Принцип этих машин предложил в свое время кембриджский математик Чарлз Бэббидж (1792—1871), сделавший в 1835 году набросок аналитической машины. Она должна была состоять из трех главных частей. Воперных, из так называемого «склада» цифровых данных; во-вторых, из «мельницы», которая производит вычислительные операции с этими данными, и, в-третьих, из управляющего программного механизма, который заставляет «мельницу» совершать в необходимой последовательности вычислительные операции с числовым материалом. Программное управление предполагалось осуществить посредством перфораторов, подобно тому как это делается на жаккардовском ткацком станки. Машина должна была при помощи специального механического приспособления ощупывать ленты или карточки с отверстиями и преобразовывать «прочитанные» таким образом указания в движения «мельницы» и механизма «склада». Бэббидж отмечал, что машины следует научить «предвидеть» и «преподавать» (таким образом он говорил о машинах как о людях).
Все усилия Бэббиджа при его жизни потерпели неудачу вследствие имевшихся тогда трудностей в деле конструирования точных приборов, а также из-за отсутствия финансовой поддержки. Лишь после его смерти сын осуществил постройку «мельницы». В современных вычислительных автоматах частям машины Бэббиджа соответствуют: системы ввода данных и запоминания их, вычислительное устройство, механизмы постановки задачи и управления.
Электронная техника революционизировала также и эту новую отрасль науки. Автоматические вычисления производились раньше посредством различных зубчатых колес и подобных им механизмов. Теперь вычисления на работающих с цифрами машинах производятся путем подачи и накопления электрических импульсов, посредством их комбинирования и программного управления. Элементами этих механизмов были сначала электронные лампы. В настоящее время они все в большей степени заменяются маленькими кристаллическими усилителями (транзисторами). А завтра этими элементами будут пленки из монокристалла, толщиной в несколько тысячных миллиметра. Уже сейчас удается разместить на 1 квадратном сантиметре несколько тысяч микроскопических монокристаллов полупроводников. Таким образом, в распоряжение вычислительной техники поступят надежный активные элементы, размеры которых могут сравниться с размерами первого человеческого мозга.
Такие машины кодируют поступающие в них числа, над которыми должны быть автоматически произведены вычислительные операции. Для кодирования применяется созданная еще Лейбницем двоичная система (в частично видоизмененной форме). Основанием этой системы является не число 10, как в нашей десятичной системе, обязанной, вероятно, своим происхождением десяти пальцам, а число 2.
В двоичной системе, например, число 25 будет изображено не как обычно в виде 510°, а при помощи степеней 2, то есть 124 4+ 112°, что также составит 25. В десятичной системе коэффициенты, необходимые для изображения числа, стоят рядом друг с другом и дают цифру 25. То же самое число в двоичной системе изображается соответствующими коэффициентами 0 и 1 и обозначается «1101». Таким образом, все числа могут быть изображены путем использовании лишь двух знаков (0 и 1) в отличие от десяти знаков, необходимых при десятичной системе (от 0 до 9).
Для производства вычислений цифра 1 кодируется на машине как электрический импульс тока. Отсутствие такого импульса тока в цифровом ряду обозначает 0. Таким образом, любое число можно представить как последовательность во времени импульсов тока и интервалов между ними. Математические операции осуществляются над такими рядами импульсов путем соответствующих комбинации переключений. Время, необходимое для подобных операций, совершаемых «без инерции», со скоростью распространения электрического тока, является ничтожным. Быстродействующие вычислительные машины, работающие на цифрах, могут, например, в течение одного часа перемножить до миллиона пар десятизначных чисел (в десятичной системе).
Для «программирования» работы машины необходимо все вычислительные операции представить в виде повторения элементарных операций. При этом на основании математической логики определенные формальные логические операции можно также кодировать в двоичной системе. Затем в соответствии с заданной программой машина с быстротой молнии производит одну операцию за другой. Подготовленные математиками кодированные программы вычислении могут вводиться в машину в виде перфорированных лепт или записи на магнитном барабане. Конечный результат пробивается на карточке или печатается пишущим механизмом. Новые свето-химические методы чрезвычайно ускоряют процесс печатания.

< Предыдущая		Следующая >