Հաշվողական մեքենա

Հաշվողական մեքենա, ինֆորմացիայի ալգորիթմական մշակման և հաշվարկման պրոցեսի մեքենայացման համար նախատեսված սարք կամ սարքերի համախումբ։ հաշվողական մեքենաները լինում են մեխանիկական, պնևմատիկ, օպտիկական, հիդրավլիկական, էլեկտրական, էլեկտրոնային կամ համակցված։ Հաշվողական մեքենաներն ըստ ինֆորմացիայի ներկայացման ձևի բաժանվում են երեք տիպի, անընդհատ գործողության կամ անալոգային (ինֆորմացիան ներկայացվում է որոշակի ֆիզիկական մեծությունների օգնությամբ, օրինակ, թափանիվի պտտման անկյան, էլեկտրական հոսանքի ուժի ևն), թվանշանային (ԹՀՄ, ինֆորմացիան ներկայացվում է թվանշանների վերջավոր հաջորդականության տեսքով), հիբրիդային (ինֆորմացիայի ներկայացման երկու ձևերն էլ օգտագործվում են)։ Գիտության և ժողովրդական տնտեսության բազմաթիվ բնագավառներում լայն տարածում են ստացել էլեկտրոնային ԹՀՄ-ները։

Թվերի և թվանշանների միջոցով ներկայացված (կոդավորված) ինֆորմացիայի հետ գործողություններ կատարող մեքենան կոչվում է՝ թվանշային հաշվողական մեքենա(ԹՀՄ)։

Պատմություն 
Թվանշային հաշվարկողական մեքենայի զարգացման պատմությունը բաժանվում է երեք փուլի. 1. Մեխանիկական թվանշային հաշվողական մեքենաներ (XVII դարի սկիզբ), 2. էլեկտրամեխանիկական թվանշային հաշվողական մեքենաներ (XIX դարի վերջ), 3. էլեկտրոնային թվանշային հաշվողական մեքենաներ (սկսած XX դարի 50-ական թվականներից)։ Մեխանիկական թվանշային հաշվողական մեքենաների վերաբերյալ առաջին լուրջ աշխատանքը կատարել է ֆրանսիացի ֆիզիկոս Բլեզ Պասկալը (1641)։ Պասկալի սարքի հիմնական մասերն էին թվանիվները, որոնց վրա միմյանցից հավասարահեռ նշված էին 0-ից 9 թվանշանները։ Մի քանի կողք կողքի դրված թվանիվների միջոցով կազմվում էր թիվը։ Երկու խումբ թվանիվների օգնությամբ գրվում էին գումարվելիք երկու թվերը։ Այնուհետև լիսեռի մեկ պտույտով I խումբ թվանիվները պտտեցնում էին մյուս խմբի համապատասխան թվանիվները և II խումբ թվանիվների վրա ստացվում էր այդ երկու թվերի գումարը։

Այս սարքով բազմապատկման գործողություն կատարելն անհնար էր, քանի որ թվանիվների 2 խումբն էլ իրար նկատմամբ միացված էին անշարժ։ 10-ով բազմապատկել, որ փաստորեն նշանակում է թվանիվների մի խումբը մյուսի նկատմամբ տեղափոխել մեկ կարգով, հնարավոր չէր։ Այդ թերությունը վերացրեց Գոթֆրիդ Լայբնիցը (1673), որի ստեղծած սարքը՝ արիֆմոմետրը, արդեն կարողանում էր թիվը 10-ի աստիճաններով բազմապատկել։ Լայբնիցի արիֆմոմետրը օգտագործվում էր շուրջ 200 տարի, սակայն լայն կիրառություն չէր գտնում կառուցվածքային թերությունների և անբավարար հուսալիության պատճառով։

1874-ին պետերբուրգցի ինժեներ Վ. Տ. Օդները վերացրեց Լայբնիցի արիֆմոմետրի թերությունները և առաջարկեց թվանիվների նոր կառուցվածք, որոնք հետագայում կոչվեցին Օդների անիվներ։ Այդ անիվներից յուրաքանչյուրը բաղկացած էր երկու ավելի բարակ անիվներից, որոնք իրար նկատմամբ պտտվելիս որոշ դիրքում դուրս էին թողնում փոխանցման ատամիկը, որը մեկ միավորի համապատասխան անկյունով պտտեցնում էր հաջորդ՝ ավելի բարձր կարգին համապատասխանող թվանիվը։ Օդների բարեփոխումները մեծ նշանակություն ունեցան արիֆմոմետրի աշխատանքի հուսալիությունը և շահագործման արդյունավետությունը բարձրացնելու գործում։ Այդ թվանիվների կառուցվածքը համարյա առանց փոփոխության կիրառվում է արդի արիֆմոմետրերի մեջ։

Առաջին անգամ լրիվ ավտոմատացված արիֆմոմետր՝ էլեկտրամեխանիկական թվանշային հաշվողական մեքենա կառուցել է ռուս մաթեմատիկոս Պաֆնուտի Լվովիչ Չեբիշևը (սկզբում՝ գումարիչ սարք, 1878, ապա՝ բազմապատկիչ, 1883)։ Բոլոր այս մեքենաներում գործողությունից առաջ պահանջվում էր թվերը ձեռքով տեղադրել համապատասխան թվանիվների վրա, մի հանգամանք, որը էապես խոչընդոտում էր այդ մեքենաների արդյունավետության բարձրացմանը։ Այդ թերությունը վերաց նելու առաջին քայլը կատարվեց XIX—XX դարերի սահմանագլխին, երբ ստեղծվեցին առաջին հաշվիչ ծակոտաքարտային մեքենաները, որոնցում գործողության համար անհրաժեշտ թվերը մեքենա էին մուծվում ծոկոտաքարտերի օգնությամբ։

Այս կարևոր գյուտը դեռևս 1830-ական թվականներին արել էր Քեմբրիջի համալսարանի պրոֆեսոր Օ. Բեբբիջը։ Նա առաջարկել է նոր տիպի թվանշային հաշվողական մեքենայի նախագիծ, որտեղ նախատեսված էր խնդրի լուծման ամբողջ պրոցեսի ավտոմատացում։ Այդ նախագծում ծակոտաքարտերը կրելու էին ոչ միայն նախնական տվյալները, այլև մեքենայի աշխատանքի ծրագիրը։ Հետագայում, 1940-ական թթ., այդ նախագծի մանրակրկիտ ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, որ նրանում նախատեսված էին այն բոլոր տրամաբանական մանրամասնությունները, որոնք անհրաժեշտաբար մտան առաջին լրիվ ավտոմատ թվանշային հաշվողական մեքենաների կառուցվածքի մեջ։ Մակայն Չարլզ Բեբբիջի նախագծի մտահղացումները շատ էին առաջ անցել ժամանակի տեխնիկայի մակարդակից, ուստի դրանք հնարավոր դարձավ իրագործել միայն մոտ 100 տարի անց, երբ տեխնիկան բավականաչափ զարգացավ։

Առաջին էլեկտրոնային թվանշային հաշվողական մեքենայի (ԷԹՀՄ) նախագիծը 1939-ին կազմել է (կառուցումը մնացել է անավարտ) ազգությամբ բուլղարացի ամերիկյան գիտնական Ջ. Աթանասովը։ 1941-ին գերմանացի ինժեներ Կ. Ցյուզեն կառուցել է առաջին ունիվերսալ տեխնիկան բավականաչափավտոմատ թվանշային հաշվողական մեքենա («Ց-3»)։

Համակարգիչներ