Altri articuli in a serie:
- Storia di u relay
- Storia di l'urdinatori elettronichi
- Storia di u transistor
- Storia di Internet
Comu avemu vistu in , l'ingegneri di radiu è telefuni in cerca di amplificatori più putenti anu scupertu un novu campu tecnologicu chì hè statu rapidamente chjamatu l'elettronica. L'amplificatore elettronicu puderia esse facilmente cunvertitu in un cambiatore digitale, operandu à velocità assai più altu ch'è u so cuginu elettromeccanicu, u relay di u telefunu. Perchè ùn ci era micca parte meccanica, un tubu di vacuum puderia esse attivatu è disattivatu in un microsecondu o menu, piuttostu cà i deci millisecondi o più richiesti da un relay.
Da u 1939 à u 1945, trè computer sò stati creati cù sti novi cumpunenti elettroni. Ùn hè una coincidenza chì e date di a so custruzzione coincide cù u periodu di a Siconda Guerra Munniali. Stu cunflittu - senza paraguni in a storia in a manera di cunghjuntà a ghjente à u carru di guerra - hà cambiatu per sempre a relazione trà i stati è trà a scienza è a tecnulugia, è hà purtatu ancu un gran numaru di novi dispositi à u mondu.
I storii di i trè primi computer elettroni sò intrecciati cù a guerra. U primu era cunsacratu à decifrare i missaghji tedeschi, è si firmò sottu u sicretu finu à l'anni 1970, quandu ùn era più d'interessu altru chè storicu. U sicondu chì a maiò parte di i lettori duveria avè intesu parlà era ENIAC, una calculatrice militare chì hè stata finita troppu tardi per aiutà in a guerra. Ma quì guardemu à a prima di sti trè machini, a creazione di .
Atanasov
In u 1930, Atanasov, u figliolu americanu di un emigrante , infine hà rializatu u so sognu di ghjuventù è divintò un fisicu teoricu. Ma, cum'è cù a maiò parte di tali aspirazioni, a realità ùn era micca ciò chì aspettava. In particulare, cum'è a maiò parte di i studienti di l'ingegneria è e scienze fisiche in a prima mità di u XXu seculu, Atanasov hà avutu a soffre di i carichi dolorosi di i calculi custanti. A so dissertazione à l'Università di Wisconsin nantu à a polarizazione di l'heliu necessitava ottu settimane di calculi tediosi cù una calculatrice di scrivania meccanica.
Ghjuvanni Atanasov in a so ghjuventù
Versu 1935, avendu digià accettatu un postu cum'è prufissore à l'Università di Iowa, Atanasov hà decisu di fà qualcosa nantu à stu pesu. Cuminciò à pensà à i modi pussibuli di custruisce un novu computer più putente. Rifittendu i metudi analogichi (cum'è l'analizzatore differenziale MIT) per ragioni di limitazione è imprecisione, hà decisu di custruisce una macchina digitale chì trattava i numeri cum'è valori discreti invece di misurazioni cuntinui. Da a so ghjuventù, era familiarizatu cù u sistema di numeri binariu è hà capitu chì si mette assai megliu in a struttura on / off di un switch digitale cà i numeri decimali di solitu. Allora hà decisu di fà una macchina binaria. E finarmenti, hà decisu chì per esse u più veloce è più flexible, deve esse elettronicu, è aduprà tubi vacuum per i calculi.
Atanasov hà ancu bisognu di decide nantu à u spaziu prublema - chì tipu di calculi deve esse adattatu per u so urdinatore? In u risultatu, hà decisu chì si trattava di risolve i sistemi di equazioni lineari, riducenduli à una sola variabile (usendu ) - i stessi calculi chì dominavanu a so dissertazione. Supportarà finu à trenta equazioni, cù finu à trenta variabili ognunu. Un tali computer puderia risolve i prublemi chì sò impurtanti per i scientisti è l'ingegneri, è à u stessu tempu ùn pare micca esse incredibbilmente cumplessu.
Pezza d'arte
À a mità di l'anni 1930, a tecnulugia elettronica era diventata assai diversificata da a so origine 25 anni prima. Dui sviluppi sò particularmente adattati à u prughjettu di Atanasov: un relé di trigger è un metru elettronicu.
Dapoi u 1918u seculu, l'ingegneri di u telegrafu è di u telefuninu anu avutu à a so dispusizione un dispositivu praticu chjamatu switch. Un switch hè un relé bistabile chì usa magneti permanenti per mantene in u statu chì l'avete lasciatu, apertu o chjusu, finu à chì riceve un signale elettricu per cambià stati. Ma i tubi vacuum ùn eranu micca capaci di questu. Ùn avianu micca cumpunente meccanicu è puderia esse "apertu" o "chjusu" mentre l'electricità era o ùn era micca flussu attraversu u circuitu. In u 1, dui fisici britannichi, William Eccles è Frank Jordan, cunnessu duie lampade cù fili per creà un "trigger relay" - un relay elettronicu chì ferma constantemente dopu esse attivatu da un impulsu iniziale. Eccles è Jordan anu creatu u so sistema per scopi di telecomunicazioni per l'Ammiragliatu Britannicu à a fine di a Prima Guerra Munniali. Ma u circuitu Eccles-Jordan, chì dopu divintò cunnisciutu com'è trigger [Inglese. flip-flop] puderia ancu esse cunsideratu cum'è un dispositivu per almacenà un cifru binariu - 0 se u signale hè trasmessu, è XNUMX altrimente. In questu modu, attraversu n flip-flops era pussibule di rapprisintà un numeru binariu di n bits.
Circa deci anni dopu à u trigger, hè accadutu a seconda grande svolta in l'elettronica, scontru cù u mondu di l'informatica: i metri elettroni. Una volta, cum'è spessu accadutu in a storia iniziale di l'informatica, l'avè diventatu a mamma di l'invenzione. I fisici chì studianu l'emissione di particelle subatomichi anu da esse à sente per i clicchi o passanu ore à studià i registri fotografichi, cuntendu u numeru di rilevazioni per misurà a rata di emissioni di particelle da diverse sustanzi. I metri meccanichi o elettromeccanici eranu una opzione tentativa per facilità queste azzioni, ma si movevanu troppu lentamente: ùn puderanu micca registrà i numerosi avvenimenti chì sò accaduti in millisecondi l'una di l'altru.
A figura chjave per risolve stu prublema era , chì hà travagliatu sottu Ernest Rutherford à u Laboratoriu Cavendish in Cambridge. Wynne-Williams hà avutu un talentu per l'elettronica, è avia digià utilizatu tubi (o valvole, cum'è si chjamavanu in Gran Bretagna) per creà amplificatori chì permettenu à sente ciò chì succede à particeddi. À l'iniziu di l'anni 1930, hà capitu chì e valvole puderanu esse aduprate per creà un contatore, chì chjamò un "contatore di scala binaria", vale à dì un contatore binariu. Essenzialmente, era un inseme di flip-flops chì puderia trasmette switch in a catena (in pratica, usava , tippi di lampade chì cuntenenu micca un vacuum, ma un gasu, chì puderia stà in a pusizioni on dopu l'ionizazione cumpleta di u gasu).
U cuntatore Wynne-Williams hè diventatu rapidamente unu di i dispositi di laboratori necessarii per tutti quelli chì participanu à a fisica di particelle. I fisici custruiscenu cuntatori assai chjuchi, spessu cuntenenu trè cifre (vale à dì, capaci di cuntà finu à sette). per un metru meccanicu lento, è per a registrazione di l'avvenimenti chì si verificanu più veloce di un metru cù e parti meccaniche in movimentu lento puderia registrà.
Ma in teoria, tali cuntatori puderanu esse allargati à numeri di dimensione arbitraria o precisione. Quessi eranu, in modu strettu, i primi calculatori elettronichi digitali.
Computer Atanasov-Berry
Atanasov era pràticu di sta storia, chì hà cunvintu di a pussibilità di custruisce un computer elettronicu. Ma ùn hà micca utilizatu direttamente contatori binari o flip-flops. À u principiu, per a basa di u sistema di cunti, hà pruvatu à utilizà cunti ligeramente mudificati - dopu à tuttu, chì hè l'aghjuntu se micca u cuntu ripetutu? Ma per una certa ragione ùn pudia micca fà i circuiti di cunti abbastanza affidabile, è hà avutu à sviluppà i so propiu circuiti di addizzioni è multiplicazione. Ùn puderia micca aduprà flip-flops per almacenà temporaneamente numeri binari perchè avia un budgetu limitatu è un scopu ambiziosu di almacenà trenta coefficienti à tempu. Comu avemu da vede prestu, sta situazione hà avutu cunsequenze gravi.
In u 1939, Atanasov avia finitu di disignà u so urdinatore. Avà avia bisognu di qualchissia cù a cunniscenza ghjustu per custruisce. Hà trovu una tale persona in un graduatu in ingegneria di l'Iowa State Institute chjamatu Clifford Berry. À a fine di l'annu, Atanasov è Berry avianu custruitu un picculu prototipu. L'annu dopu anu cumpletu una versione completa di l'urdinatore cù trenta coefficienti. In l'anni 1960, un scrittore chì hà scavatu a so storia l'hà chjamatu Computer Atanasoff-Berry (ABC), è u nome s'hè fermatu. Tuttavia, tutti i difetti ùn pudianu esse eliminati. In particulare, ABC hà avutu un errore di circa un cifru binariu in 10000 XNUMX, chì seria fatale per ogni grande calculu.
Clifford Berry è ABC in u 1942
In ogni casu, in Atanasov è u so ABC si pò truvà e radiche è fonte di tutti l'urdinatori muderni. Ùn hà micca creatu (cù l'aiutu di Berry) u primu urdinatore digitale elettronicu binariu ? Ùn sò micca queste e caratteristiche fundamentali di i miliardi di dispusitivi chì formanu è guidanu ecunumie, società è culture in u mondu?
Ma vultemu. L'aggettivi digitale è binari ùn sò micca u duminiu di ABC. Per esempiu, u Bell Complex Number Computer (CNC), sviluppatu in u stessu tempu, era un computer digitale, binariu, elettromeccanicu capace di calculà nantu à u pianu cumplessu. Inoltre, ABC è CNC eranu simili in quantu risolve i prublemi in un spaziu limitatu, è ùn puderanu micca, à u cuntrariu di l'urdinatori muderni, accettà una sequenza arbitraria d'istruzzioni.
Ciò chì resta hè "elettronica". Ma ancu se l'internu matematicu di ABC era elettronicu, operava à velocità elettromeccanica. Siccomu Atanasov è Berry ùn anu micca finanziariamente incapace di utilizà tubi di vacuum per almacenà millaie di numeri binari, anu utilizatu cumpunenti elettromeccanicu per fà. Parechje centinaie di triodi, chì realizanu calculi matematichi basi, sò stati circundati da tamburi rotanti è punzonatrici rotanti, induve i valori intermedii di tutti i passi computazionali sò stati almacenati.
Atanasov è Berry anu fattu un travagliu eroicu di leghje è scrive dati nantu à e carte perforate à una velocità tremenda, brucianduli cù l'electricità invece di punchjàli meccanicamente. Ma questu hà purtatu à i so prublemi: era l'apparechju ardente chì era rispunsevuli di 1 errore per 10000 1990 numeri. Inoltre, ancu in u so megliu, a macchina ùn puderia micca "punch" più veloce di una linea per seconda, cusì ABC puderia fà solu un calculu per seconda cù ognuna di e so trenta unità aritmetiche. Per u restu di u tempu, i tubi di vacuum stanu inattivi, impazienti "tamburendu i so diti nantu à a tavula" mentre chì tutta questa machina girava penosamente lentamente intornu à elli. Atanasov è Berry attaccò u cavallu purosangue à u carru di fenu. (U capu di u prughjettu di ricreà l'ABC in l'anni XNUMX hà stimatu a velocità massima di a macchina, tenendu in contu di tuttu u tempu passatu, cumpresu u travagliu di l'operatore per specificà u compitu, à cinque addizzioni o sottrazzioni per seconda. Questu, sicuru, hè più veloce di un computer umanu, ma micca a stessa velocità, chì avemu assuciatu cù l'urdinatori elettronichi.)
diagramma ABC. I tamburi almacenanu input è output tempurane nantu à i condensatori. U circuitu di punching card thyratron è u lettore di carte hà registratu è leghje i risultati di un passu sanu di l'algoritmu (eliminà una di e variàbili da u sistema di equazioni).
U travagliu nantu à l'ABC si ferma à a mità di u 1942 quandu Atanasoff è Berry si firmavanu per a macchina di guerra di i Stati Uniti in rapida crescita, chì necessitava cervelli è corpi. Atanasov hè statu chjamatu à u Laboratoriu Naval Ordnance in Washington per guidà una squadra chì sviluppa mine acustiche. Berry s'hè maritatu cù u secretariu di Atanasov è truvò un travagliu in una cumpagnia di cuntrattu militari in California per evità di esse scritti in a guerra. Atanasov hà pruvatu per qualchì tempu à patentà a so creazione in u statu di l'Iowa, ma senza risultati. Dopu à a guerra, si trasfirìu à altre cose è ùn era più seriamente implicatu cù l'urdinatori. L'urdinatore stessu hè statu mandatu in una discarica in u 1948 per fà un spaziu in l'uffiziu per un novu graduatu di l'istitutu.
Forse Atanasov hà cuminciatu à travaglià troppu prestu. Si basava nantu à modesti cuncessioni di l'università è puderia spende solu uni pochi di millai di dollari per creà ABC, cusì l'ecunumia hà rimpiazzatu tutte e altre preoccupazioni in u so prughjettu. S'ellu avia aspittatu finu à u principiu di l'anni 1940, puderia avè ricivutu una cuncessione di u guvernu per un dispositivu elettronicu cumpletu. È in questu statu - limitatu in usu, difficiuli di cuntrullà, inaffidabile, micca assai veloce - ABC ùn era micca un annunziu promettente per i benefici di l'informatica elettronica. A macchina di guerra americana, malgradu tutta a so fame informatica, lasciò l'ABC per arrugginisce in a cità di Ames, Iowa.
Macchine informatiche di guerra
A Prima Guerra Munniali hà criatu è lanciatu un sistema d'investimentu massivu in a scienza è a tecnulugia, è l'hà preparatu per a Siconda Guerra Munniali. In pocu anni, a pratica di a guerra nantu à a terra è u mare hà cambiatu à l'usu di gasi velenu, mine magnetichi, ricunniscenza aereo è bumbardamentu, etc. Nisun capu puliticu o militare ùn pudia micca avè nutatu tali cambiamenti rapidi. Eranu cusì veloci chì a ricerca hà iniziatu abbastanza prestu puderia inclina a scala in una direzzione o l'altra.
I Stati Uniti avianu bundanza di materiali è cervelli (assai di i quali avianu fughjitu da a Germania di Hitler) è era alluntanatu da e battaglie immediata per a sopravvivenza è a dominazione chì affettanu altri paesi. Questu hà permessu à u paese d'amparà sta lezzione soprattuttu chjaramente. Questu hè statu manifestatu in u fattu chì vastu risorsi industriali è intellettuale sò stati dedicati à a creazione di a prima arma atomica. Un investimentu menu cunnisciutu, ma ugualmente impurtante o più chjucu era l'investimentu in a tecnulugia di radar centru in u Rad Lab di MIT.
Allora u campu nascente di l'informatica automatica hà ricevutu a so parte di finanziamentu militare, ancu s'ellu hè assai più chjucu. Avemu digià nutatu a varietà di prughjetti di l'informatica elettromeccanica generati da a guerra. U putenziale di l'urdinatori basati in relè era, relativamente parlante, cunnisciutu, postu chì i scambii telefuni cù millaie di relè eranu in opera dapoi parechji anni da quellu tempu. I cumpunenti elettronichi ùn anu ancu pruvatu a so prestazione in una tale scala. A maiò parte di l'esperti anu cridutu chì un computer elettronicu inevitabbilmente ùn era micca affidabile (ABC era un esempiu) o duverà troppu longu per custruisce. Malgradu l'afflussu bruscu di soldi di u guvernu, i prughjetti di l'informatica elettronica militare eranu pochi è luntanu. Solu trè sò stati lanciati, è solu dui d'elli anu risultatu in machini operativi.
In Germania, l'ingegnere di telecomunicazioni Helmut Schreyer hà dimustratu à u so amicu Konrad Zuse u valore di a machina ilittronica sopra l'elettromeccanica "V3" chì Zuse custruia per l'industria aeronautica (più tardi cunnisciuta cum'è Z3). Zuse eventualmente accunsentì à travaglià nantu à un secondu prughjettu cù Schreyer, è l'Istitutu di Ricerca Aeronautica hà prupostu di finanzià un prototipu di 100 tubi à a fini di u 1941. Ma i dui omi anu pigliatu prima un travagliu di guerra di priorità più alta è dopu u so travagliu hè statu rallentatu severamente da i danni di i bombardamenti, lascenduli incapaci di fà chì a so macchina funziona in modu affidabile.
Zuse (a diritta) è Schreyer (a manca) travaglianu nantu à un computer elettromeccanicu in l'appartamentu di Berlinu di i genitori di Zuse.
È u primu urdinatore elettronicu chì hà fattu un travagliu utile hè statu creatu in un laboratoriu sicretu in Gran Bretagna, induve un ingegnere di telecomunicazione hà prupostu un novu approcciu radicali à a criptanalisi basata in valve. Revelemu sta storia a prossima volta.
Cosa altru à leghje:
• Alice R. Burks è Arthur W. Burks, U primu urdinatore elettronicu: A Storia di Atansoff (1988)
• David Ritchie, I pionieri di l'informatica (1986)
• Jane Smiley, L'omu chì hà inventatu l'urdinatore (2010)
Source: www.habr.com