala. Bu maqolamda men Sizlarga, bugungi kundagi benazir dastyorimiz - kalkulyatorlargacha bo‘lgan vaqtda insoniyatga xizmat qilib kelgan hisoblash vositalari haqida so‘z yuritmoqchiman.
Qadimgi xalqlar - Misrliklar, Rimliklar va yunonlar «Abak» deb nomlangan o‘ziga xos hisoblash texnikasidan foydalanishgan. Uning ko‘rinishi turli zamonlarda o‘zgarishlarga uchragan bo‘lsa ham, biroq mohiyat har doim bir xil bo‘lgan: o‘rtacha o‘lchamdagi yog‘och doska, yoki, metall plastinaga ketma ket tartibda toshlar yoki tugmalar, shunga o‘xshash, ushlashga qulay kichik o‘lchamdagi donachalar o‘rnatib chiqilgan. Masalan Yunon abaki taxtacha yoki marmar toshga yo‘nib chiqilgan ariqchalar ichida harakatlanuvchi toshchalardan iborat bo‘lgan. Bunga ashyoviy dalil qilib, 1948-yilda Salamin oroli yaqinidan topilgan 150X75 o‘lchamdagi marmar abakni keltirish mumkin. Abakda chap tarafdagi chiziqlar - chuqurchalarda suriladigan toshlar orqali draxmalar va talantlar hisoblangan. o‘ng tarafda esa kichikroq birliklar - draxmaning ulushlari obol va xalk hisoblangan. Tasvirdagi abakda 4873 draxma, 2 obol va 5 xalk hisoblangan.
Oʻzbekistonda Hisoblash texnikasiga doir ilmiy tadqiqot ishlari Kibernetika instituti, Oʻzbekiston milliy universiteti, Toshkent texnika universitetida olib boriladi.1673 yilda nemis matematigi va fizigi Gotfrid Vilgelm Leybnits ikkilik sanoq sistemasi qo’llangan 4 amal bajara oladigan hamda ildiz chiqara oladigan mashina ixtiro etdi.
Yuqoridagi barcha mexanik qurilmalar qo’l bilan harakatga keltirilar edi. Ingliz matematigi Charlz Bebbij 1822 yilda bug’da ishlaydigan va hisoblash jadvallarini chop eta oladigan ayirmali mashina ixtiro etdi. U dastur bilan boshqariladigan arifmetik, boshqarish, xotira, kiritish va chiqarish qurilmali hisoblash mashinasi g’oyasi asoschisidir. Ch.Bebbijning bu g’oyasi hozirgi kompyuterlarning tuzilishiga asos bo’lgan. U bilan birga ishlagan ingliz matematigi Ada Avgusta Lavleys (Bayron) Bebbij mashinasi uchun birinchi dasturlarni ishlab chiqdi va ba’zi tushuncha va atamalarni kiritdi. Lekin, o’sha zamon texnologiyasining chegaralanganligi sababli g’oya hayotga tatbiq etilmay qoldi.
Yuqoridagi ixtirolar asosida quyidagi savollarga dastlabki javoblar olindi:
1. Sonlarni mashinada qanday qilib tasvirlash kerak?
2. Hisoblash uchun boshlang‘ich qiymarlarni mashinaga qanday usulda kiritish kerak?
3. Arifmetik amallarni mexanik ravishda qanday bajarish kerak?
4. Amal bajarish davomida o‘nliklarni qanday qilib o‘tkazish kerak?
5. Amal bajarish natijasida hosil qilingan sonlarni qanday tasvirlash kerak?