Aliaj artikoloj en la serio:
- Historio de la stafetado
- Historio de elektronikaj komputiloj
- Historio de la transistoro
- Interreta historio
Kiel ni vidis en , radio- kaj telefonaj inĝenieroj serĉantaj pli potencajn amplifilojn malkovris novan teknologian kampon kiu estis rapide sinkronigita elektroniko. La elektronika amplifilo povus facile esti konvertita en ciferecan ŝaltilon, funkciigante ĉe multe pli altaj rapidecoj ol sia elektromekanika kuzo, la telefona relajso. Ĉar ekzistis neniuj mekanikaj partoj, vakutubo povus esti enŝaltita kaj malŝaltita en mikrosekundo aŭ malpli, prefere ol la dek milisekundoj aŭ pli postulataj per relajso.
De 1939 ĝis 1945, tri komputiloj estis kreitaj uzante tiujn novajn elektronikajn komponentojn. Ne hazarde la datoj de ilia konstruo koincidas kun la periodo de la Dua Mondmilito. Ĉi tiu konflikto - senekzempla en la historio en la maniero kiel ĝi jugigis homojn al la militĉaro - por ĉiam ŝanĝis la rilaton inter ŝtatoj kaj inter scienco kaj teknologio, kaj ankaŭ alportis grandan nombron da novaj aparatoj al la mondo.
La rakontoj de la tri unuaj elektronikaj komputiloj estas interplektitaj kun milito. La unua estis dediĉita al deĉifrado de germanaj mesaĝoj, kaj restis sub la kovro de sekreteco ĝis la 1970-aj jaroj, kiam ĝi ne plu havis ajnan intereson krom historia. La dua, pri kiu la plej multaj legantoj devus aŭdi, estis ENIAC, armea kalkulilo, kiu estis finita tro malfrue por helpi en la milito. Sed ĉi tie ni rigardas la plej fruan el ĉi tiuj tri maŝinoj, la ideo de .
Atanasov
En 1930, Atanasov, la usonannaskita filo de elmigranto de , finfine realigis sian junecan revon kaj iĝis teoria fizikisto. Sed, kiel ĉe plej multaj tiaj aspiroj, la realeco ne estis tia, kion li atendis. Aparte, kiel la plej multaj studentoj de inĝenieristiko kaj fizikaj sciencoj en la unua duono de la XNUMX-a jarcento, Atanasov devis suferi la dolorajn ŝarĝojn de konstantaj kalkuloj. Lia disertaĵo ĉe la Universitato de Viskonsino pri la polusiĝo de heliumo postulis ok semajnojn da tedaj kalkuloj per mekanika skribtabla kalkulilo.
Johano Atanasov en sia junaĝo
Antaŭ 1935, jam akceptinte postenon kiel profesoro ĉe la Universitato de Iovao, Atanasov decidis fari ion pri ĉi tiu ŝarĝo. Li ekpensis pri eblaj manieroj konstrui novan, pli potencan komputilon. Malakceptante analogajn metodojn (kiel ekzemple la diferenciala analizilo de MIT) pro kialoj de limigo kaj malprecizeco, li decidis konstrui ciferecan maŝinon, kiu traktis nombrojn kiel diskretajn valorojn prefere ol kiel kontinuajn mezuradojn. De sia junaĝo, li konis la binaran nombrosistemon kaj komprenis, ke ĝi multe pli bone konvenas en la on/malŝaltan strukturon de cifereca ŝaltilo ol la kutimaj decimalaj nombroj. Do li decidis fari binaran maŝinon. Kaj fine, li decidis, ke por ke ĝi estu la plej rapida kaj fleksebla, ĝi estu elektronika, kaj uzu vakutubojn por kalkuloj.
Ankaŭ Atanasov bezonis decidi pri la problema spaco - por kiaj kalkuloj taŭgu lia komputilo? Kiel rezulto, li decidis ke li traktus solvantajn sistemojn de linearaj ekvacioj, reduktante ilin al ununura variablo (uzante )—la samaj kalkuloj, kiuj regis lian disertacion. Ĝi subtenos ĝis tridek ekvaciojn, kun ĝis tridek variabloj ĉiu. Tia komputilo povus solvi problemojn, kiuj estas gravaj por sciencistoj kaj inĝenieroj, kaj samtempe ĝi ne ŝajnus esti nekredeble kompleksa.
Peco de arto
Meze de la 1930-aj jaroj, elektronika teknologio fariĝis ekstreme diversigita de siaj originoj 25 jarojn pli frue. Du evoluoj estis precipe bone konvenigitaj al la projekto de Atanasov: ellasilrelajso kaj elektronika mezurilo.
Ekde la 1918-a jarcento, telegrafaj kaj telefonaj inĝenieroj disponas pri oportuna aparato nomata ŝaltilo. Ŝaltilo estas bstabila relajso, kiu uzas permanentajn magnetojn por teni ĝin en la stato en kiu vi lasis ĝin - malfermita aŭ fermita - ĝis ĝi ricevas elektran signalon por ŝanĝi ŝtatojn. Sed vakutuboj ne kapablis tion. Ili havis neniun mekanikan komponenton kaj povus esti "malfermaj" aŭ "fermitaj" dum elektro estis aŭ ne fluis tra la cirkvito. En 1, du britaj fizikistoj, William Eccles kaj Frank Jordan, kunligis du lampojn per dratoj por krei "eksilan relajson" - elektronikan relajson kiu restas konstante ŝaltita post estado ŝaltita per komenca impulso. Eccles kaj Jordanio kreis ilian sistemon por telekomunikadceloj por la brita admiraleco ĉe la fino de la Unumondo-Milito. Sed la Eccles-Jordan-cirkvito, kiu poste iĝis konata kiel la ellasilo [angle. flip-flop] ankaŭ povus esti konsiderata kiel aparato por stoki binaran ciferon - 0 se la signalo estas elsendita, kaj XNUMX alie. Tiamaniere, per n flip-flops eblis reprezenti binaran nombron de n bitoj.
Proksimume dek jarojn post la ellasilo, la dua grava sukceso en elektroniko okazis, koliziante kun la mondo de komputado: elektronikaj mezuriloj. Denove, kiel ofte okazis en la frua historio de komputado, enuo fariĝis la patrino de invento. Fizikistoj studantaj la emision de subatomaj partikloj devis aŭ aŭskulti por klakoj aŭ pasigi horojn studante fotografiajn rekordojn, nombrante la nombron da detektoj por mezuri la indicon de partiklemisio de diversaj substancoj. Mekanikaj aŭ elektromekanikaj mezuriloj estis tenta opcio por faciligi tiujn agojn, sed ili moviĝis tro malrapide: ili ne povis registri la multajn okazaĵojn kiuj okazis ene de milisekundoj unu de la alia.
La esenca figuro en solvi ĉi tiun problemon estis , kiu laboris sub Ernest Rutherford ĉe la Cavendish Laboratorio en Kembriĝo. Wynne-Williams havis lertecon por elektroniko, kaj jam uzis tubojn (aŭ valvojn, kiel ili estis nomitaj en Britio) por krei amplifilojn kiuj ebligis aŭdi kio okazas al partikloj. En la fruaj 1930-aj jaroj, li ekkomprenis ke valvoj povus esti uzitaj por krei nombrilon, kiun li nomis "binara skalkalkulilo" - t.e., binara nombrilo. Esence, ĝi estis aro de flip-flops kiuj povis elsendi ŝaltilojn laŭ la ĉeno (en praktiko, ĝi uzis , specoj de lampoj enhavantaj ne vakuon, sed gason, kiu povus resti en la ŝaltita pozicio post kompleta jonigo de la gaso).
La Wynne-Williams nombrilo rapide iĝis unu el la necesaj laboratoriaj aparatoj por iu ajn implikita en partikla fiziko. Fizikistoj konstruis tre malgrandajn nombrilojn, ofte enhavantajn tri ciferojn (t.e. kapablaj kalkuli ĝis sep). por malrapida mekanika mezurilo, kaj por registrado de eventoj okazantaj pli rapide ol metro kun malrapide moviĝantaj mekanikaj partoj povus registri.
Sed en teorio, tiaj nombriloj povus esti etenditaj al nombroj de arbitra grandeco aŭ precizeco. Ĉi tiuj estis, strikte parolante, la unuaj ciferecaj elektronikaj kalkulmaŝinoj.
Komputilo Atanasov-Berry
Atanasov konis ĉi tiun historion, kiu konvinkis lin pri la ebleco konstrui elektronikan komputilon. Sed li ne rekte uzis binarajn nombrilojn aŭ flip-flops. Komence, por la bazo de la kalkulsistemo, li provis uzi iomete modifitajn nombrilojn - ja kio estas aldono se ne ripeta kalkulo? Sed ial li ne povis fari la kalkulajn cirkvitojn sufiĉe fidindaj, kaj li devis evoluigi siajn proprajn aldonajn kaj multiplikajn cirkvitojn. Li ne povis uzi flip-flopojn por provizore stoki binarajn nombrojn ĉar li havis limigitan buĝeton kaj ambician celon stoki tridek koeficientojn samtempe. Kiel ni baldaŭ vidos, ĉi tiu situacio havis gravajn konsekvencojn.
Antaŭ 1939, Atanasov finis dizajni sian komputilon. Nun li bezonis iun kun la ĝusta scio por konstrui ĝin. Li trovis tian personon en Iowa State Institute-inĝenierdiplomiĝinto nomita Clifford Berry. Antaŭ la fino de la jaro, Atanasov kaj Berry konstruis malgrandan prototipon. La sekvan jaron ili kompletigis plenan version de la komputilo kun tridek koeficientoj. En la 1960-aj jaroj, verkisto kiu elfosis sian historion nomis ĝin la Atanasoff-Berry Computer (ABC), kaj la nomo restis. Tamen ĉiuj mankoj ne povus esti forigitaj. Aparte, ABC havis eraron de proksimume unu binara cifero en 10000, kiu estus mortiga por iu granda kalkulo.
Clifford Berry kaj ABC en 1942
Tamen, en Atanasov kaj lia ABC oni povas trovi la radikojn kaj fonton de ĉiuj modernaj komputiloj. Ĉu li ne kreis (kun la kapabla helpo de Berry) la unuan binaran elektronikan ciferecan komputilon? Ĉu ĉi tiuj ne estas la fundamentaj trajtoj de la miliardoj da aparatoj, kiuj formas kaj movas ekonomiojn, sociojn kaj kulturojn tra la mondo?
Sed ni reiru. La adjektivoj ciferecaj kaj binaraj ne estas la domajno de ABC. Ekzemple, la Bell Complex Number Computer (CNC), evoluigita ĉirkaŭ la sama tempo, estis cifereca, binara, elektromekanika komputilo kapabla je komputado sur la kompleksa ebeno. Ankaŭ, ABC kaj CNC estis similaj en tio ke ili solvis problemojn en limigita areo, kaj ne povis, male al modernaj komputiloj, akcepti arbitran sinsekvon de instrukcioj.
Kio restas estas "elektroniko". Sed kvankam la matematikaj internaĵoj de ABC estis elektronikaj, ĝi funkciis ĉe elektromekanikaj rapidecoj. Ĉar Atanasov kaj Berry estis finance nekapablaj uzi vakutubojn por stoki milojn da binaraj ciferoj, ili uzis elektromekanikajn komponentojn por fari tion. Plurcent triodoj, farantaj bazajn matematikajn kalkulojn, estis ĉirkaŭitaj de rotaciaj tamburoj kaj bruantaj pugnomaŝinoj, kie estis stokitaj mezaj valoroj de ĉiuj komputaj paŝoj.
Atanasoff kaj Berry faris heroan laboron de legado kaj skribado de datumoj sur truitaj kartoj kun grandega rapideco bruligante ilin kun elektro anstataŭe de truado de ili meĥanike. Sed tio kaŭzis siajn proprajn problemojn: estis la brula aparato kiu respondecis pri 1 eraro por 10000 nombroj. Krome, eĉ plej bone, la maŝino ne povis "piki" pli rapide ol unu linio je sekundo, do ABC povis efektivigi nur unu kalkulon je sekundo kun ĉiu el siaj tridek aritmetikaj unuoj. Dum la resto de la tempo, la vakutuboj sidis senaktive, senpacience "tamburante per siaj fingroj sur la tablo" dum ĉi tiu tuta maŝinaro rondiris dolore malrapide ĉirkaŭ ili. Atanasov kaj Berry alligis la pursangan ĉevalon al la fojnĉaro. (La gvidanto de la projekto rekrei ABC en la 1990-aj jaroj taksis la maksimuman rapidecon de la maŝino, konsiderante la tutan tempon pasigitan, inkluzive de la laboro de la funkciigisto pri specifado de la tasko, je kvin aldonoj aŭ subtrahoj sekundo. Ĉi tio, kompreneble, estas pli rapida ol homa komputilo, sed ne la sama rapideco, kiun ni asocias kun elektronikaj komputiloj.)
ABC-diagramo. La tamburoj stokis provizoran enigaĵon kaj produktaĵon sur kondensiloj. La tiratronkarto-truadcirkvito kaj kartlegilo registris kaj legis la rezultojn de tuta paŝo de la algoritmo (forigante unu el la variabloj de la sistemo de ekvacioj).
Laboro pri ABC ekhaltis meze de 1942 kiam Atanasoff kaj Berry aliĝis al la rapide kreskanta usona militmaŝino, kiu postulis cerbojn kaj korpojn. Atanasov estis vokita al la Naval Ordnance Laboratory en Washington por gvidi teamon evoluigantan akustikajn minojn. Bero geedziĝis kun la sekretario de Atanasov kaj trovis laboron ĉe armea kontraktofirmao en Kalifornio por eviti esti redaktita en la militon. Atanasov provis por iom da tempo patenti sian kreaĵon en la stato de Iovao, sed senrezulte. Post la milito, li pluiris al aliaj aferoj kaj ne plu serioze okupiĝis pri komputiloj. La komputilo mem estis sendita al rubodeponejo en 1948 por fari lokon en la oficejo por nova diplomiĝinto de la instituto.
Eble Atanasov simple eklaboris tro frue. Li fidis je modestaj universitataj stipendioj kaj povis elspezi nur kelkajn milojn da dolaroj por krei ABC, do ekonomio anstataŭis ĉiujn aliajn zorgojn en lia projekto. Se li atendis ĝis la fruaj 1940-aj jaroj, li eble ricevis registaran subvencion por plentaŭga elektronika aparato. Kaj en ĉi tiu stato - limigita en uzo, malfacile regebla, nefidinda, ne tre rapida - ABC ne estis promesplena reklamo por la avantaĝoj de elektronika komputado. La usona militmaŝino, malgraŭ sia tuta komputika malsato, lasis ABC rusti en la urbo Ames, Iovao.
Komputilaj maŝinoj de milito
La Unua Mondilito kreis kaj lanĉis sistemon de masiva investo en scienco kaj teknologio, kaj preparis ĝin por la Dua Mondmilito. En nur kelkaj jaroj, la praktikado de militado surtere kaj maro ŝanĝiĝis al la uzo de venenaj gasoj, magnetaj minoj, aerkonado kaj bombado, ktp. Neniu politika aŭ armea gvidanto povus ne rimarki tiajn rapidajn ŝanĝojn. Ili estis tiel rapidaj, ke esploro komencita sufiĉe frue povis renversi la pesilon en unu direkton aŭ la alian.
Usono havis multajn materialojn kaj cerbojn (multaj el kiuj fuĝis de Hitlera Germanio) kaj estis malproksima de la tujaj bataloj por supervivo kaj domineco influantaj aliajn landojn. Ĉi tio permesis al la lando lerni ĉi tiun lecionon precipe klare. Ĉi tio manifestiĝis en la fakto, ke vastaj industriaj kaj intelektaj rimedoj estis dediĉitaj al la kreado de la unua atomarmilo. Malpli konata, sed same grava aŭ pli malgranda investo estis la investo en radarteknologio centrita ĉe Rad Lab de MIT.
Do la naskiĝanta kampo de aŭtomata komputado ricevis sian parton de armea financado, kvankam en multe pli malgranda skalo. Ni jam notis la varion de elektromekanikaj komputikprojektoj generitaj de la milito. La potencialo de relajs-bazitaj komputiloj estis, relative parolante, konata, ĉar telefoncentraloj kun miloj da relajsoj funkciis dum multaj jaroj antaŭ tiu tempo. Elektronikaj komponantoj ankoraŭ ne pruvis sian agadon sur tia skalo. Plej multaj fakuloj kredis, ke elektronika komputilo neeviteble estus nefidinda (ABC estis ekzemplo) aŭ daŭros tro longe por konstrui. Malgraŭ la subita enfluo de registara mono, armeaj elektronikaj komputikprojektoj estis malmultaj kaj malproksime. Nur tri estis lanĉitaj, kaj nur du el ili rezultigis funkciajn maŝinojn.
En Germanio, telekomunika inĝeniero Helmut Schreyer pruvis al sia amiko Konrad Zuse la valoron de la elektronika maŝino super la elektromekanika "V3" kiun Zuse konstruis por la aernaŭtika industrio (poste konata kiel la Z3). Zuse poste jesis labori pri dua projekto kun Schreyer, kaj la Aernaŭtika Esplorinstituto ofertis financi 100-tuban prototipon malfrue en 1941. Sed la du viroj unue prenis pli altan prioritatan militlaboron kaj tiam ilia laboro estis grave bremsita per bombaddamaĝo, lasante ilin nekapablaj igi sian maŝinon labori fidinde.
Zuse (dekstre) kaj Schreyer (maldekstre) laboras pri elektromekanika komputilo en la Berlina loĝejo de la gepatroj de Zuse
Kaj la unua elektronika komputilo kiu faris utilan laboron estis kreita en sekreta laboratorio en Britio, kie telekomunika inĝeniero proponis radikalan novan aliron al valv-bazita kriptanalizo. Ni rivelos ĉi tiun rakonton venontfoje.
Kion alian legi:
• Alice R. Burks kaj Arthur W. Burks, La Unua Elektronika Komputilo: The Atansoff Story (1988)
• David Ritchie, La Komputilaj Pioniroj (1986)
• Jane Smiley, La viro kiu inventis la komputilon (2010)
fonto: www.habr.com