УДК 621.31(075)
Кочегаров Б.Е. История и тенденции развития бытовой техники: Учеб. пособие. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ,
2003. – 195 с.: ил.
Учебное пособие написано в соответствии с программой
курса «История отрасли» для студентов специальности 230300
«Бытовые машины и приборы».
В учебное пособие включены темы: эволюция техники в
различных областях; история изобретения и развития компьютера, холодильника, стиральной машины, пылесоса, микроволновой печи и других широко применяемых бытовых машин и приборов. Рассмотрены современные тенденции развития и спрогнозированы пути перспективного усовершенствования машин повседневной жизни.
Рецензенты:
Ю.В. Поспелов, д-р. техн. наук, профессор, зав. кафедрой
"Процессы и аппараты пищевых производств" ДВГТРУ;
А.Ф. Ковалевский, канд. техн. наук., доцент кафедры
"Сервис и техническая эксплуатация автомобилей ВГУЭС.
Учебное пособие печатается с оригинал-макета, подготовленного автором.

ISBN
C Б. Е. Кочегаров, 2003
C Изд- во ДВГТУ, 2003
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

ВВЕДЕНИЕ
Мы живём в окружении машин и так привыкли к ним,
что не можем представить себе, как обойтись без этих многочисленных помощников, облегчающих наш труд, нашу жизнь.
Далеко не всегда мы отдаём себе отчёт в том, сколько самых
разнообразных машин существует рядом с нами. Только немногие из них находятся перед нашими глазами, а сколько
машин, о существовании которых мы и не предполагаем?
Вспомним, как же родились машины и механизмы? В
жизни мы встречаемся с растениями и животными, небом
и звёздами, песком и камнями, наконец, с искусственными
сооружениями, созданными человеком. Живую природу изучают биологические науки, неживую - науки о земле. Какое
же место занимает среди них наука или, скорее, науки о
машинах?
Если бегло взглянуть на историю создания машин, то
можно обнаружить, что их задачи с течением времени менялись. Первые машины служили для замены физической силы человека. Естественно, они менялись, совершенствовались,
создавались заново, но на протяжении приблизительно двух
тысяч лет машины были помощниками человека.
Но вот в начале XVIII в. появляются машины, которые
заменяют не только физическую силу человека, но и его
мастерство, его умение. Это не означало, что они вытеснили
первую группу машин: простейшие механизмы продолжали
совершенствоваться, причём под влиянием и с помощью машин второго типа всё убыстряющимися темпами, но машины
нового типа стали ведущими в развитии производства.
Так было приблизительно до второй трети XX в., когда
появились машины, выполняющие некоторые логические
операции, ранее доступные только человеку. И опять-таки на
фоне их развития машины первого и второго типов получают
85

как бы новый импульс: они изменяются по размерам и качественно, как бы стараясь “приноровиться” к машинам нового
поколения. Появляются и такие машины, которые объединяют
в себе физическую мощь, высокое умение и способность
к выбору наилучшего пути решения тех или иных практических задач.
И сразу же возникает вопрос: что обеспечило столь быстрое развитие машиностроения? Ведь привычные объекты
неживой природы в течение довольно длительного времени
остаются неизменными или медленно изменяются под влиянием внешних сил естественного происхождения. Растительные и животные организмы эволюционируют на протяжении
весьма длительного времени. Наоборот, машины развиваются
чрезвычайно быстро. Сам человек развивался, вероятно, не
менее двух миллионов лет, а вся история машин укладывается
только в два с половиною тысячелетия.
Если углубиться в историю создания машин, то можно
обнаружить ещё одно обстоятельство, немаловажное для её
понимания. По словам Фридриха Энгельса, именно развитие
руки как прообраза всех орудий труда стало важнейшим
событием в процессе эволюции человека. По-видимому, многократно и у разных народов возникала мысль о том, что для
некоторых операций, будь то строительство, будь то охота или
военные действия, силы человека недостаточно. Поэтому люди начали использовать силу домашних животных или же силу ветра и воды. Характерный пример - изобретение мельницы, побудительной причиной которого послужило то, что измельчение зерна с помощью жерновов было чрезвычайно трудоёмким процессом. В качестве второго примера можно привести изобретение лука и пращи, тех новых орудий труда или
простейших машин, которые увеличили возможности человека, бросающего дротик или камень.
Эти два примера показывают, что механическая сущность орудий и машин как бы имеет ещё и биологический характер: орудия труда являются усовершенствованными орга84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

нами движения человека. Подобное сходство между машинами и живыми организмами, особенно с человеком, было заметно или, точнее, почувствовано давно, почти одновременно
с изобретением машин.
Утверждают, что письменному тексту «Илиады» Гомера
две с половиной тысячи лет, т.е. ровно столько, сколько, вероятно и машинам. Так вот, в тексте поэмы есть упоминание о
том, как бог кузнечного дела Гефест пытался сгладить свою
хромоту с помощью механических приспособлений. Архит
Таренский сделал ряд открытий в естествознании и механике.
Ему, например, приписывается устройство механического голубя, который мог летать. Всё это соответствовало тому понятию о машине, которое было свойственно мыслителям античного времени, а затем и средневековья. Предполагалось, что
машина составлена из частей (деревянных), которые обладают
свойством движения. Современник Декарта, выдающийся английский врач и физиолог Уильям Гарвей пытался определить
течение крови по сосудам в соответствии с законами механики
того времени. Он сравнивал сердце с гидравлической машиной. Научное направление, которое возникло в XVI-XVII вв.
на стыке физиологии и механики, получило название ятромеханики. Так, врач и математик Джованни Борелли, будучи
профессором Мессинского университета, написал трактат “О
движении животных”. В нём он описал строение, форму, действие и силу мышц человека и животных и изложил учение об
их движениях. По его мнению, физиологические явления
можно объяснить с помощью механических аналогий. Идеи
ятромеханики не остались в стороне от развития науки, и
можно проследить три основных направления, имеющих своим источником ятромеханические рассуждения.
Первое из них было представлено некоторыми работами
русских академиков Леонарда Эйлера и Даниила Бернулли,
применивших законы механики и методы математики к исследованию некоторых физиологических явлений. В сущности, от
этих работ, выполненных в середине XVIII в., ведёт своё нача85

ло биомеханика, которая, в частности, занимается механикой
человеческого тела и которая внесла заметный вклад в создание роботов и манипуляторов.
Второе направление нашло своё отражение в философии.
Французский врач и философ Жюльен Офре де Ламетри издал
трактат «Человек-машина». По его утверждению, человеческое тело похоже на часовой механизм огромных размеров,
устроенный так, что «если остановится колесо, при помощи
которого в нём отмечаются секунды, то колесо, обозначающее
минуты, будет продолжать вращаться и идти, как ни в чём не
бывало». Поэтому и засорения нескольких сосудов недостаточно для того, чтобы прекратилось биение сердца, которое
является рабочей частью человеческой машины. Конечно, никто теперь не сомневается, что знаменитый философ во многом ошибался. Но зато он был одним из первых, кто пытался
понять характер физической природы живых существ.
Третье направление можно назвать экспериментальным: если автоматы механиков XVII в. и не воссоздавали
движений живых существ, то, во всяком случае, были их моделями.
Нельзя отрицать, что ятромеханики и их последователи
предложили и рациональную идею. Если ни животные, ни человек всё же не были машинами, то при построении машин
имелись в виду какие-либо живые существа. Более того, можно утверждать, что каждая из машин выполняет какие-либо
функции живых существ. Непрерывное совершенствование
группы машин, созданных в период научно-технической революции, свидетельствует о том, что и само развитие машин в
определённой степени моделирует развитие живых существ.
А, следовательно, и некоторые биологические законы могут
оказать помощь в понимании истории создания машин, а
также в искусстве построения их новых конструкций.
Ещё Леонардо да Винчи считал, что машины и механизмы - это в некотором роде «продолжение» органов человека.
Теперь мы видим, что создаются и такие органы, которые
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

свойственны некоторым живым существам. Поэтому вполне
оправданным может быть описание машины, её структуры и
принципов работы в терминах биологии. Развитие концепции
Декарта – «животное-машина» в виде концепции «человекмашина» - продолжалось в XVIII в. Но в дальнейшем высказывалась противоположная точка зрения: сама машина включалась в органический мир, и ей как бы приписывали действия, свойственные живому организму. Этот последний взгляд
на машину как на объект в определённой степени имеющий
качества живой природы, непрерывно обогащается: всё больше и больше говорят о машинах автономного действия, и не
только с точки зрения исполняемой ими работы. О машинах
нового поколения говорят как о саморазвивающихся объектах,
которые, возможно, смогут воспроизводить себе подобных.
Поэтому далее мы попробуем рассказать о машинах как
об искусственных органах человека, применить к их исследованию некоторые биологические концепции. И мы попытается, хотя бы в общих чертах, раскрыть процесс их развития и
выявить некоторые аспекты, сближающие искусственные
произведения человеческого гения с объектами, созданными
на протяжении многих миллионов лет гением природы.

85

ЭВОЛЮЦИЯ МАШИН
По мнению большинства археологов и палеонтологов
человекоподобные (гоминиды) впервые появились в Восточной Африке более десяти миллионов лет назад. Около четырёх
миллионов лет назад появились гоминиды - австралопитеки.
Ещё через полтора миллиона лет эти существа начали использовать обломки камней, костей животных и рыб в качестве
простейших орудий труда.
Каменные орудия, которые изготавливал древний человек, прошли чрезвычайно длительную эволюцию. Эпоха первоначального овладения камнем и навыками его примитивной
обработки носит название палеолита. Основные занятия - охота и собирание плодов - определили типы орудий: нож, топор,
скребок, игла, наконечники копья и стрелы - всё это модификации клина. Палка, как орудие и как рычаг, также относится к
древнейшим приспособлениям человека. Поддержание и использование огня, рождённого стихийными силами природы,
началось около четырёхсот тысяч лет назад (освоение огня и
изобретение средств для его добывания произошли значительно позже).
Около ста тысячелетий назад возникает изобразительное
искусство. Первобытное искусство - доказательство того, что
человек начал рассуждать. В борьбе за своё существование
человек приобретает знания и умения, объём которых медленно, но непрерывно увеличивается.
Техника изготовления орудий совершенствуется, ускоряется освоение новых умений. Изобретается лук, т.е. орудие
для метания стрел, для изготовления которого человек оценивает относительную гибкость и упругость дерева. Для охоты
на зверей изобретаются и ловушки, иногда довольно сложной
конструкции, которые срабатывают, когда зверь наступает на
одно из звеньев. Позже осуществляется переход к производству продуктов питания - выращиванию злаков и иных растений,
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

одомашниванию животных. В истории человечества это была
вторая хозяйственная важнейшая революция после освоения
огня. Человек получил обильный и надежный источник питания и начал переходить к оседлому образу жизни. Следствием
был рост народонаселения. Этот период, длившийся около пяти тысяч лет и закончившийся к VI-VII вв. до н.э., был назван
неолитом.
Естественно, что никаких резких границ между периодами древнего, среднего и нового каменных веков - палеолитом, мезолитом и неолитом - не было. Каменный век заканчивался у разных племён в разное время (некоторые из них живут в каменном веке до сих пор). Постепенно люди расселялись и осваивали новые земли. Разные условия труда и жизни
определили и различия в орудиях труда: человеку, уходившему на север, надо было уделять больше внимания сооружению
жилищ и изготовлению одежды, чем его экваториальному современнику.
Период неолита характеризуется всё более сложной обработкой камня, осваивается шлифовка. Орудия труда совершенствуются качественно и увеличиваются количественно.
Для хранения пищи изготавливаются глиняные горшки. Кости
и раковины служат для изготовления рыболовных крючков,
гарпунов. Из шкур вырабатываются кожи, из растительных
волокон - нити. Появляются и первые ручные мельницы - два
шлифованных камня, с помощью которых растираются зёрна.
Осваивается вращательное движение: изобретается колесо,
гончарный круг, ручная круговая мельница. Всё это - путь к
изобретению простейших машин.
Основные занятия племён - земледелие или скотоводство, охота и рыболовство - доступны любому из его членов. Все
умеют растирать зерно, готовить пищу, шить одежду. Но рядом с ними появляются кузнец, гончар, ткач. Начинается обмен изделиями, т.е. изделия становятся товаром. Первобытное
общество теряет своё имущественное равенство и порождает
рабовладельческое.
85

Затем появляются государства-города, государстваимперии. В больших государствах возможно сложное разделение труда, выше профессиональное мастерство ремесленников, запас орудий и технических средств растёт быстрее. Наконец, появляются и машины.
Машина заменяет живую силу
Первой машиной в современном понимании следует назвать водяную мельницу (рис. 1), т.е. ни что иное, как преобразователь энергии водяного потока в энергию вращения. Это
простейшее устройство состоит из основного колеса, двух цевочных колёс и рабочего органа - двух жерновов, неподвижного и подвижного. Первые мельницы появились на горных
речках и быстро распространились повсюду, где можно было
создать перепад воды. Это изобретение было революционным
событием: на машину был переложен тяжелый труд.

Другими областями человеческой деятельности, в результате которой возникли машины, были строительство и водоснабжение. Появляются устройства для подъема и перемещения тяжестей, принцип работы которых сохранился в современных грузоподъемных машинах.
Совершенствование лука и пращи привело к изобретению военных машин. Были созданы два основных типа таких
машин - баллисты, которые метали камни (рис. 2), и катапульты, метавшие стрелы (рис. 3). Движителем была упругая сила
канатов, свитых из воловьих жил или из волос. Военные машины - первые приспособления, размеры которых рассчитывались. Расчётным модулем служила величина отверстия, через которое пропускался канат. При закручивании каната перед броском камня обе его ветви настраивались по слуху на
один тон.

Рис. 2. Средневековая баллиста

Рис. 1. Конструкции водяных мельниц

84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Трудно установить время изобретения тех или иных машин, возможно, что они изобретались неоднократно в результате эволюционного развития простейших механических приспособлений. Их можно было бы назвать приспособлениями
динамическими, так как они создавались для экономии чело85

веческой силы. Одновременно с этими машинами появляются
машины, которые можно назвать кинематическими, потому
что они служили для не силы, а движения. Их можно назвать автоматами, происхождение которых весьма древнее.

Рис. 3. Средневековая катапульта

Сочинение об автоматах написал учёный эпохи позднего
эллинизма Герон Александрийский, но можно предполагать,
что описанные им автоматы были изобретены намного раньше. Движение фигур и их элементов осуществлялось в автоматах по прямой линии, по кругу, по произвольной кривой.
Каждое движение производилось при помощи нитей, навёрнутых на барабаны или блоки различного диаметра и натягиваемых грузами. В некоторых местах нити имели ненатянутые
участки (петли) для того, чтобы одно движение запаздывало
относительно другого. Со временем система привода у автоматов усложняется: у них уже есть что-то общее с современными автоматами (главный вал) и манипуляторами (поэлементный привод). Но первые и последние разделяет около
двух с половиной тысяч лет! Замечено как-то, что по принци84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

пу действия современный торговый автомат очень напоминает
древнеегипетский автомат, выдававший воду в обмен на
монетку.
Изобретение пневматики связывается с именем александрийского механика Ктесибия. Он изобрёл двухцилиндровый
пожарный насос, который ничем существенно не отличается
от современного, водяные часы, водяной орган, а также аэротрон - военную машину, в которой роль упругого тела играл
сжатый воздух. Как пожарный насос, так и аэротрон представлял собой цилиндры с движущимися внутри них поршнями.
В той же Александрии обучался и Архимед, великий математик и механик. В математике он дошёл до изобретения
интегрального исчисления, намного опередив своё время. Он
изобрёл винт, усовершенствовал зубчатое колесо, вывел закон,
носящий его имя, изобрёл много новых машин. До сих пор не
совсем ясно, когда он жил: может быть, в первом веке до нашей эры, а может быть, двумя веками раньше.
В Римской империи были изобретены некоторые сельскохозяйственные и строительные машины. В конце I в. до н.э.
римский архитектор и инженер Марк Витрувий Поллион написал «Десять книг об архитектуре». Его сочинение прожило
долгую и славную жизнь: им пользовались как руководством
по крайней мере полторы тысячи лет. Десятая книга сочинений посвящена машинам и здесь же дано, вероятно, первое
определение машины: «Машина есть сочетание соединённых
вместе деревянных частей, обладающее огромными силами
для передвижения тяжестей».
Механики последующих двух столетий почти ничего не
добавили к учениям древних в отношении машин. Правда, были введены некоторые усовершенствования. Так, в водяных
мельницах у одного колеса появилось несколько приводов.
Кое-какие улучшения внесли и в устройство военных машин,
но все это было делом практиков, а не учёных.
Главным источником знаний арабо-язычных народов в
области практической механики были сочинения греческих
85

учёных, переведённые на арабский язык. Эти знания были не
только усвоены, но и развиты. Развитие техники в арабоязычных странах определялось многими условиями: необходимостью создания системы орошения, ростом городов и связанных с ним строительством зданий, увеличением добычи
руды, развитием торгового и военного судоходства, в частности, ростом пиратского флота (ибо пиратство было тогда
одним из важных занятий прибрежного населения Средиземноморья). Возникает много разных типов водоподъёмных машин, приводимых в движение силой воды или силой животных.

Рис. 4. Ветряная мельница

В X-XI вв. производство муки на ручных мельницах было повсеместно прекращено. Водяные мельницы ставились не
только на реках: в Басре в устьях каналов, питавшихся водой
за счёт прилива, были выстроены мельницы, которые приводила в движение вода, отступавшая во время прилива. В
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Месопотамии на Тигре действовало много плавучих мельниц. Мельницы Мосула висели на железных цепях посередине реки.
Ветряные мельницы (рис. 4) впервые появились в Афганистане в IX в.: лопасти ветряного колеса располагались в
вертикальной плоскости и были прикреплены к валу, который
приводил в движение верхний жернов. Почти одновременно с
ветряными мельницами были изобретены и регулирующие
устройства. Необходимость таких устройств диктовалась тем,
что крылья мельницы были связаны с жерновом практически
напрямую, и, следовательно, скорость его вращения сильно
зависела от «капризов» ветра. На мельницах были устроены
люки, которые открывались и закрывались, чтобы сила ветра
была то больше, то меньше, поскольку при сильном ветре
«мука горит и выходит чёрной, порой даже жернов раскаляется и разваливается на куски».
В странах арабского халифата большое распространение
получило ткацкое искусство. Так, в Египте производились
льняные и шерстяные ткани. Это мастерство перешло затем в
Персию. Хлопок начали ткать в Индии, откуда он перешёл в
страны Средней Азии. Центром шелкопрядения была Византия, шерстяные ковры ткали в Армении, Персии и Бухаре.
Причём армянские ковры считались лучшими. Такое массовое
производство тканей для рынка явилось результатом совершенствования техники прядения, ткачества. Преобразование
поступательного движения во вращательное с помощью педального механизма, освоенное в конструкции гончарного
круга, вошло затем в конструкцию прядильного механизма
(рис. 5), что улучшило качество пряжи и ускорило её производство. Была усовершенствована конструкция ткацкого стана, который в античные времена представлял собой примитивную деревянную раму с простейшими механическими приспособлениями. Техники арабского Востока внесли в него ряд
усовершенствований. По-видимому, около II в. до н. э. в Китае
был изобретён станок с подвижными шнурами для поднятия и
85

опускания нитей после каждого пролёта челнока. Этот станок
был затем освоен ткачами Средней Азии и Ближнего Востока.

Рис. 5. Механизм ручной прялки

Так было в средние века. Машины уже прожили полторы
тысячи лет, но мало в чём изменились. Кроме силы животных
и воды, начали осваивать ещё и силу ветра. Возникли новые
машины, но они по принципу своего действия не отличались
от старых: они, как и раньше, создавались ради экономии человеческого труда и вовлечения в работу мощных сил природы, превосходящих силу человека и животных. Как в годы
Витрувия, так и тысячу лет после него машины делались в основном из дерева, металлические детали были крайне редки.
Число механизмов, используемых при построении машин, остаётся одним и тем же, несмотря на то, что ещё Герону были
известны многие остроумные машины.
Западная Европа могла черпать технические знания из
трёх источников. Первый источник – наследство римской империи. Второй источник - исламские сочинения XI-XIII вв.
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Третий - труды древних греков, которые сохранились в Византии, а затем попали в Западную Европу различными путями: в
XIII в. в результате грабежа крестоносцами византийских ценностей, в том числе культурных, или в XV в. после падения
Константинополя, когда византийские учёные, бежавшие на
Запад, принесли с собой своё наиболее ценное достояние греческие рукописи. Страны Западной Европы получили в наследство от Римской империи отличные дороги и акведуки,
водяные мельницы, военную технику и самые элементарные
строительные приспособления. Ветряные мельницы, очевидно, распространялись через Испанию.
В X-XI вв. были изобретены механические часы. Их изобретение приписывается разным людям. В частности, изобретателем часов называют математика Герберта Орийякского,
который ввёл в Европе «арабские цифры и слыл «чернокнижником». В качестве изобретателей механических часов называют и других лиц, например из Китая (рис. 6). Во всяком случае, схемы первых башенных часов были различными. Можно
считать, что изобретение и изготовление часов определенным
образом способствовало становлению механики. Очевидно,
например, что зубчатые колеса столь широко распространились в технике во многом благодаря изобретению часов.
Итак, мы не знаем точно, когда и как были изобретены
часы. Согласно некоторым документам около 1286 г. они были в Англии, около 1300 г. - во Франции, около 1335 г. - в
Италии. До нашего времени дожил часовой механизм собора
Солсбери, построенный в 1386 г. Он состоит из двух серий колёс, приводимых в движение гирями: одной - для указания
времени, другой - для боя.
Техника построения машин постоянно развивалась. В
конце XIII в. в Западную Европу попало прядильное колесо с
бесконечным ремнем. Под влиянием «арабских» образцов
ткацкий станок получил отдельный привод, тем самым энергетическая функция была отделена от функции технологической: последняя по-прежнему осуществлялась руками.
85

Рис. 6. Астрономические часы Китая

Росло и число механизмов, известных техникам. Привод
ворота породил рукоятку, изогнутую дважды под прямым углом (прообраз коленчатого вала, который появился в XIII в. в
качестве удобного привода для ручной мельницы). Постепенно распространяются шарнирные механизмы.
Самое существенное в конструировании машин заключалось в том, что оно сопровождалось постоянным обменом
идеями. Особенно хорошо этот обмен идеями проявился в
развитии военных машин. Переход к огнестрельному оружию
поставил перед механиками новые задачи: улучшение техники
изготовления стволов, обеспечение их прочности и точности
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

стрельбы. Само открытие пороха - нового источника энергии
дискретного действия явилось, по-видимому, результатом деятельности техников разных стран. Так, в последней четверти
VII в. византийцы впервые применили «греческий огонь».
Почти одновременно в китайском алхимическом сочинении
был описан горючий состав из серы, селитры и древесного угля. К началу X в. порох в Китае начали использовать в военных целях - ранее пороховые смеси имели не метательное, а
зажигательное значение. Порох совершенствовался, и к началу
XV в. было изобретено огнестрельное оружие.
Параллельно шло совершенствование пороховых смесей
в Западной Европе. Одновременно огнестрельное оружие попадает и на Русь, сперва с Запада, а затем и с Востока. Спустя
столетие строились пушки весом до 300 килограмм из железных полос, сваренных в полый цилиндр и скрепленных обручами. Однако результативность нового оружия была небольшой. Первые пушки если и убивали кого-либо, то в первую
очередь пушкарей. Всё это привело к необходимости создания
новой технологии: от сварки полос перешли к отливке и к
сверлению заготовок. Таким образом, можно считать, что вместе с поршневым насосом именно пушка «стоит у колыбели»
паровой машины.
Так в жизнь человека вошли машины непрерывного и
дискретного действия. Казалось бы, между ними нет точек соприкосновения, однако, это не так. Обработка орудийных и
ружейных стволов стимулировала развитие металлообработки
и подъёмной техники. Повысилась роль металла: части машин
начинают делать не только из дерева, но и из металла.
В целом производство машин зависело от качества материалов и их наличия. Но дело не только в этом. Видимыми и
невидимыми нитями само конструирование машин всегда было связано с естествознанием, математикой, искусством - со
всеми направлениями человеческой культуры. Приближалась
эпоха Ренессанса, или Возрождения. Интерес к научному наследию древних повысил интерес к науке вообще. Начинается
85

постепенный отход от всеобщего языка науки - латинского к
новым языкам. Появляются сочинения по технике. Одним из
самых выдающихся изобретателей эпохи Возрождения был
Леонардо да Винчи (рис. 7) - художник, архитектор, инженер,
механик-практик и эксперимен-татор, хотя многие из его экспериментов были выполнены на бумаге. Правда, его рукописи долгие годы лежали под спудом, и лишь в конце XIX в.
началась их публикация, но всё
же они не остались в стороне от
главного пути технического
прогресса.
Изобретательский гений
Леонардо
был
подкреплён
обширными техническими знаниями. Он как бы сразу видел
будущую машину во всех ее
составляющих. Он знал практически все разновидности зубчатых зацеплений, кулачковые,
гидравлические и винтовые
механизмы, передачи с гибкими
звеньями..... . Он изобрел несколько типов экскаваторов и
Рис. 7. Леонардо да Винчи
продумал организацию земляных работ одновременно на
нескольких горизонтах. Он изобрел несколько гидравлических
машин, в том числе тангенциальную трубу, прядильный и волочильный станки, станок для насечки напильников (рис. 8),
приспособления для нарезки винтов, прокатный стан, станок
для свивки канатов. Некоторые из его изобретений настолько
опередили свое время, что остались недоступными для техники той эпохи. Сюда можно отнести центробежный насос, гидравлический пресс, огнестрельное оружие.

84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Рис. 8. Станок для насечки напильников Леонардо да Винчи

Вплоть до конца XVIII в. основное назначение машин
остается одним и тем же - замена физического труда. Но появляются уже технологические
машины, целью которых является замена действия руки человека, и именно развитие этих
машин привело к промышленной
революции. В XV в. была изобретена рогулька для ручной
прялки. В XVII в. получили
распространение самопрялки с
ножным приводом (рис. 9). Весьма древним по своему происхождению является токарный станок.
Он был известен уже около 500 г.
до н.э. Со временем он становился совершеннее, росла его
производительность, но принцип
работы на нем долго оставался
неизменным: в станке вращалась
Рис. 9. Самопрялка с
заготовка, а резец оставался в
ножным приводом
85

руках работника. Но вот в XVI в. Жак Бессон впервые описал
станок для нарезки винтов с суппортом. Впоследствии изобретение суппорта повторил в начале XVIII в. русский механик
Андрей Нартов (рис. 10), а в конце XVIII в. - английский промышленник Генри Модсли.

Рис. 10. Токарно-копировальные станки А.К. Нартова

Выдающийся итальянский врач, математик и механик
Джероламо Кардано, имя которого сохранилось в названии
известного механизма - один из основоположников кинематики механизмов. К вопросу о передаче и преобразовании движения он подходил в определенной степени как теоретик,
стремясь глубоко вникнуть в теорию и практику зубчатых зацеплений.
В XVI в. были попытки создания и паровой машины, но
они не увенчались успехом. Даже на протяжении XVIII в. ос84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

новным источником энергии для больших установок продолжало оставаться водяное колесо.
Известны были две водяные установки - в Лондоне и в
Марли. Третья установка - насосная система Змеиногорского
рудника на Алтае - была малоизвестна, хотя с технической
точки зрения она превосходила обе первые.
Лондонская установка была построена в последней четверти XVI в. и служила для снабжения города питьевой водой.
В дальнейшем ее усовершенствовали, и для привода были построены четыре водяных колеса по 6 м в диаметре. В 60-х гг.
XVIII в. знаменитый английский инженер Джон Смит добавил
к установке одну секцию, в которую входило колесо диаметром около 10 м с 24 лопатками длиной по 5 м.
Машина в Марли была построена в последней четверти
XVII в. голландским инженером Раннекеном. Она поднимала
воду из Сены, затем по акведуку вода поступала в водоем, откуда уже шла к фонтанам Версаля. Установка состояла из 14
колес, которые приводили в действие 253 поршневых насоса.
Змеиногорская гидравлическая система, построенная
Козьмой Дмитриевичем Фроловым в 80-х гг. XVIII в., приводила в действие лесопилку, кузницу, рудоподъемные машины
двух шахт, водоотливные, рудодробильные и рудопромывающие устройства. Два колеса в системе Фролова были поистине
огромными: одно диаметром 15,6 м работало на Вознесенской
шахте, в подземной камере. Оно приводило в движение сложную трансмиссионную систему к двум рядам насосов. Другое
- Екатерининское - колесо имело диаметр 17 м и тоже работало в подземной камере.
Естественно, что гидравлические установки обычных
мельниц были значительно меньших размеров и имели небольшую мощность. Так, суммарная мощность гидравлических машин Англии к концу XVIII в. составляла примерно
столько же, сколько суммарная мощность людей и животных,
занятых в промышленности. Нужно было найти новый источник энергии - универсальный промышленный двигатель, ко85

торый бы дал возможность строить промышленные предприятия вдали от рек.
В XVIII в. веке возникла проблема создания технологических машин, в первую очередь, для текстильного производства, где господствовал ручной труд. Нужна была машина, которая заменила бы ручной труд прядильщика. История таких
машин началась с 1735 г., когда Джон Уайет изобрел первую,
по сути дела, прядильную машину. Источником энергии этой
первой прялки был .... осел.
В 1765 г. появляется прядильная машина периодического
действия под названием «Дженни». Дальнейшие изобретения
и усовершенствования полностью обеспечили машинами текстильную промышленность, правда, пока только в производстве пряжи. Появились излишки пряжи, что привело к необходимости создания ткацкого и прядильного станков, отвечающих времени. И они появились в 1785 г, созданные Акрайтом
и Кромптоном (рис. 11, 12).
Не оставалась в стороне и Россия. Здесь в 1767 г. было 7
хлопчатобумажных мануфактур, а через 20 лет их число увеличилось почти в 35 раз. В 1760 г. Родион Глинков построил
30-веретенную машину для прядения льна с приводом от водяного колеса и мотальную машину, заменившую 10 человек,
а также другие машины. В течение века в России было создано
много металлообрабатывающих станков. В частности, в Туле
Яков Батищев построил вододействующую машину для сверления и обдирки ружейных стволов и несколько других машин.
Все изобретения, определившие характер промышленного переворота, работали в условиях старой энергетики - водяного колеса или силы животных. Новым универсальным промышленным двигателем стала паровая машина. Изобретена
она была на рубеже XVII и XVIII вв. усилиями многих ученых
и изобретателей, но прошло еще почти столетие, пока она не
приняла форму, пригодную для применения.
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Рис. 11. Ткацкий станок Акрайта

Рис. 12. Прядильная машина Кромптона

85

Первая универсальная паровая машина была создана
механиком Иваном Ивановичем Ползуновым. В апреле 1763 г.
он разработал проект паровой машины, пригодной для привода машин. Машина была сделана в 1765 г., но изобретатель
умер и лишь в 1766 г. после доработок машину запустили. Она
проработала несколько месяцев и была остановлена “за ненадобностью”.
Удалось создать универсальный промышленный двигатель английскому изобретателю Джеймсу Уатту (рис.13, 14),
который подошел к своей задаче, можно сказать, как ученый,
начав систематически исследовать свойства водяного пара.

Рис. 14. Паровой двигатель Дж. Уатта с балансиром

Таким образом, промышленность получила универсальный двигатель. Следующим, завершающим этапом промышленного переворота стало производство машин при помощи самих машин. Возникло машиностроение, и инициативу
перехватили изобретатели металлообрабатывающего производства.
Машины заменяют не только физическую силу
человека, но и умение

Рис. 13. Схема паровой машины двойного действия
Дж. Уатта

84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

В середине прошлого века машины начинают обслуживать едва ли не все области производства. Сперва машины изготавливались по отдельным заказам, затем заводы переходили к серийному производству, хотя в практике осталось и ин-

85

дивидуальное производство машин, особенно больших габаритов или с какими-либо специальными параметрами.
Зарождалась и наука о машинах - машиноведение, если
применить современный термин. В XVIII в. рассчитывать машины не умели, да и не существовало еще методов расчета. А
поскольку машины того времени были тихоходными, их
строили по правилам статики. Впервые указал на то, что основная функция машины - это движение, живший в России
великий математик Леонард Эйлер. Позже француз Гаспар
Монж показал, что машина состоит из механизмов, которые
он назвал элементарными машинами. В 1808 г. инженер Августин Бетанкур и математик Хосе-Мария Ланц написали первый учебник по курсу построения машин, в котором развили
идеи предшественников. А в 1841 г. английский ученый Роберт Виллис дал понятие механизма.
Итак, оказалось, что машины состоят из механизмов. В
первом учебнике по механике были учтены пока только 134
различных механизма, хотя число их на начало XIX в. было
больше, но не превышало 200, из которых около половины
было изобретено в XVIII в. Для сравнения укажем, что Иван
Иванович Артоболевский в своем знаменитом справочнике
«Механизмы в современной технике», получившем поистине
мировое распространение, учел в конце третьей четверти XX
в. 4746 механизмов. Получается, что за 170 лет (с 1800 по 1970
г.) количество механизмов возросло почти в 24 раза, в то время как с XVII по XIX в. оно всего лишь удвоилось.
Исключительную роль в механике машин сыграл основной механизм паровой машины - кривошипно-шатунный
механизм, служащий для преобразования возвратнопоступательного движения поршня во вращательное. Этот механизм, без которого невозможен современный тракторный
или автомобильный мотор, появился давно. Он ведет свою родословную от некогда придуманной ручки ворота. Но что любопытно: в первых паровых машинах не было кривошипношатунного механизма потому, что он охранялся патентом. По84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

этому пришлось дополнительно изобрести несколько механизмов для нужного преобразования. Среди них были планетарный механизм и так называемый параллелограмм Уатта,
позже сыгравший существенную роль не только в механике,
но и в математике.
Становление машиностроения стимулировало работу
изобретателей над проблемой передачи энергии от паровой
машины и распределением ее между станками. Появляются
ступенчатые шкивы и гибкие бесконечные ленты, заполнившие цехи заводов прошлого столетия.

Рис. 15. Повозка Н.Ж. Куньо

Паровая машина не только удовлетворила настоятельную потребность в универсальном двигателе, но и дала возможность создать механический транспорт. В 1770 г. Н.Ж.
Куньо (Франция) изобрел повозку на паровой тяге (рис. 15).
Повозка развивала скорость 4,5 км/ч, причем рабочий цикл
парового котла был рассчитан всего лишь на 12 минут. Потом
котел нужно было наполнять заново, разводить на земле под
ним огонь, ждать, пока образуется пар, - и снова продолжать
путь в течение 12 минут. Несмотря на все эти недостатки, паровой двигатель настолько увлек военного министра, что он
немедленно заказал Куньо проект более крупной машины. 22
85

апреля 1770 г. такая машина была представлена для апробации
официальным представителям гражданских и военных ведомств. Она развивала скорость не более 4 км/ч, но зато котел
имел собственную топку, так что огонь уже не приходилось
разводить на земле. Одноцилиндровая паровая машина размещалась над передним колесом. У бронзовых цилиндров был
диаметр 325 мм и ход поршня 378 мм. Передача момента движения с поршня на колесо осуществлялась при помощи рогаточно-шипового механизма, изменением положения которого
можно было добиться реверсивного движения.
Первый локомотив (рис. 16), который можно было приспособить для транспортировки угля, построил в 1814 г.
Джордж Стефенсон. Мощность машины была невысока, и потребовались годы для создания ее универсального транспортного варианта. Первый паровоз “Ракету” Стефенсон создал
вместе со своим сыном. В сентябре 1810 г. была открыта первая в мире сорокакилометровая пассажирская линия Ливерпуль - Манчестер (за одно десятилетие в Англии было построено около трех тысяч километров железных дорог). В
1834 году братья Черепановы построили первый русский паровоз (рис. 17)

Рис. 16. Локомотив Стефенсона

Рис. 17. Паровоз
Черепановых

84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Через два года были построены две железные дороги во
Франции: Париж-Версаль и Париж - Сен Жермен. Еще через
три года появились они и в Германии. Не прошло и полувека,
как вся Европа покрылась густой сетью железных дорог.
Через пять лет после открытия первой пассажирской линии в Англии в России также появилась первая железная дорога. Это была дорога от Петербурга до Павловска, построенная под руководством чешского инженера Франтишека Герстнера. В 1851 г. завершилось строительство дороги протяженностью 650 км Петербург-Москва. После этого русская железнодорожная сеть расширялась быстрыми темпами.
Одновременно происходило становление механизированного водного транспорта. Задачу создания судна с паровой
машиной решил американский инженер Роберт Фултон. Свое
судно «Катарина Клермонт» он снабдил паровой машиной
(рис. 18). Судно было 42,6 м в длину при 14,6 м в ширину,
диаметр колес равнялся 4,6 м. Топливом служили сосновые
дрова. Успех Фултона послужил сигналом к развитию пароходостроения. Сам он построил 15 пароходов, в том числе первое военное судно. В основном на судах устанавливались паровые машины Дж.Уатта (рис. 19).

Рис. 18. Паровая машина парохода «Катарина Клермонт»

85

Через 18 лет англичанин Смит применил вместо гребного колеса деревянный винт, длина которого равнялась двум
шагам нарезки. Скорость парохода возросла. Правда, во время
испытаний винт сломался. После этого изобретатель установил длину винта, равную одному шагу.

Рис. 19. Судовая паровая машина Дж.Уатта

Первый пароход в России построил в 1815 г. петербургский заводчик Берд, он установил на нем уаттовский балансирный двигатель. Труба от парового котла была выложена из
кирпича. Этот пароход «Пироскаф», нес два гребных колеса
по 2,4 м диаметром, имевшим по шесть лопастей. Путь от Петербурга до Кронштадта пароход проходил за 2 ч 45 мин. В
следующем году начали строить пароходы на Ижорском заводе. Для военного флота в 1829 г. было построено 12 небольших пароходов.
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Уже с начала прошлого века машины появляются во всех
областях хозяйства. В сельском хозяйстве машины применялись и раньше, но лишь на тяжелых работах. В 1833 г. в США
кузнец Джон Дир сконструировал цельнометаллический плуг,
который быстро распространился по свету. В середине века в
Англии был создан первый паровой плуг. В России плуг усовершенствовали в конце XVIII в., но материалом для его изготовления продолжало оставаться дерево. Только в 50-х гг. инженер Э. П. Шуман сделал так называемый цельнометаллический плуг с широким полувинтовым отвалом.
В 1822 г. англичанин Г. Огль построил жатвенную машину, в которой использовал принцип ножниц. В 1826 г. П.
Белл изобрел машину, пригодную для уборки урожая. Оригинальные конструкции жаток были созданы также в России. В
середине прошлого века одновременно в Европе и США появились сеялки, сначала конные, а потом и паровые.
Проникновение машин в полиграфию, в пищевую, легкую, табачную промышленность и в некоторые другие отрасли производства существенно обогатило теоретическое и
практическое машиностроение: для создания специальных
машин потребовались новые механизмы с новыми свойствами. В этих машинах уже появилась тенденция автоматизации
производства.
Обобщая ход развития техники от простых орудий труда
к автоматизации производства, Карл Маркс писал о том, что
ход развития машин шел от простых орудий, накопления орудий, сложных орудий, приведения в действие сложного орудия одним двигателем - руками человека, приведения этих инструментов в действие силами природы, к машине, системе
машин, имеющей один двигатель, наконец, к системе машин,
имеющей автоматически действующий двигатель.
В течение почти всего прошлого века паровая машина
была основным универсальным промышленным и транспортным двигателем. Однако коэффициент полезного действия паровой машины был небольшим, повысить его не удавалось, и
85

поэтому творческая мысль ученых и изобретателей неизбежно
должна была устремиться на поиски иных машин-двигателей.
Постепенно четко обозначились три основных направления поисков.
Первое направление. Здесь ученые и изобретатели пошли путем разработки способа непосредственного преобразования энергии топлива в механическую энергию вращающегося кривошипа, минуя промежуточное превращение воды в пар,
поскольку оно приводило к большим потерям энергии. Это
направление привело к созданию двигателя внутреннего сгорания, включая двигатель типа дизеля.
Второе направление - непосредственное получение
вращательного движения с помощью улучшения древнейшего
принципа машины, заложенного в водяном колесе. Здесь результат поисков - сначала водяная турбина, затем турбины, в
которых рабочим телом стал пар, а уже в XX в. - газ.
Поиски в третьем направлении были самыми сложными. Заключались они в освоении нового вида энергии - электрической, в использовании ее для получения механической
работы. Проблема создания электрического двигателя была
связана с другой не менее важной проблемой - передачей
электроэнергии на расстояние. Сначала были созданы генераторы постоянного тока, затем освоен и переменный ток.
Развитие машин с середины прошлого века идет все время убыстряющимися темпами. Машины улучшаются, появляются новые типы. Механизация проникает во все новые области хозяйства, и машиностроительное производство занимает все более важное место в жизни общества. Вследствие повышения спроса на отдельные модели машин заводы от индивидуального изготовления переходят к серийному выпуску, а
затем и к массовому производству. Важное значение приобретает стандартизация и нормализация деталей, узлов и целых
агрегатов. Требования улучшения конструкций машин, облегчения их эксплуатации и ремонта, снижения веса и увеличения рабочих скоростей, требования надежности и долговечно84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

сти, безопасности в работе - все это, а также многое другое,
зачастую взаимно противоречивое, будило конструкторскую
мысль. Большие скорости, развиваемые двигателями, заставили обратить внимание на силы инерции и ввести их в расчеты.
Личное авторство создателей машин и механизмов нивелируется, и уже не всегда можно точно выяснить, кому, собственно, принадлежит то или иное изобретение, поскольку машины,
усовершенствованные на каком-либо предприятии, становятся
собственностью этого предприятия.
В 1879 г. механик К.Бенц изобрел двухтактный двигатель. После ряда усовершенствований через шесть лет ему
удалось добиться того, что двигатель смог приводить в движение экипаж. Первый автомобиль Бенца (рис. 20) был трехколесным, он развивал максимальную скорость - 16 км/ч. Осенью 1885 года Бенц совершил пробную поездку на первом в
мире автомобиле, шутливо прозванном «Бенцине», а в 1886 г.
его фирма получила первый патент на автомобиль с газолиновым двигателем.

Рис. 20. Первый автомобиль К.Бенца

85

В те же годы Готлиб Даймлер построил мотоцикл, на котором установил малогабаритный двигатель собственной конструкции. Колеса мотоцикла он изготовил из дерева, шины
были железными, как в хорошей крестьянской телеге. Рама
тоже была деревянной, и на ней закреплено было кожаное
седло. Изобретатель установил свой двигатель на обычной извозчичьей пролетке и достиг на ней скорости 12 км/ч. В 1889
г. ему удалось разработать конструкцию двухцилиндрового
двигателя: оба цилиндра он установил под углом 20 градусов
друг к другу. Затем был построен автомобиль. Его стальные
колеса, похожие на велосипедные, были одеты в резиновые
шины. Мотор разместился сзади, под сиденьем. В том же году
Даймлер показал свой автомобиль на Парижской всемирной
выставке, и несколько французских фирм купили у него лицензии на производство автомобилей. Так возникла еще
одна отрасль машиностроения – автомобилестроение.
В 1892 г. свой первый
автомобиль построил американский механик Генри Форд.
В начале века он организовал
в Детройте крупный концерн
по производству автомобилей
и стал одним из создателей
американской автомобильной
промышленности.
С некоторым отставанием от автомобиля был
создан летательный аппарат
тяжелее воздуха - аэроплан.
Произошло это в 90-е гг.
XIX в. Одним из первых
Рис. 21. Самолет
конструкторов
аэропланов
Можайского
был русский контрадмирал
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Александр Федорович Можайский. Он построил свой “воздухоплавательный снаряд” и в 1882-1885 гг. провел ряд опытов
(рис. 21). К сожалению, аппарат не взлетел.
В 1898 г. построил аэроплан американец Хайрем Максим, известный изобретатель станкового пулемета, поднялся
на нем в воздух, однако сразу же потерял устойчивость и упал.
В 1903 г. братьям Райт на самолете собственной конструкции удалось за 12 секунд пролететь 53 метра. Затем полеты
начали осуществляться повсеместно. В 1909 г. француз Луи
Брелио на аэроплане собственной конструкции перелетел через Ла Манш. Полеты из мечты превратились в действительность. Большой вклад в создание авиационной техники принадлежит замечательному русскому ученому - отцу русской
авиации Николаю Егоровичу Жуковскому (рис. 22). В 1911 г.
он приступил к исследованиям
по отысканию наилучшего профиля крыла аэроплана, которые
явились основополагающими
при создании высокоскоростной авиации. Так возникает
еще одна отрасль машиностроения - авиастроение.
Развитие
самолетостроения выдвинуло дополнительные требования максимального
снижения веса всех элементов
самолета при соответственном
Рис. 22. Н.Е. Жуковский
повышении прочности. Все это
стимулировало развитие металлургии и металлургического
машиностроения.
Первая мировая война переключила машиностроительные заводы на производство оружия. Возникают новые военно-транспортные средства, артиллерийские системы, создаются механизмы для производства артиллерийских расчетов. Были изобретены бронеавтомобили, а в 1926 г. в бою на реке
85

Сомме англичане впервые применили танки. Были сконструированы военные самолеты, и к концу войны воюющие стороны уже обладали значительными авиапарками. В качестве
бомбардировщиков дальнего действия немцы применили
цельнометаллические дирижабли, названные по имени их изобретателя Фердинанда Цеппелина - цеппелинами.
Так машины прочно входили в жизнь людей. Человек
мог о них ничего не знать, жить в далекой провинциальной
глуши, никогда не видеть никакой машины, за исключением,
быть может, мельницы, и все же он жил в машинном веке: какая-то часть его одежды, инструментов, бытовых вещей была
сделана при помощи машин. Что же говорить о жителях
больших городов, встречающихся с машинами на каждом шагу, поскольку все их имущество состояло из вещей машинного
производства, за исключением разве что нескольких предметов, о которых хозяева с гордостью говорили, что они ручной
работы.
Важное значение для развития машиностроения приобрело развитие наук о машинах, т.е. создание технических наук.
Так, в начале XIX в. Василий Прохорович Горячкин, ученик
Жуковского, начал разрабатывать «земледельческую механику» - учение о сельскохозяйственных машинах. Чтобы машиностроители придавали оптимальную форму лемеху плуга, он
на основе специальных исследований предложил теорию резания грунта, которая быстро перешагнула рамки сельскохозяйственного производства и стала необходимой наукой для
создания экскаваторов и иной землеройной техники. Возникает теория резания металлов, и построение станков получает
научную основу.
И всё же у нас, и во всём мире до середины XX в. машины принципиально не отличались от тех, которые строились в
конце XIX в. - начале XX в. века. Менялась их форма, закруглялись углы, все опасные зоны закрывались кожухами, которые, слившись, превращались в «одежду» для машины, придавали ей новую, более «красивую» форму. Из цехов исчезла
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

паутина трансмиссий, и их функции стали выполнять электродвигатели. Но машина продолжала оставаться сочетанием механизмов, осуществляющим заданные целесообразные движения для производства или преобразования энергии или выполнения механической работы.
Старейшим из производств было локомотивостроение. В
дореволюционной России паровозы строились на Луганском и
Харьковском паровозостроительных заводах. В 20-х гг. оба
эти завода вместе строили в год не более ста паровозов, но их
выпуск начал быстро увеличиваться. В 1924 г. советский инженер Яков Модестович Гаккель спроектировал и построил
первый в мире магистральный тепловоз, а в 1933 г. Коломенский завод приступил к его серийному изготовлению. Однако
на железных дорогах до 40-х гг. тепловозы почти не применялись. Первый советский магистральный электровоз был построен в 1932 г.
В дореволюционной России практически не существовало автомобиле- и тракторостроения. Попытка поставить производство автомобилей в Риге на Русско-Балтийском заводе
положение в этих отраслях не изменила. В течение 1907-1915
гг. завод выпустил только 451 автомобиль.
В 1923 г. в Петрограде началось изготовление тракторов
«Фордзон-Путиловец» (рис. 23), а через год завод АМО в Москве выпустил первые десять полуторатонных грузовиков.
Первенцы отечественного автотракторостроения проехали 1
мая 1924 г. по Красной площади.
В начале 30-х гг. вступили в строй два больших автозавода - в Москве на базе завода АМО и в Нижнем Новгороде.
Нижегородский завод выпускал сначала полуторатонные грузовики (рис. 24) и легковые машины (рис. 25), а Московский
завод - трёхтонные грузовики. Тогда же было освоено производство колёсных тракторов на двух заводах, первенцах первой пятилетки - Сталинградском и Харьковском. Вскоре выяснилось, что колёсный трактор имеет в условиях нашей страны недостаточную проходимость, в связи с чем оба заво85

да начали изготавливать более мощный трактор на гусеничном ходу.
Существенные изменения произошли и за рубежом. Так,
завод «Мерседес-Бенц» (Германия) начал устанавливать на
своих легковых автомобилях вместо карбюраторных двигателей дизельные. Меняются также конструкции автомашин и их
внешний вид: во второй половине 30-х гг. сглаживается «угловатость» легковых автомашин, и они становятся более обтекаемы обтекаемыми. Учитывая, что автомашины вписываются
в городской пейзаж и становятся его неотъемлемой частью, их
окрашивают в яркие светлые тона. Представление об обтекаемости транспортных машин пришло в автомобилестроение из
авиации, где ее изучение было обусловлено требованиями аэродинамики.
Авиация в нашей стране быстро достигла по всем показателям огромных успехов. Скорость самолётов истребителей
возросла до 650 км/ч, а их “потолок” поднялся до 10 км. Самолёты 20-х и начала 30-х гг. были преимущественно бипланами, т.е. имели две несущие плоскости, к концу 30-х гг. стали
строить в основном монопланы, что и дало возможность
повысить летные качества самолетов, прежде всего, скорость полета.

Рис. 24. АМО-Ф-15 грузовой

Рис. 25. АМО-Ф-15 штабной

Рис. 23. Трактор «Фордзон-Путиловец»

84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

В 1923 г. под руководством советского авиаконструктора
Константина Алексеевичавича Калинина в Харькове был построен первый отечественный пассажирский самолёт К-1 (рис.
26). Это был моноплан, имевший звездообразный двигатель с
водяным охлаждением. В 1933 г. им же был построен один из
самых больших для того времени самолёт К-7 (рис. 27) на 120
пассажиров. Он имел 7 двигателей. В 30-х гг. было создано
85

мощное семейство самолётов АНТ (рис. 28, 29), построенных
руководством крупнейшего авиаконструктора Андрея Николаевича Туполева, ученика Н.Е.Жуковского. На самолёте
АНТ-25 был впервые осуществлён беспосадочный перелёт
Москва - Северный полюс - Ванкувер.

Рис. 29. Самолет АНТ-8

Рис. 26. Пассажирский самолет Калинина К-1

Рис. 27. Самолет Калинина К-7

В середине 20-х гг. под руководством Аркадия Дмитриевича Швецова был создан первый советский авиационный
двигатель с воздушным охлаждением. Это значительно облегчило дальнейшее развитие авиации.
30-е гг. - это время резкого скачка в развитии кузнечно прессового оборудования, без которого было бы невозможным
массовое производство машин. Одно из ценнейших достоинств этого оборудования - существенная экономия труда и
металла: детали, изготовленные на прессах, почти не требуют
дополнительной станочной обработки. Строительство мощных прессов началось в Германии и США в конце 20-х гг. В
нашей стране в годы первых пятилеток удельный вес прессов
и механических молотов отечественного производства значительно вырос. Был освоен выпуск паровых молотов с весом
падающих частей 1-3 т, эксцентриков прессов с усилием до
500 т и кривошипных прессов до 900 т, а также ножниц для
резки металла, горизонтально-ковочных машин.
Естественно, что для приведения в действие таких мощных машин необходима была соответствующая энергетическая база. Основной энергетической машиной стала турбина.
Габариты турбин и их мощность непрерывно росли. Так, ещё в
30-е гг. на Ленинградском металлическом заводе была построена турбина мощностью 100 МВт.

Рис. 28. Самолет АНТ-5

84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

85

Структура машин и механизмов в 30-40-е гг. претерпевает некоторые изменения: в качестве структурных элементов в
их состав, кроме жёстких и гибких элементов, начинают входить жидкие, газообразные, электромагнитные, а затем и электронные элементы.
Вычислительные машины –
прообраз искусственного мозга
Вторая мировая война внесла значительные коррективы
в развитие машиностроения. Инженерная мысль работала в
основном в направлении совершенствования средств ведения
войны, но, вместе с тем, развивались направления машинной
техники, которая могла с не меньшим успехом работать на
мирном поприще.
Известный американский математик Норберт Винер (рис. 30), которого принято считать одним из
создателей кибернетики, писал о том,
что в начале войны первейшей задачей
было спасти города от сокрушительных атак с воздуха, поэтому
зенитная артиллерия была одним из
первых объектов научных исследований, особенно когда артиллерия
была соединена с засекающим аэроплан устройством - радаром. Кроме
Рис. 30. Норберт
обнаружения самолётов при помощи
Винер
радара, было необходимо сбивать их.
Это выдвинуло задачу управления огнём. Большие скорости
вызывали необходимость вычисления элементов траектории
зенитных снарядов машиной и придания самой машине определяющей упреждение цели, коммуникативных функций, которые прежде выполнялись людьми. В результате к концу
войны в США уже были созданы первые модели электронно84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

вычислительных машин, а через несколько лет машины такого
типа появились и в нашей стране. Тем самым была решена одна из важнейших задач современной техники, позволившая
непосредственно перейти к решению сложных проблем автоматизации технологических процессов, производства, управления и сооружения машин нового типа, характерных для современной научно-технической революции.
Таким образом, машины начали овладевать ещё одной
функцией, свойственной человеку: они начали выполнять некоторые логические операции. За короткое время эти машины
претерпели существенные изменения - они уменьшились в
размерах, во много раз выросла скорость вычислительных
операций и т.д. Электронные вычислительные машины могут
управлять производственным процессом, экономикой предприятия, решать сложные математические задачи, рассчитывать полёт самолётов и космических кораблей - словом, с огромной скоростью решать такие задачи, на которые множеству вычислителей понадобилось бы потратить годы, и даже такие задачи, которые вообще лежат за пределами возможностей человека из-за чрезвычайной длительности и сложности расчётов.
Но и этим не ограничиваются возможности ЭВМ: они
вводятся в структуру машин, приборов, технологических установок, чтобы на них и здесь возложить управленческие
функции. Таким образом, ЭВМ иногда полностью, иногда частично взяли и здесь на себя то, что испокон веков было обязанностью человека - работника.
В 70-х гг. в нашей стране была построена машина для
диагностики врождённых пороков сердца. Она работала по
методу сопоставления того, что заложено было создателями в
ее память, с данными, полученными при обследовании больного. С этой машины началось внедрение ЭВМ в медицинскую практику.
Овладение быстродействующими вычислительными
машинами, внедрение их в жизнь, науку и производство, соз85

дание совершенно новых классов машин, заменяющих некоторые психофизиологические функции человека, являются
одними из составляющих глубокого революционного процесса, охватившего весь мир и называемого научно-технической
революцией. Эта революция характеризуется, прежде всего,
такими особенностями, как автоматизация производства, развитие новых направлений в энергетике (строительство атомных электростанций), выход в космическое пространство, создание новых конструкционных материалов с наперёд заданными свойствами, становление генной инженерии, бионики,
информатики, повсеместное внедрение ЭВМ, превращение
науки в производительную силу.
Мы видели, что машины эволюционируют, приобретают
новые свойства. Однако этот процесс не только эволюционный. Он сплошь и рядом сопровождается изменениями революционного характера. Взять, к примеру, транспорт. Паровозы, безраздельно господствовавшие на протяжении полутора
веков, освободили место тепловозам и электровозам. То же
самое произошло и с паровыми двигателями, которые уступили место двигателям внутреннего сгорания. Затем возникли
дизели, турбины, турбореактивные, реактивные и ракетные
двигатели.
Все эти новые машины не похожи на машины прошлого
века, которые, в свою очередь, также значительно отличались
от своих “предков”, хотя и не столь коренным образом. Меняются и принципы действия, и механизмы, из которых собрана машина, и материалы, из которых она изготовлена, её
форма и внешний вид. Бывает и так, что последнее оказывается решающим, старое содержание прячется под новой формой.
Но какими бы разнообразными ни были машины, и какие бы
отрасли промышленности они не обслуживали, всем им свойственно то, что они выполняют какую-либо функцию человека. Они заменяют или его физическую силу, или его профессиональное умение, или какую-либо из его физиологических
функций, или его умственную деятельность. Важно ещё и то,
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

что с помощью машин можно воспроизвести не только те
функции, которые присущи человеку, но и такие, которые ему
не свойственны, но они есть у других представителей животного мира, например, у дельфинов, или пчёл ..... .
Мы говорим о машине как об искусственном «организме», способном заменить некоторые человеческие функции.
Но она может заменить и целую группу функций и стать, таким образом, некоторым подобием человека.
Эта идея не нова. Мечты о создании механического человека встречаются в греческой мифологии, в сочинениях
средневековых алхимиков и в трудах философовпросветителей. Ещё два века назад многие механики работали
над созданием автоматов, которые в большей или меньшей
степени напоминали человека и животных.
Создание систем, в чем-то схожих с человеком, стало
возможным, когда высокой степени совершенства достигли
ЭВМ. Роботы и манипуляторы появились в промышленности
в первые годы второй половины века. Сначала они применялись там, где непосредственное участие человека в рабочем
процессе было невозможным или опасным, - в атомной энергетике, в космосе, на морских глубинах, в некоторых химических производствах.
Только 4 десятилетия назад в США был выдан патент на
автомат, который впервые назвали промышленным роботом,
там же были всего за несколько лет построены первые образцы таких машин, вскоре попавшие в Японию. Теперь Япония ведущая страна по производству промышленных роботов, в
котором заняты более ста фирм.
Лишь несколько десятков лет отделяют нас от того времени, когда на Луне начала работать советская космическая
станция, обладавшая системой искусственного зрения, которая
смогла исследовать спутник Земли в непосредственной близости к нему. Американский луноход уже мог передвигаться по
поверхности Луны по командам с Земли. В 1970 г. на Луну
был доставлен с помощью автоматической межпланетной
85

станции советский самоходный аппарат «Луноход –1», который имел шасси высокой проходимости и принимал команды
с Земли. Через три года уже начал работать «Луноход-2»- автоматический аппарат с целым рядом усовершенствований
(рис. 31).

лого ряда сменявших друг друга поколений, как уже говорилось, прошла свой путь совершенствования всего за две с половиной тысячи лет.

Рис. 32. Суборбитальный космолет С-XXI

Рис. 31. Луноход-2

Это было началом нового направления техники - космической техники, которая в течение последние десятилетия развилась в важное универсальное направление. На сегодняшний
мы уже имеем готовый прототип первого в мире суборбитального туристического космолета С-XXI (рис. 32) и за небольшие деньги вы можете ненадолго стать космонавтом.
Мы говорили уже о некоторых аналогиях между миром
живых существ и миром машин. Обратим внимание на тот
факт, что совершенствование живых существ, приобретение
ими новых качеств и переход в “новое состояние” требуют
многих миллионов лет. Сам человек развивался не менее двух
миллионов лет. Машина же - результат человеческого творчества, напряжённой и непрерывной работы мысли и умения це84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

В настоящее время много работ по обслуживанию человека на производстве и даже в быту переложено на машины.
Уже есть основание к общеизвестным «царствам» природы растительному и животному - добавить «царство» машин.
В последние годы специалисты в области генетики далеко продвинулись в понимании сущности живых существ. Возникло новое научно-техническое направление - генная инженерия, исследующая возможность изменения биологической
природы живого существа. Операции генной инженерии по
своей сущности в чем-то подобны операциям совершенствования машины: и в том, и в другом случае объект приобретает
новые свойства, отсутствующие у исходного.
Еще два века назад естествоиспытатели хотели подойти
к животному и к человеку как к машинам. Но о сущности машины ясного представления еще не было, да и о человеке познания были весьма неполными. Поэтому между человеком и
машиной или животным и машиной ставили знак равенства
между двумя неизвестными объектами и из этого выводили
далеко идущие следствия.
85

В настоящее время оба объекта - и человек, и машина изучены значительно лучше. Поэтому попробуем выяснить то
общее, что присуще обоим этим объектам. Принимая во внимание, что машины - это результат интенсивного человеческого труда и человеческой мысли, а также и то, что они есть искусственное продолжение (и развитие) того или иного органа
человека, можно, стало быть, говорить об их естественной истории. Наш краткий экскурс в историю показал, что развитие
машин шло, несмотря на кажущуюся хаотичность, по строгим
законам. Все излишнее, ненужное, возникающее на протяжении срока, такого краткого по сравнению с жизнью человечества отбрасывалось и оставалось в памяти лишь как курьёзы,
не заслуживавшие серьёзного внимания. Впрочем, здесь, как и
в других областях человеческой деятельности, случались
ошибки: отброшенные «курьезы» оказывались интересным
решением технической задачи, и к ним возвращались, но уже
на новом техническом уровне.
Так как машины рассматриваются как искусственно усовершенствованные и целенаправленные органы человека, то,
очевидно, принципиальное подобие между живым существом
и его механическим отображением все время возрастает. В
особенности это относится к машинам автономного действия.
Возникают машины с искусственным интеллектом, самообучающиеся машины и, очевидно появятся в ближайшее время
ещё новые классы этих машин. Возможно, что в дальнейшем
искусственный интеллект будет создаваться не на электронной, а на биологической нейронно-волоконной основе. Но все
это - дело будущего.
В целом можно так сформулировать основные этапы
эволюции машин: 1) от момента изобретения первых механизмов до конца первой трети XVIII в. машина заменяет физическую силу человека, ее составляют двигатель, передача,
рабочий орган; 2) с середины XVIII в. до середины XX в. машина заменяет физическую силу человека и его умение; в ее
состав начинают входить элементы регулирования и управле84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

ния; 3) с середины ХХ в. до настоящего времени машина заменяет физическую силу человека, его умение и некоторые
физиологические и психические функции; в ее структуру входят элементы регулирования, управления, искусственного интеллекта.
Ознакомившись с краткой историей эволюции машин,
мы переходим к истории развития машин, наиболее часто
встречающихся в нашей повседневной жизни, а именно к истории машин нашего быта - бытовой технике. Но прежде усвоим несколько базовых терминов.
Техника - от греческого слова «techne» -искусство, ремесло, мастерство. Техника - круг наук, связанных с изучением и созданием средств производств, орудий труда. Совокупность средств труда, знаний и деятельности, служащих для
создания материальных благ (С. И. Ожегов. Толковый словарь
русского языка. С. 785)
Машина - от французского «machine» - устройство совершающее полезную работу с целью преобразования энергии, материалов и информации.
Энергия - от греческого слова «energia» - действие, деятельность. Одно из основных свойств материи - мера ее движения, а также способность производить работу.
Экономика - от греческих слов «ойкос» - домохозяйство
и «номос» - закон. Совокупность производственных отношений, соответствующих данной ступени развития производительных сил общества, господствующий способ производства
в обществе. Организация, структура и состояние хозяйственной жизни или какой-нибудь отрасли хозяйственной деятельности.
Бытовая техника - любое искусственно созданное творение человека, предназначенное для использования в быту.
(Быт - жизненный уклад, повседневная жизнь). Объекты,
имеющие механические или электрические компоненты, призванные заменить некоторые функции человека.
85

Информация - сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или
специальным устройством. Общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и
растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от
организма к организму и т.д.
БЫТОВАЯ ТЕХНИКА - оборудование и приборы, облегчающие ведение домашнего хозяйства благодаря его механизации. Эти приборы и устройства разрабатывались не в соответствии с каким-то планом, предусматривавшим некую последовательность, – они просто появлялись один за другим с
последующим введением усовершенствований, которые повышали их надежность и эффективность по сравнению с
уровнем, уже достигнутым ранее. В состав современного бытового электрооборудования входят холодильники и стиральные машины, пылесосы и электроутюги, радиоприемники и
телевизоры, видеокамеры и диктофоны, микроволновые печи,
медицинские приборы индивидуального пользования, калькуляторы и многие другие приборы и устройства, которые стали
доступны в быту с развитием электроники и автоматики.
Термин «бытовая» конечно ограничивает диапазон техники тем, что технические объекты используются лишь в быту. Вряд ли всегда можно провести четкую границу между бытовой и остальной техникой. Давно ли самолет считался техникой специфической отрасли хозяйства, а теперь его можно
считать бытовой техникой. Конечно, не каждый позволит себе
приобрести самолет, но вот компьютер - это уже персональный бытовой помощник, более того, это принадлежность
практически любого домашнего бытового прибора. С истории
персональных компьютеров мы и начнем наше знакомство с
миром бытовой техники.

84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

КОМПЬЮТЕРЫ
Компьютер - это машина, которая работает с информацией. Говоря научно, компьютер - это информационный
процессор. Компьютеру задаётся информация, называемая
данными, и набор инструкций, называемый программой. Программа указывает компьютеру, что он должен делать с информацией.
Современный компьютер представляет собой, в сущности, набор переключателей. Они используются как для представления информации в виде двоичных чисел (битов), так и
для управления процессами её обработки. Двоичные данные
по своей сути характеризуются двумя состояниями – «включено» и «выключено», поэтому главным требованием к устройствам их обработки является качество переключателей.
В компьютерах используется очень простой код, состоящий только из двух сигналов: есть импульс (включено) или
нет импульса (выключено). Такой код называется двоичным.
Чтобы было проще записывать, состояние “есть импульс” обозначают цифрой 1, а состояние “нет импульса” - цифрой 0. Так
как в двоичной системе только две цифры, то и система строится на двойках. Каждая цифра двоичного числа имеет значение в два раза большее, чем цифра, стоящая справа от неё.
Возьмём число 1101 и определим его значение, читая справа
налево: 1 раз по 1 = 1
0 раз по 2 = 0
1 раз по 4 = 4
1 раз по 8 = 8
Сумма = 13
Таким образом, 1101 является двоичным представлением
числа 13 в десятичной системе.
В десятичной системе существует десять цифр и система
строится на десятках. Каждая цифра десятичного числа имеет

85

значение в десять раз большее, чем цифра, стоящая справа
от неё.
Существует простой способ переводить двоичные числа
в десятичные:
Держите правую руку ладонью к себе. Теперь возьмите
карандаш и нарисуйте цифру 1 на указательном пальце, цифру
2 на среднем, цифру 4 на безымянном и цифру 8 на мизинце.
Пользоваться вашим «пальцевым компьютером» просто: нужно выпрямить соответствующие пальцы для двоичных единиц
и загнуть - для двоичных нулей. После этого надо сложить те
цифры, которые написаны на выпрямленных пальцах. Полученная сумма и есть искомое десятичное число.
Двоичные цифры 1 и 0 называются битами. Для того
чтобы записать все буквы алфавита, все цифры и знаки, компьютеру мало четырёх комбинаций 10,01,11 и 00, которые
можно получить, если использовать только два бита. Поэтому
обычно каждая буква или цифра представляется группой, состоящей из восьми битов. Такая группа называется байтом.
Всю работу в компьютерах выполняют электрические
импульсы под управлением элементов, называемых электронными компонентами. Компонентами первых компьютеров были электронные лампы, и хотя, это порождало массу сложностей. Лампа как электронный переключатель малоэффективна.
Она потребляет значительную мощность и выделяет огромное
количество тепла, отвод которого был одной из основных технических проблем в первых компьютерах. Кроме того, лампы
весьма ненадёжны: в больших системах одна из них выходила
из строя раз в два часа, а то и чаще.
Изобретение инженерами Джоном Барденом, Уолтером
Бреттеном и Уильямом Шокли в 1948 г. транзистора стало
важнейшим событием, которое привело к компьютерной революции. Транзисторный ключ заменил громоздкую и неудобную электронную лампу. Поскольку потребляемая транзисторами мощность незначительна, построенные на их основе
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

компьютеры имели гораздо меньшие размеры, чем ламповые,
стали более быстродействующими и эффективными.
Потребность в автоматизации обработки данных, в том
числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет
назад для счёта использовались счётные палочки, камешки и
т.д. В раскопках, датируемых 30 тыс. лет до н.э. обнаружена
«вестоницкая кость» (рис. 33) с зарубками. Это позволяет историкам предположить, что уже тогда наши предки были знакомы с зачатками счета.

Рис. 33. Вестоницкая кость

Историю цифровых устройств начать следует со счетов
(VI-V в. до н.э). Подобный инструмент был известен у всех
народов. Древнегреческий абак (доска или "саламинская доска" по имени о. Саламин в Эгейском море). Одна бороздка соответствовала единицам, другая десяткам и т.д. Если в какойто бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующем разряде.
У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка,
рамка китайских счетов суан-пан (рис. 34) имеет более сложную форму. Она разделена на две части: в нижней части на
каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части по
85

две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах
число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке,
и затем прибавляли одну в разряд единиц.
У японцев это же устройство для счета носило название
серобян.
На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение «дощатый счет», завезенный, видимо, западными купцами
вместе с ворванью и текстилем. "Дощатый счет" почти не отличался от обычных счетов и представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были
нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.

Рис. 34. Китайский суан-пан

В IX в. до нашей эры индийские ученые сделали одно
из важнейших в математике открытий. Они изобрели позиционную систему счисления, которой теперь пользуется весь
мир. При записи числа, в котором отсутствует какой-либо разряд (например, 101 или 1204), индийцы вместо названия цифры говорили слово пусто. При записи на месте «пустого» разряда ставили точку, а позднее рисовали кружок. Такой кружок
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

назывался «сунья» - на языке хинди это означало «пустое место». Арабские математики перевели это слово по смыслу на
свой язык - они говорили «сифр». Современное слово «нуль»
родилось сравнительно недавно - позднее, чем «цифра». Оно
происходит от латинского слова «nihil” – «никакая».
Приблизительно в 850 г. до н.э. арабский ученый математик Мухаммед ал-Хорезм написал книгу об общих правилах
решения арифметических задач при помощи уравнений. Она
называлась «Китаб-ал-Джебр». Эта книга дала имя науке алгебре. Очень большую роль сыграла еще одна книга алХорезми, в которой он подробно описал индийскую арифметику. Ему мы обязаны появлению термина «алгоритм».
В конце XV- начале XVI в. Леонардо-да-Винчи (14521519) создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с
десятизубными кольцами. По его чертежам в наши дни американская фирма по производству компьютеров в целях рекламы
построила работоспособную машину.
1614 год. Шотландский математик Джон Непер (15501617) изобрел таблицы логарифмов. Принцип их заключается
в том, что каждому числу соответствует специальное числологарифм - это показатель степени, в которую можно возвести
число (основание логарифма), чтобы получить заданное число.
Таким способом можно выразить любое число. Логарифмы
очень упрощают деление и умножение. Для умножения двух
чисел достаточно сложить их логарифмы. Благодаря данному
свойству сложная операция умножения сводится к простой
операции сложения. Для упрощения были составлены таблицы
логарифмов, которые позже были как бы встроены в устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления
- логарифмическую линейку.
Непер предложил в 1617 г. другой (не логарифмический)
способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название палочки Неппера, состоял из разделенных на сегменты
стерженьков, которые можно было располагать таким образом, что при сложении чисел в прилегающих друг к другу по
85

горизонтали сегментах получался результат умножения двух
чисел.
1642 год. Французский математик Блэз Паскаль (16231662) сконструировал счетное устройство, позволяющее суммировать десятичные числа. Внешне оно представляло собой
ящик с многочисленными шестеренками. Основой суммирующей машины стал счетчик-регистратор, или счетная шестерня. Она имела десять выступов, на каждом из которых были нанесены цифры. Для передачи десятков на шестерне располагался один удлиненный зуб, зацеплявшийся и поворачивающий промежуточную шестерню, которая передавала вращение шестерне десятков. Дополнительная шестерня была необходима для того, чтобы обе счетные шестерни - единиц и
десятков - вращались в одном направлении. Счетная шестерня
при помощи храпового механизма (передающего прямое движение и не передающего обратного) соединялись рычагом.
Отклонение рычага на тот или иной угол позволяло вводить в
счетчик однозначные числа и суммировать их. В машине Паскаля храповой привод был присоединен ко всем счетным шестерням, что позволяло суммировать и многозначные числа.
В 1654 г. англичане Роберт Биссакар, а в 1657 г. - независимо от него С. Патридж разработали прямоугольную логарифмическую линейку (рис. 35), конструкция которой в основном сохранилась до наших дней.

Рис. 35. Логарифмическая линейка

1673 год. Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгейм Лейбниц (1646-1716) создал «ступенчатый
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

вычислитель» - счетную машину, позволяющую складывать,
вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при
этом использовалась двоичная система счисления. Это был
более совершенный прибор, в котором использовалась движущая часть (прообраз каретки) и ручка, с помощью которой
оператор вращал колесо. Изделие Лейбница постигла печальная участь предшественников: если им кто-то и пользовался,
то только домашние Лейбница и друзья его семьи, поскольку время массового спроса на подобные механизмы
еще не пришло.
Машина являлась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 г. до 60-х гг. ХХ в.
1703 год. Г. В. Лейбниц написал трактат об использовании двоичной системы счисления в вычислительных
машинах. Первые его работы по арифметике относятся к
1679 г.
1723 год. Член Лондонского королевского общества немецкий математик, физик, астроном Христиан Людвиг Герстен изобрел арифметическую машину, а двумя годами позже
ее изготовил. Машина Герстена замечательна тем, что в ней
впервые применено устройство для подсчета частного и числа
последовательных операций сложения, необходимых при умножении чисел, а также предусмотрена возможность контроля
за правильностью ввода второго слагаемого.
1727 год. Джакоб Леопольд создал счетную машину, в
которой использовался принцип машины Лейбница.
1804 год. Французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар (1752-1834) придумал способ автоматического контроля за
нитью при работе на ткацком станке. Способ заключался в использовании специальных карточек с просверленными в нужных местах ( в зависимости от узора, который предполагалось
нанести на ткань) отверстиями. Таким образом, он сконструировал ткацкий станок, работу которого можно было программировать с помощью специальных карт.
85

Работа станка программировалась при помощи целой колоды перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом
челнока. Переходя к новому рисунку, оператор просто заменял одну колоду перфокарт другой. Создание ткацкого станка,
управляемого картами с пробитыми на них отверстиями и соединенными друг с другом в виде ленты, относится к одному
из ключевых открытий, обусловивших дальнейшее развитие
вычислительной техники.
1820 год. Чарльз Ксавьер Томас (1785-1870) создал первый механический калькулятор, который мог не только складывать и умножать, но и вычитать и делить. Бурное развитие
механических калькуляторов привело к тому, что к 1890 г. добавился ряд полезных функций: запоминание промежуточных
результатов с использованием их в последующих операциях,
печать результатов и т.п.
Создание недорогих надежных машин позволило использовать эти машины для коммерческих целей и научных
расчетов.
1822 год. Английский математик Чарльз Бэббидж (17921871) выдвинул идею создания программно-управляемой
счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. В том же году он построил пробную модель своей Разностной машины, состоящую из
шестеренок и валиков, вращаемых вручную при помощи специального рычага.
Одновременно с английским ученым работала леди Ада
Лавлейс (1815-1852). Она разработала первые программы для
машины, создала основы машинного программирования и
ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего
времени.
Аналитическую машину в то время так и не построили.
Ни её, ни другие, более простые механические счётные машины, разработанные Бэббиджем. Эти машины не были изготовлены не только из-за недостатка денег, но и из-за того, что в то
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

время было невозможно построить их с достаточной точностью.
Аналитическую машину Бэббиджа (рис. 36) построили
энтузиасты из Лондонского музея науки в июне 1991 г., чтобы
отметить этим 200-летие со дня рождения Бэббиджа, а заодно
и проверить его идеи. Она состоит из четырех тысяч железных, бронзовых и стальных деталей, весит три тонны и имеет
длину 3,3 м, а высоту 2,1 м. Правда, пользоваться ею очень
тяжело - при каждом вычислении приходится несколько сотен
(а то и тысяч) раз крутить ручку автомата. Машина работала
точно так, как ожидал Бэббидж, и это подтвердило, что его
идеи были правильными.

Рис. 36. Вычислительная машина Бэббиджа

Числа записываются (набираются) на дисках, расположенных по вертикали и установленных в положения от 0 до 9.
85

Двигатель приводится в действие посредством считывания
информации с перфокарт, содержащих инструкции (программу).
1843 год. Американский художник Сэмюэл Морзе (17911872) изобрел новый телеграфный код, заменивший код Кука
и Уитстона. Он разработал для каждой буквы знаки из точек и
тире. Морзе устроил демонстрацию своего кода, проложив телеграфный провод длиной 6 км от Балтимора до Вашингтона и
передавая по нему новости о президентских выборах. Позднее
(в 1858 г.) Чарлз Уитстон создал систему, в которой оператор
с помощью кода Морзе набивал сообщения на длинной бумажной ленте, поступавшей в телеграфный аппарат. На другом конце провода самописец набивал принятое сообщение на
другую бумажную ленту. Производительность телеграфистов
повышалась в десять раз - теперь сообщения пересылались со
скоростью сто слов в минуту.
1847 год. английский математик Джордж Буль (18151864) опубликовал работу "Математический анализ логики".
Так появился новый раздел математики. Его назвали Булева
алгебра. Каждая величина в ней может принимать только одно
из двух значений: истина или ложь, 1 или 0. Эта алгебра очень
пригодилась создателям современных компьютеров. Ведь
компьютер понимает только два символа: 0 и 1. Его считают
основоположником современной математической логики.
1855 год. Братья Джорж и Эдвард Шутц из Стокгольма
построили первый механический компьютер, используя работы Ч.Бэббиджа.
1867 год. Американский издатель и политик Кристофер
Шоулз (1819-1890) вместе со своим другом Карлом Глидденом изобрели счетную машинку, которую затем преобразовали в пишущую. Шоулз создал около 30 машинок и разработал
клавиатуру, аналогичную современной (с раскладкой
QWERTY, рис. 37). Кстати, клавишу Shift добавили только в
1878 г., до того заглавные буквы располагались на клавиатуре
отдельно.
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Рис. 37. Клавиатура с раскладкой "QWERTY"

Русский математик и механик Пафнутий Львович Чебышев создал суммирующий аппарат с непрерывной передачей
десятков, а в 1881 году - приставку к нему для умножения и
деления.
1880 год. Вильгод Однер, швед по национальности, жил
в России и работал мастером экспедиции, выпускающей государственные денежные и ценные бумаги. Над арифмометром
он начал работать в 1874 г., а в 1890 г. наладил их массовый
выпуск. Их модификация «Феликс» (рис. 38) выпускалась до
50-х гг. Главная особенность детища Однера заключается в
применении зубчатых колес с переменным числом зубцов (это
колесо носит имя Однера) вместо ступенчатых валиков Лейбница. Оно проще валика конструктивно и имеет меньшие размеры. Умер Однер в 1906 г. Его предприятие по производству
арифмометров перешло его наследникам и просуществовало
до 1917 г.
В первой четверти 20-го века счетные аппараты Однера
под разными названиями выпускались во всем мире. Стоит
отметить, что в 1914 году только «российский парк» подобных
аппаратов составлял 22 тысячи единиц.
85

1884 год. Американский инженер Герман Холлерит
(1860-1929) взял патент «на машину для переписи населения».
Изобретение включало перфокарту и сортировальную машину. Перфокарта Холлерита оказалась настолько удачной, что
без малейших изменений просуществовала до наших дней.

Рис. 38. Арифмометр Однера ("Феликс")

Идея наносить данные на перфокарты и затем считывать
и обрабатывать их автоматически принадлежала Джону Биллингсу, а ее техническое решение принадлежит Герману Холлериту. Табулятор принимал карточки размером с долларовую
бумажку. На карточках имелось 240 позиций (12 рядов по 20
позиций). При считывании информации с перфокарт 240 игл
пронизывали эти карты. Там, где игла попадала в отверстие,
она замыкала электрический контакт, в результате чего увеличивалось на единицу значение в соответствующем счетчике.
Для изготовления перфокарт использовали специально сконструированный перфоратор. Разработанная Холлеритом перфокарта не претерпела существенных изменений и в качестве
носителя информации использовалась в первых трех поколениях компьютеров.
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

1904 год. Известный русский математик, кораблестроитель, академик А.Н. Крылов предложил конструкцию машины
для интегрирования обычных дифференциальных уравнений,
которая была построена в 1912 г.
Английский физик Джон Амброз Флеминг (1849-1945)
создал диод. Диоды используются для преобразования радиоволн в электросигналы, которые могут передаваться на большие расстояния. Через два года усилиями американского изобретателя Ли Ди Фореста появляются триоды.
1907 год. Американский инженер Дж. Пауэр сконструировал автоматический карточный перфоратор. Петербургский
ученый Борис Розинг подал заявку на патент электроннолучевой трубки как приемника данных. Ассистентом у Розинга в то время работал будущий «отец» телевидения Владимир
Зворыкин.
1918 год. Русский ученый М.А. Бонч-Бруевич и английские ученые В. Икклз и Ф. Джордан независимо друг от друга
создали электронное реле, названное англичанами триггером,
которое сыграло большую роль в развитии компьютерной
техники.
1930 год. Вэннивер Буш (1890-1974) конструирует дифференциальный анализатор. По сути, это первая успешная попытка создать компьютер, способный выполнять громоздкие
научные вычисления.
1937 год. Американский физик болгарского происхождения Дж. А. Атанасов формирует принципы автоматической
цифровой вычислительной машины на ламповых схемах для
решения систем линейных уравнений. В 1939 г. он создал работающую настольную модель ЭВМ.
1938 год. В телефонной компании Bell Laboratories создали первый двоичный сумматор (электрическая схема, выполнявшая операцию двоичного сложения) - один из основных компонентов любого компьютера (рис. 39). Автором идеи
был Джон Стибиц. К 1940 г. родилась машина, умевшая выполнять над комплексными числами четыре действия.
85

Рис. 39. Двоичный сумматор

Рис. 40. Электронный цифровой интегратор и калькулятор

1942 год. Построена первая полностью электронная вычислительная машина (ENIAK – electronic numerical integrator
and calculator). Это сокращение составлено из английских
слов, означающих: «электронный цифровой интегратор и
калькулятор». Первая машина (рис. 40) была больше похожа
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

на калькулятор, чем на современный компьютер, поскольку не
могла запоминать данные и программы. Она содержала
178468 электронных ламп шести различных типов, 7200 кристаллических диодов, 4100 магнитных элементов, занимала
площадь в 300 кв. метров, в 1000 раз превосходила по быстродействию релейные вычислительные машины. Компьютер
прожил девять лет, и последний раз был включен в 1955 г.
Одновременно с постройкой ENIAC, в обстановке секретности создается ЭВМ в Великобритании. Секретность была
необходима потому, что проектировалось устройство для дешифровки кодов, которыми пользовались вооруженные силы
Германии в период второй мировой войны. Математический
метод дешифровки был разработан группой математиков, в
число которых входил Алан Тьюринг. В течение 1943 г. в
Лондоне была построена машина Colossus на 1500 электронных лампах. Хотя ENIAC и Colossus работали на электронных
лампах, они по существу копировали электромеханические
машины: новое содержание (электроника) было втиснуто в
старую форму (структуру доэлектронных машин).
1944 год. В 1937 г. гарвардский математик Говард Эйкин
предложил проект создания большой счетной машины. Спонсировал работу президент компании IBM Томас Уотсон, который вложил в нее 500 тыс долларов. Проектирование Mark-1
началось в 1939 г., строило этот компьютер нью-йоркское
предприятие IBM. Компьютер содержал около 750 тыс. деталей, 3304 реле и более 800 км проводов. В 1944 г. готовая машина была официально передана Гарвардскому университету. В 1944 г. американский инженер Джон Эккерт впервые выдвинул концепцию хранимой в памяти компьютера
программы.
Эйкен, располагавший интеллектуальными ресурсами
Гарварда и работоспособной машиной Mark-1, получил несколько заказов от военных. Так, следующая модель - Mark-2
была заказана управлением вооружения ВМФ США. Проектирование началось в 1945 году, а постройка закончи85

лась в 1947 г. Mark-2 представляла собой первую многозадачную машину - наличие нескольких шин позволяло одновременно передавать из одной части компьютера в другую несколько чисел.
1946 год. Джон фон Нейман на основе критического
анализа конструкции ENIAC предложил ряд новых идей организации ЭВМ, в том числе концепцию хранимой программы,
т.е. хранения программы в запоминающем устройстве. В результате реализации идей фон Неймана была создана архитектура ЭВМ, во многих чертах сохранившаяся до настоящего
времени.
1947 год. Норберт Винер вводит в обращение термин
«кибернетика». 23 декабря сотрудники Bell Telephone
Laboratories Джон Бардин и Уолтер Бремен впервые продемонстрировали свое изобретение, получившее название транзистор. Это устройство спустя десять лет открыло совершенно
новые возможности в развитии вычислительной техники.
1948 год. С. А. Лебедевым (1990-1974) и Б. И. Рамеевым
был предложен первый проект отечественной цифровой электронно - вычислительной машины. Под руководством академика С. А. Лебедева С.А. и В. М. Глушкова разрабатываются
отечественные ЭВМ: сначала МЭСМ - малая электронная
счетная машина (1951 г., Киев), затем БЭСМ - быстродействующая электронная счетная машина (1952 г., Москва). Параллельно с ними создавались счетные машины: «Стрела»,
«Урал», «Минск», «Раздан», «Наири».
Американский математик Ноберт Винер выпустил в свет
книгу "Кибернетика, или Упраление и связь у животных и
машин", которая положила начало развитию теории автоматов
и становлению кибернетики - науки об управлении и передаче
информации. Также Клод Шеннон выпускает книгу «Математическая теория передачи информации».
1949 год. Морис Уилкис ввел систему мнемонических
обозначений для машинных команд, названную языком ассемблера.
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

1951 год. Была закончена работа по созданию UNIVAC
(Universal Automatic Computer). Первый образец машины
UNIVAC-1 был построен для бюро переписи США. Синхронная последовательного действия вычислительная машина
UNIVAC-1 создана была на базе ЭВМ ENIAC и EDVAC. Работала она с тактовой частотой 2,25 МГц и содержала около
5000 электронных ламп. Внутреннее запоминающее устройство объемом 1000 12-разрядных десятичных чисел было выполнено на 100 ртутных линиях задержки. Этот компьютер
интересен тем, что планировалось его сравнительно массовое
производство без изменения архитектуры и особое внимание
было уделено периферийной части (средствам ввода-вывода).
Офицер ВМФ США и руководитель группы программистов, в то время капитан (в дальнейшем единственная женщина в ВМФ - адмирал) Грейс Хоппер разработала первую
транслирующую программу, которую она назвала компилятором (фирма Remington Rand). Эта программа производила
трансляцию на машинный язык всей программы, записанной в
удобной для обработки алгебраической форме.
Джей Форрестер запатентовал блок памяти на магнитных сердечниках (рис. 41). Впервые такая память применена
на машине Whirlwind-1. Она представляла собой два куба с
сердечниками, которые обеспечивали хранение 2048 слов для
16-разрядных двоичных чисел с одним разрядом контроля
четности.
В этой машине была впервые использована универсальная неспециализированная шина (взаимосвязи между различными устройствами компьютера становятся гибкими) и в качестве систем ввода-вывода использовались два устройства:
электронно-лучевая трубка Вильямса и пишущая машинка с
перфолентой (флексорайтер).
1952 год. Началась опытная эксплуатация отечественного компьютера БЭСМ-1. В СССР в 1952-1953 гг. А.А. Ляпунов
разработал операторный метод программирования (оператор85

ное программирование), а в 1953-1954 гг. Л.В. Канторович концепцию крупноблочного программирования.

Рис. 41. Блок памяти на магнитных сердечниках

Фирма IBM выпустила свой первый промышленный
компьютер IBM 701, который представлял собой синхронную
ЭВМ параллельного действия, содержащую 4000 электронных
ламп и 1200 германиевых диодов. Фирма Remington-Rang в
1952 г. выпустила ЭВМ UNIVAC-1103, которая работала в 50
раз быстрее UNIVAC-1. Позже в UNIVAC-1103 впервые были
применены программные прерывания.
1953 год. Выпущена первая серийная отечественная вычислительная машина «Стрела».
В Массачусетском технологическом институте был разработан первый экспериментальный компьютер на транзисторах ТХ-0 (в 1955 г. он введен в эксплуатацию). Появился первый накопитель на магнитной ленте, устройство IBM
726.Плотность записи составляла 100 символов на дюйм, скорость 75 дюйм/с.
1954 год. Разработан первый быстродействующий принтер для компьютера UNIVAC-1, который в построчном режиме печатал целую строку из 120 символов почти одновременно ( идея построчного принтера стала осуществимой благода84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

ря использованию вращающегося барабана со шрифтовым набором символов). Данные с магнитной ленты он считывал и
печатал со скоростью 600 строк в минуту.
Фирма IBM подала заявку на изобретение «канала» ввода-вывода, специализированного процессора, в котором реализованы средства пересылки данных и схемы управления
операциями ввода-вывода.
1955 год. В этом году увидел свет первый алгоритмический язык FORTRAN (FORmule TRANslator - переводчик
формул). Он был разработан сотрудниками фирмы IBM под
руководством Джон Бэкуса и использовался для решения научно-технических и инженерных задач.
1956 год. Фирмой IBM были разработаны плавающие
магнитные головки на воздушной подушке. Изобретение позволило создать новый тип памяти - дисковые запоминающие
устройства (ЗУ).
Первые ЗУ на дисках были использованы в машинах
IBM 305 и RAMAC-650. Последняя имела пакет, состоящий из
50 металлических дисков с магнитным покрытием, которые
вращались со скоростью 1200 об/мин. На поверхности диска
размещалось 100 дорожек для записи данных, по 10000 знаков
каждая.
1957 год. В модели IBM 350 RAMAC впервые применена
память на дисках (алюминиевые намагниченные диски диаметром 61 см).
1958 год. Разработана первая действующая интегральная
схема - полупроводниковое устройство, которое содержало на
одном кристалле несколько транзисторов. В первой ИС их
было всего 6. Современный процессор Pentium Pro содержит 5,5 млн. транзисторов, а кристалл встроенного в
него кэша - ещё, как минимум, 16 млн. И эти ИС отнюдь не уникальны.
1960 год. Выпущены первые микросхемы - интегральные
схемы на кремниевых кристаллах. Появился ALGOL
(Algoritmic Language - алгоритмический язык), ориентирован85

ный на научное применение, в него введено множество новых
понятий, например, блочная структура. Этот язык стал концептуальным основанием многих языков программирования.
Тринадцать европейских и американских специалистов
по программированию в Париже утвердили стандарт языка
программирования ALGOL-60. Сотрудниками Манчестерского университета под руководством Т. Кильбурна создана вычислительная машина Atlas, в которой впервые реализована
концепция виртуальной памяти.
1963 год. Утвержден американский стандартный код для
обмена информацией - ASCII (American Standard Code
Informatio Interchange).
Фирма General Electric создала первую коммерческую
СУБД (систему управления базами данных).
1964 год. Сотрудник Стэнфордского исследовательского
центра Дуглас Энгельбарт (Douglas (Doug) Engelbart) продемонстрировал работу первой «мыши» (рис. 42).

Рис. 42. Первая "мышь"

Изготовлены первые компьютеры на интегральных схемах для продажи.
В 1964 г. фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения. Модели имели единую систе84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

му команд и отличались друг от друга объемом оперативной
памяти и производительностью.
Язык BASIC (Beginners all-parpouse sumbolic instraction
code - многоцелевой язык символических инструкций для начинающих) был разработан профессорами Дартмутского колледжа Томом Куртцем (Tom Kurtz) и Джоном Кемени (John
Kemeny) для обучения студентов, незнакомых с вычислительной техникой. У языка со временем появилось множество диалектов: Basica (IBM), GW-Basic, MSX-Basic, Turbo-Basic
(Borland), Quick-Basic (Microsoft), XYBasic, QBasic, CBasic,
Basic-80, 86 и 87Basic/387Basic (MicroWay) и т. д.
1967 год. Под руководством С.А.Лебедева и В.М. Мельникова создана быстродействующая вычислительная машина
БЭСМ-6.
1968 год. В 1968-1970 годах профессор Никлаус Вирт
создал в Цюрихском политехническом университете язык
PASCAL, названный в честь Блэза Паскаля - первого конструктора устройства, которое теперь относится к классу цифровых вычислительных машин. Он создавался как язык , который , с одной стороны, был бы хорошо приспособлен для обучения программированию, а с другой - давал бы возможность
эффективно решать самые разнообразные задачи на современных ЭВМ.
При создании этого языка Вирт большое внимание уделял хорошему стилю программирования - структурному программированию, благодаря которому конструкции PASCAL
позволяют писать надежные, легко проверяемые программы с
ясной и четкой структурой.
1969 год. Фирма Intel выпустила микросхему памяти ёмкостью 1 Кбит, содержащую больше транзисторов, чем тогдашняя ИС. (1 Кбит равен 1024 бит, байт состоит из 8 бит,
т.е. микросхема могла хранить всего 128 байт, что по современным стандартам ничтожно мало).
Под эгидой Агентства по перспективным исследованиям
МО США (ARPA) началась разработка и внедрение глобаль85

ной военной компьютерной сети, связывающей исследовательские лаборатории на территории США.
29 октября 1969 г. принято считать днем рождения
Сети.
В этот день была предпринята самая первая, правда, не
вполне удавшаяся, попытка дистанционного подключения к
компьютеру, находившемуся в исследовательском центре
Стэндфордского университета (SRI), с другого компьютера,
который стоял в Калифорнийском университете в ЛосАнджелесе (UCLA). Удаленные друг от друга на расстояние
500 километров, SRI и UCLA стали первыми узлами будущей
сети ARPANet.
Испытания первой очереди ARPANet заняли всю осень
1969 г. Затем к сети подключили еще два узла: Калифорнийский университет Санта-Барбары (UCSB) и Университет штата Юта (UTAH) . Именно эти четыре организации распределили между собой основные функции по созданию компонентов
первой в истории Wide Area Network.
Историю Интернета можно разделить на несколько этапов:
• 1945—1960 гг. Теоретические работы по интерактивному взаимодействию человека с машиной, появление
первых интерактивных устройств и вычислительных
машин, на которых реализован режим разделения времени.
• 1961—1970 гг. Разработка технических принципов
коммутации пакетов, ввод в действие ARPANet.
• 1971—1980 гг. Число узлов ARPANet возросло до нескольких десятков, проложены специальные кабельные
линии, соединяющие некоторые узлы, начинает функционировать электронная почта, о результатах работ
ученые докладывают на международных научных конференциях.
• 1981—1990 гг. Принят протокол TCP/ IP, Министерство обороны США решает построить собственную сеть
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

•

на основе ARPANet, происходит разделение на
ARPANet и MILNet, вводится система доменных имен
Domain Name System (DNS), число хостов доходит до
100 000.
1991-2001 гг. Новейшая история.

Рис. 43. Первый микропроцессор Intel-4004

1971 год. Фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор (МП) - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС (рис. 43). Автором микропроцессора Intel-4004 - многокристальной схемы, содержащей все
основные компоненты центрального процессора, являлся Эдвард Хофф.
Фирма Syntronix выпустила первый матричный принтер.
Появился компьютер IBM/370 модель 145 - первый компьютер, в основной памяти которого использовались исключительно интегральные схемы.
В свет выходит первый карманный калькулятор
Poketronic.
Рэй Томлисон отправляет первое электронное письмо.
Он отправил самому себе сообщение "QWERTYUI".
Фирма IBM выпустила первый гибкий магнитный диск.
85

Коллектив под руководством Алана Шугарта придумывает первый восьмидюймовый флоппи-диск (емкостью 80
Кбайт).
1972 год. Созданы шесть моделей компьютеров Единой
системы (ЕС ЭВМ).
1973 год. Рождение Ethernet - произошло стараниями Роберта Меткалфа в лаборатории Xerox PARC. Незадолго до
этого был создан первый лазерный принтер и, чтобы дать возможность печатать на нем всем работникам лаборатории, потребовалось соединить сотни компьютеров в сеть.
Фирмой IBM была впервые разработана память на жестких дисках типа «винчестер».
В компьютере Alto, созданном в центре PARC компании
XEROX, впервые были реализованы графический интерфейс и
система «окон».
Фирма Intel выпустила микропроцессор 8080, быстродействие которого было в 10 раз выше, чем у 8008, и он мог
адресовать память 64 К. Это был прорыв к промышленному
производству персональных компьютеров.
1975 год. Фотография комплекта Altair фирмы MITS
была вынесена на обложку январского номера журнала
«Popular Elektronics». Этот комплект, который можно считать
первым персональным компьютером, состоял из процессора
8080, блока питания, лицевой панели с множеством индикаторов и оперативного запоминающего устройства на 256 байт.
Стоимость комплекта составляла 395 долларов, и покупатель
должен был сам собирать компьютер. Появление нового процессора стимулировало разработку различного программного
обеспечения, включая операционную систему СР/М и первый
Бейсик фирмы Microsoft. Фирма IBM впервые выпустила то,
что можно было назвать персональным компьютером, в
1975 г. Модель 5100 имела память 16 К, встроенный индикатор на 16 строк по 64 символа, интерпретатор Бейсика и кассетный накопитель ДС-300. Однако стоимость компьютера
(9000 долларов) для рядового покупателя оказалась слишком
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

высока, особенно если учесть, что множество любителей
предлагали свои комплекты всего за 500 долларов. Естественно, изделие фирмы IBM оказалось неконкурентоспособным и
продавалось очень плохо.
Студенты Пол Аллен и Билл Гейтс впервые использовали язык Basic для программирования обеспечения персонального компьютера "Альтаир".Пол Аллен и Билл Гейтс основали
фирму Microsoft.
Фирма IBM выпустила первый коммерческий лазерный
принтер.
1976 год. Молодые американцы Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных
компьютеров «Apple» («Яблоко»), предназначенных для
большого круга непрофессиональных пользователей.
Apple-1. С этого неуклюжего ящичка начинался путь к
звездам. Продавался Apple-1 по весьма интересной цене 666,66 доллара. За десять месяцев удалось реализовать около
двухсот комплектов.
Apple-2 представлял собой достаточно дорогой (1300
долларов без монитора и касетного магнитофона) компьютер,
но был выполнен на невиданном дотоле техническом уровне.
Эта была машина для пользователей. Она содержала процессор 6502 и минимальное число микросхем (расположенных на
одной печатной плате), встроенное в ПЗУ программное обеспечение - ограниченную операционную систему и Basic, 4
Кбайт ОЗУ, два игровых электронных пульта, интерфейс для
подсоединения к кассетному магнитофону и систему цветной
графики для работы с цветным монитором или обычным телевизором.
PET (Personal Electronic Transactor) фирмы Commodore
принадлежал к немногочисленным компьютерам, объединившим в одном модуле системный блок, монитор, накопители и
клавиатуру. РЕТ содержал процессор 6502, 14 Кбайт ПЗУ с
Basic и операционной системой, 4 Кбайт ОЗУ, 9-дюймовый
монитор и кассетный магнитофон. Этот компьютер считался
85

идеальным помощником для преподавателей и учащихся при
цене 595долларов.
1980 год. В Японии изготовлен первый карманный компьютер «Шарп - РС 1211». Появился язык ADA, названный в
память об Аде Лавлейс - первой программистки в истории вычислительной техники. Он был создан во Франции по заказу
американского министерства обороны как универсальный
язык программирования. В него были включены такие возможности как системное программирование, параллельность и т.д.
Фирма IBM , наконец, вышла на быстро развивающийся
рынок дешевых персональных компьютеров. Выпущен малогабаритный, но мощный настольный микрокомпьютер РС.
Фирма широко использовала услуги и разработки иных фирм,
так, языки программирования и операционную систему создавала фирма Microsoft.
1981 год.
Фирма Compaq выпустила первый laptop.
Никлаус Вирт разработал язык программирования
МОДУЛА-2.
• Создан первый портативный компьютер - Osborne 1 весом около 12 кг. Несмотря на довольно успешное начало, через два года компания обанкротилась.

•

Сеймур Крей создал суперкомпьютер CRAY-2 производительностью 1 млрд операций в секунду.
• Фирма Microsoft выпустила первую версию графической операционной среды Windows.
• Появился новый язык программирования C++.
Фирма IBM, совершенствуя компьютеры IBM PC, выпускает совместимые с ними модели IBM PC/XT.

•
•

1983 год.
Свою первую мышь Bus Mouse (рис. 44) для IBM PC выпустила фирма Microsoft, а тремя годами позже появилась
другая - InPort Mouse, кроме того, фирма разработала интерфейс и драйвер.
•

1985 год.
Фирма Intel выпустила 32-битный микропроцессор
80386 .
84

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Рис. 44. Bus Mouse

•
•
•
•

1986 год.
Даниел Хиллис, главный конструктор фирмы Thinking
Machines, построил суперкомпьютер Connection
Machine.
Фирма Apple разработала систему Hyper Card.
Появляются первые экспериментальные 4- и 16мегабайтные чипы памяти.
На клавиатуре впервые появляются клавиши управления курсором (до того обходились без них!) и отдельный блок с цифровыми клавишами.

85

1987 год. Фирма IBM объявила о выпуске персональных
компьютеров нового поколения PS/2, оснащенных операционной системой OS/2 (OS/2 разработана совместно с фирмой
Microsoft).
1989 год. В марте 1989 г. Тим Бернерс-Ли (Tim BernersLee) из CERN предложил руководству этого международного
европейского научного центра концепцию новой распределенной информационной системы, которую назвал World
Wide Web. Свои соображения он изложил в проекте «Гипертекст», направленных руководству CERN. Он считал, что информационная система, построенная на принципах гипертекста, должна объединить все множество информационных ресурсов CERN, которое состояло из базы данных отчетов, компьютерной документации, списков почтовых адресов, информационной реферативной системы, наборов данных результатов экспериментов и т. п. Гипертекстовая технология должна
была позволить легко «перепрыгивать» из одного документа в
другой. В 1990 г. эти предложения были приняты, и проект
стартовал.
• Intel выпускает очередной чип - 80486.
• Creative Labs выпускают звуковую карту Sound Blaster,
название которой впоследствии станет нарицательным.
1993 год. Фирма Intel выпустила 64-разрядный микропроцессор Pentium.
1995 год. Компания NEC объявила о завершении разработок первого в мире кристалла с объемом памяти 1 Гбайт.
12 августа 1981 года с появлением IBM PC в мире микрокомпьютеров был создан новый стандарт. С тех пор продано
более 10 млн IBM PC, а на его основе создано огромное семейство компьютеров и периферийных устройств. Для этого
семейства создано программного обеспечения больше, чем
для любой другой системы.
Конечно, за 20 лет, прошедших после появления первого
IBM PC , многое изменилось. Вместо процессора 8088 с так84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

товой частотой 4,77 МГц сейчас используются процессоры
Pentium III и Pentium IV, работающие на частоте до 2000 МГц,
при этом быстродействие систем возросло более чем в 1000
раз (имеется ввиду общая производительность). Первый IBM
имел два односторонних накопителя на гибких дисках ёмкостью 160 К, работавших под управлением DOS 1.0, а в современных компьютерах устанавливаются жёсткие диски ёмкостью в несколько десятков гигабайт. В компьютерной индустрии производительность процессора и ёмкость дисковых накопителей удваиваются, как правило, каждые 2-3 года. Рынок
IBM-совместимых компьютеров продолжает развиваться. При
их разработке используются новые технологии, а это ведёт к
непрерывному совершенствованию систем. Очень популярны
компактные переносные компьютеры типа «Notebook» (рис.
45). Разработка всё новых и новых программных продуктов
для IBM-совместимых компьютеров свидетельствует о том,
что они, по-видимому, будут доминировать на рынке и в последующие 10-15 лет.

Рис. 45. Портативный компьютер типа «Notebook»

85

Компьютеры в повседневной жизни
Компьютеры вошли уже почти во все сферы нашей повседневной жизни, но мы не всегда осознаём это. Компьютер
может быть крошечной микросхемой, скрытой внутри какойто части оборудования, или, наоборот, очень большой машиной, но находящейся где-то далеко. Вот несколько примеров
того, как вы используете компьютеры, совершенно об этом не
думая.
Телевизор содержит сложные компьютеризованные схемы для обработки передаваемых сигналов изображения. На
телевизионных станциях компьютеры применяются для создания и передачи телевизионных программ.
Холодильник запрограммирован так, чтобы на разных
полках держать разную температуру.
В стиральной машине с сушилкой есть микросхема, запрограммированная на различные режимы стирки, и датчики,
подающие сигнал, когда бельё высушено.
В морозильном шкафу есть датчики температуры и микросхема, запрограммированная на подачу звуковых предупредительных сигналов, если дверцу оставили открытой или
прервалась подача напряжения из электрической сети.
Микроволновая печь программируется на определённый
режим работы, включается и выключается когда необходимо,
поддерживает требуемую температуру.
Горячая вода для водопровода и отопления производится
программируемым котлом с микропроцессорным управлением
и датчиками температуры.
В телефонных сетях компьютеры применяются очень
широко. Именно они управляют коммутацией для соединения
вас с другими абонентами. Некоторые телефонные системы
способны передавать речь в виде цифровых сигналов, как в
компьютере. Кроме того, вы можете запрограммировать телефон так, чтобы он запоминал и набирал некоторые номера автоматически. Во многих учреждениях сегодня имеются фак84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

симильные аппараты (телефаксы), которые передают копии
документов по телефонной сети. Для этого они представляют
текст и другие изображения в цифровом виде, превращая их в
электронный код. Этот код и передаётся по телефонным
линиям.
Многие книги, журналы и газеты выпускаются на компьютерных системах. Текст набирается на текстовом процессоре, а потом поступает в компьютер, имеющий программу
настольной редакционно-издательской системы. Художникиоформители создают страницы. С помощью компьютера они
подбирают различные шрифты, добавляют заголовки, расцвечивают страницы, располагают на них фотографии и другие
иллюстрации.
Во многих магазинах компьютеры следят за запасами
товара и ценами. Каждый товар имеет свой собственный
штриховой код. Когда вы покупаете что-либо, лазерный сканер в кассе читает код и сообщает кассе, что это за товар и
сколько он стоит. Эти сведения печатаются на вашем чеке,
касса записывает сведения обо всех проданных товарах и передаёт данные главному компьютеру.
Как делают микросхемы для компьютера?
Для изготовления микросхем сначала в вакуумной печи
выращивают кристаллы практически чистого кремния (чистота составляет 99,999999%). Полученные кристаллы содержат
так мало примесей, что совершенно не проводят электрический ток до тех пор, пока не будут обработаны определёнными химическими веществами. Потом кремний нарезают тонкими пластинками. Из каждой такой пластинки можно изготовить до 500 микросхем.
Некоторые микросхемы содержат множество разных
электрических схем, в каждой из которых имеются десятки
тысяч компонентов. Эти схемы надпечатываются одна над
другой в кремнии. Для этого их сначала разрабатывают с по85

мощью компьютера и изображают с увеличением в 250 раз по
отношению к действительному размеру.
После того как схема разработана, её рисунок уменьшают до реального размера и печатают фотографическим способом на поверхности кремниевой пластинки, по одной схеме за
один раз. Схема не будет работать, если на неё попадёт хотя
бы мельчайшая пылинка. Поэтому все работы выполняются в
абсолютно чистом помещении с кондиционированным воздухом, а рабочие одеты в стерильные костюмы и маски.
Кремниевые пластинки нагревают в печи до температуры более 1000 градусов и подвергают воздействию определённых химических элементов. При высокой температуре
атомы этих элементов проникают в поверхность кремниевой
пластинки только по отпечатанным линиям схем.
Печатание и нагрев повторяются снова и снова - до тех
пор, пока все необходимые схемы не будут нанесены на пластинку одна поверх другой. После этого микросхемы проверяют, чтобы убедиться в том, что через них течёт ток. Потом
пластинку разрезают на отдельные микросхемы алмазной пилой или лучом лазера.
Микросхемы проверяют очень тщательно - повреждённые бракуют. Затем каждую крошечную микросхему помещают в пластмассовый корпус и соединяют золотыми проводками со штырьками корпуса. Это делается для того, чтобы облегчить установку микросхемы в аппаратуре, частью которой
она является.

Источник питания - все компьютеры используют электрические источники питания. Большинство компьютеров
включаются в электрическую сеть через штепсельные розетки,
но портативные компьютеры могут питаться от батарей.
Часы компьютера представляют собой генератор с
кварцевым кристаллом, вырабатывающий миллионы импульсов в секунду, и задают скорость работы компьютера.
Память - команды, данные и получаемые результаты
записываются сюда ЦП и хранятся до тех пор, пока не потребуются. Здесь же всегда хранятся те команды, которые определяют, как должен работать компьютер.
Арифметическое устройство - здесь выполняются все
расчёты, сортируются и сравниваются данные.

Составные части компьютера
Центральный процессор - это основной центр управления компьютером. Все команды и вся информация, поступающая в компьютер, прежде всего попадает сюда, а затем рассылается в соответствующие части компьютера для
обработки.
84
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

85