История ЭВМ и философия науки

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное  учреждение

высшего  профессионального  образования

Тульский государственный  университет

 

Кафедра философии

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

История ЭВМ и философия  науки

 

 

 

 

 

 

 

Автор: Неелова Н.В.

Научный руководитель диссертации:

****************

Научный руководитель реферата:

******************

 

 

 

 

 

Тула, 2009 

Содержание

 

 

Введение

В современной цивилизации  наука играет особую роль. Технологический  прогресс XX века, приведший в развитых странах Запада и Востока к новому качеству жизни, основан на применении научных достижений. Наука не только революционизирует сферу производства, но и оказывает влияние на многие другие сферы человеческой деятельности, начиная регулировать их, перестраивая их средства и методы. Так в конце 60-х годов XX века все более широкое применение достигли информационные и телекоммуникационные технологии, что обозначило новый этап в развитии всей цивилизации.

Для постиндустриального  или информационного общества характерно не только повсеместное использование  достижений науки и техники во всех областях человеческой деятельности, но и целенаправленное усовершенствование самой техники на основе развития фундаментальных наук. Подобная концепция отражается в истории развития ЭВМ. Кибернетика возникла на стыке многих областей знания математики, логики, семиотики, биологии и социологии.

Обобщающий характер кибернетических идей и методов сближает ее с философией. Задача обоснования исходных понятий кибернетики, особенно таких, как информация, управление, обратная связь требуют выхода в более широкую, философскую область знаний, где рассматриваются атрибуты материи - общие свойства движения, закономерности познания. Но и сама кибернетика, как наука об управлении многое дает современному философскому мышлению:  позволяет более глубоко раскрыть механизм самоорганизации материи, обогащает содержание категории связей, причинности, позволяет более детально изучить диалектику необходимости и случайности, возможности и действительности. Таким образом, освещение основных положений кибернетики с позиции философского познания создаст лучшие условия для эффективной работы и научного познания.

В данном реферате представлены основные вехи в истории электронных  вычислительных машин, выделены перспективы  развития данной сферы кибернетике, рассмотрены основные вопросы, касающиеся философии науки в разрезе  исторического развития ЭВМ.

1. Философия науки

Наука – сфера человеческой деятельности, целью которой является изучение предметов и процессов  природы, общества и мышления, их свойств, отношений и закономерностей; одна из форм общественного сознания. Буквальное значение  слова «наука» – знание. Однако не все знание научно. Обычно, формулируя признаки научного познания, отличают его, с одной стороны, от художественного познания (искусства), а с другой стороны – от обыденного. Научное знание носит предметно-объективный характер, характеризуется осознанной и акцентированной устремленностью к истине, способно выходить за рамки наличного опыта и познавать не воспринимаемыми человеческими чувствами объекты.

Философия науки –  раздел философии, изучающий понятие, границы и методологию науки. По мере своего развития научное знание дифференцируется. Формируются новые научные дисциплины. Возникают интегративные связи между науками и междисциплинарные исследования. Новое знание является результатом как внутри-, так и междисциплинарных взаимодействий. Философия науки изучает их общие характеристики. Она ставит своей целью выявить особенности научного познания, его структуру, проанализировать познавательные процедуры и методы, обеспечивающие порождение нового знания.

Впервые проблему философии  науки обозначил Аверроэс, заявив о двойственности истины: есть истина религии и есть истина разума (науки). Отсюда критерий науки — логическое изложение. Значение проблемы усилилось в ходе научной революции XVII века — наука опирается на опыт и рассуждения, а религия на веру и авторитет. Позитивизм утверждает следующие критерии науки: релятивизм (наука выдвигает гипотезы, а не претендует на абсолютную истину), эмпиризм (научные теории опираются на опыт), прагматизм (научное знание полезно). Карл Поппер выдвинул концепцию фальсификации — учёные должны допускать возможность опровержения своих теорий на основании опытных фактов.

Сравнивая современную  науку и науку предшествующих эпох, обнаруживаются разительные перемены, как в идеалах научности, так  и характере научной деятельности. Меняются от эпохи к эпохе и функции науки в жизни общества, ее место в культуре и ее взаимодействие с другими областями культурного творчества.

Во второй половине ХХ столетия наука получает все расширяющееся  применение в технике и технологии. Сохраняя свою культурно-мировоззренческую функцию, она обретает новую социальную функцию – становится производительной силой общества. Наука начинает все активнее применяться в различных сферах управления социальными процессами, выступая основой квалифицированных экспертных оценок и принятия управленческих решений. Соединяясь с властью, она реально начинает воздействовать на выбор тех или иных путей социального развития. При изменении стратегии научной деятельности и ее социальных функций возникают новые вопросы, которые выступают как формулировки проблем, обсуждаемых в современной философии науки.

В XX век философия науки превратилась в специализированную область исследований, требующую не только собственно философских и логических знаний, но и умения ориентироваться в специальном научном материале. В связи с этим выделяют более специализированные разделы философии науки, например, философия математики, философия биологии, философия физики.

В 50-х годах XX века в СССР проводилась политическая компания, направленная против генетики и кибернетики, нападки на теорию относительности и квантовую механику сопровождались искажением и примитивизацией марксистской философии. Но уже в 60-х годах преследование ослабло, и отечественная философия науки постепенно стала превращаться в одну из наиболее престижных областей философской деятельности. Уже к концу 60-х годов в стране сложилось довольно многочисленное и интегрированное сообщество философов науки. Решающую роль в его формировании сыграло взаимодействие исследований по философии естествознания, логике и гносеологии.

Среди развивающихся  наук на арену вышла кибернетика  – наука об общих законах получения, отбора, хранения, передачи и преобразования информации в сложных технических,  биологических, административных и социальных системах. Именно кибернетика устранила ту принципиально неполную научную картину мира, которая была присуща науке XIX и первой половине XX века. Классическая и неклассическая наука строила представление о мире на двух фундаментальных постулатах - материя и энергия. Кибернетика внесла еще один – информация.

.

2. История развития ЭВМ

Техническая кибернетика  – отрасль науки, изучающая технические  системы управления. Важнейшие направления  исследований – разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств и комплексов для передачи, переработки и хранения  информации. Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) являются результатом технической кибернетики. Именно ЭВМ, согласно публикации сотрудников Института истории естествознания и техники Академии наук СССР в 1967 году, определили как важнейшую отличительную черту современного прогресса.

1. Принципы периодизации

Периодизация, обоснованное выделение временных интервалов развития, является одной из наиболее сложных проблем исторического исследования в области техники. Концепция построения периодизации на основе внутренней логики развития, присущей данной отрасли техники и отражающей  закономерности технического прогресса наиболее полно отражает закономерность ее эволюции.

Развитие конкретной области техники может быть исследовано  с различных точек зрения. При  этом в каждом случае возможно построение своей периодизации, отражающей внутреннюю логику развития данной отрасли техники. Например, рассматривая историю универсальных ЭВМ с точки зрения эволюции их структур, можно построить периодизацию, в основе которой лежит развитие принципа параллельной обработки информации. Развитие структур можно также рассматривать с точки зрения развития системного подхода к конструированию средств цифровой вычислительной техники.

Развитие структур универсальных  машин можно рассматривать также  с точки зрения их эволюции в процессе последовательного расширения областей применения цифровой вычислительной техники. При этом возможно построение периодизации, учитывающей появление сначала ЭВМ для научно-технических расчетов, затем универсальных ЭВМ для обработки больших массивов информации и, наконец, управляющих машин общего назначения.

2. Механические счетные машины

Разработка вычислительных машин, в функциональном своем представлении, велась уже Леонардо да Винчи. В 1967 году были обнаружены неизвестные ранее записные книжки Леонардо да Винчи, с помощью которых ученым и экспертам удалось доказать что он построил то же самое, что и Вильгельм Шиккард за 120 лет до него. Немецкий астроном и математик Вильгельм Шиккард в 1620-х годах написал письмо своему другу Иоганну Кеплеру, в котором описал машину, способную складывать, вычитать, умножать и делить.

Первым механическим счетным устройством, которое существовало не на бумаге, а работало, была счетная машина, построенная в 1642 году выдающимся французским ученым Блезом Паскалем. Механический «компьютер» Паскаля мог складывать и вычитать. Эту машину называли «Паскалина». Она состояла из набора вертикально установленных колес с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. При полном обороте колеса оно сцеплялось с соседним колесом и поворачивало его на одно деление. Число колес определяло число разрядов.

В 1673 году немецкий математик  и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц создал механическое счетное устройство, которое не только складывало и вычитало, но также умножало и делило. Машина Лейбница была немного сложнее «Паскалины». Числовые колеса, теперь уже зубчатые, имели зубцы девяти различных длин, и вычисления производились за счет сцепления колес. Именно несколько видоизмененные колеса Лейбница стали основой массовых счетных приборов – арифмометров, которыми широко пользовались с XVIII века.

Арифмометры получили очень  широкое применение. На них выполняли сложные расчеты, например, расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия – счетчик – человек, работающий с арифмометром. Причина проста — при таких расчетах выбор выполняемых действий и запись результатов производились человеком, а скорость его работы весьма ограничена. Поэтому человек не остановился на создании арифмометра.

Долгое время люди не могли придумать ничего более  совершенного машины Лейбница. Но ученые работали, придумывали что-то новое, делали эксперименты. Некоторые из них были успешны.

3. История создания ЭВМ

Англичанин Чарльз Бэббидж, желая механизировать вычисления из-за частых ошибок в математических таблицах, наиболее близко подошел к созданию компьютера в современном представлении. В 1822 году Бэббидж построил пробную модель вычислительного устройства, назвав ее «Разностной машиной», основанной на принципе «метод конечных разностей». Данный метод позволяет вычислять значения многочленов, употребляя только операцию сложения и не выполнять умножение и деление, которые значительно труднее поддаются автоматизации. При этом предусматривалось применение десятичной системы счисления, а не двоичной.

Однако репутацию первооткрывателя в области автоматических вычислений Бэббидж заработал изобретением Аналитической машины, к идее создания которой он пришел в 1834 году. Данное устройство имело много общего с современными компьютерами. Предусматривалось наличие в машине «склада» и «мельницы» (в современных компьютерах им соответствуют память и процессор). Планировалось, что работать она будет по программе, задаваемой перфокартами, а результаты будут выдаваться на печать. Но реализовать создание Аналитической машины Бэббидж не смог, так как она была слишком сложной для техники того времени.

По замыслу Бэббиджа, предвосхитившего функциональное устройство вычислительных устройств, его машина имела следующие функциональные узлы:

1. «Склад» для хранения чисел (по современной терминологии память);
2. "Мельница" (арифметическое устройство, сегодня – процессор);
3. Устройство, управляющее последовательностью операций в машине (Бэббидж не дал ему названия, сейчас называется устройство управления);
4. Устройства ввода и вывода данных.

Идеи Бэббиджа на десятилетия  опередили появление пригодной  для практической реализации вычислительных машин элементной базы – реально работающие конструкции появились лишь в середине XX века. Фундаментальные принципы архитектуры ЭВМ были обобщены и систематическим образом изложены в 1946 в классической статье А. Беркса, Г. Голдстейна и Дж. Неймана «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства».