Oare artikels yn 'e searje:
- Skiednis fan de estafette
- Skiednis fan elektroanyske kompjûters
- Skiednis fan de transistor
- Ynternet skiednis
As wy seagen yn , Radio- en telefoanyngenieurs op syk nei machtiger fersterkers ûntdutsen in nij technologysk fjild dat fluch elektroanika waard neamd. De elektroanyske fersterker koe maklik wurde omboud ta in digitale skeakel, dy't op folle hegere snelheden wurket as syn elektromeganyske neef, it tillefoanrelais. Om't d'r gjin meganyske dielen wiene, koe in fakuümbuis yn in mikrosekonde of minder oan- en útskeakele wurde, ynstee fan de tsien millisekonden of mear dy't nedich binne troch in estafette.
Fan 1939 oant 1945 waarden trije kompjûters makke mei dizze nije elektroanyske komponinten. It is gjin tafal dat de datums fan harren bou oerienkomme mei de perioade fan de Twadde Wrâldoarloch. Dit konflikt - unparalleled yn 'e skiednis yn' e manier wêrop it minsken oan 'e oarlochswein joech - feroare foar altyd de relaasje tusken steaten en tusken wittenskip en technology, en brocht ek in grut oantal nije apparaten nei de wrâld.
De ferhalen fan de trije earste elektroanyske kompjûters binne ferweve mei oarloch. De earste wie wijd oan it ûntsiferjen fan Dútske berjochten, en bleau ûnder de dekking fan geheimhâlding oant de jierren '1970, doe't it net mear fan oars as histoarysk belang wie. De twadde wêrfan de measte lêzers moatte heard hawwe wie ENIAC, in militêre rekkenmasine dy't te let waard foltôge om te helpen yn 'e oarloch. Mar hjir sjogge wy nei de ierste fan dizze trije masines, it tinkbyld fan .
Atanasov
Yn 1930, Atanasov, de Amerikaansk berne soan fan in emigrant út , úteinlik berikte syn jeugddream en waard in teoretyske natuerkundige. Mar, lykas by de measte sokke aspiraasjes, wie de realiteit net wat hy ferwachte. Benammen, lykas de measte studinten fan engineering en fysike wittenskippen yn 'e earste helte fan' e XNUMXe ieu, Atanasov moast lije de pynlike lêst fan konstante berekkeningen. Syn dissertaasje oan 'e Universiteit fan Wiskonsin oer de polarisaasje fan helium easke acht wiken fan ferfeelsume berekkeningen mei in meganyske burorekkenmasine.
John Atanasov yn syn jeugd
Tsjin 1935, nei't er al in funksje as heechlearaar oan 'e Universiteit fan Iowa oannommen hie, besleat Atanasov wat oan dizze lêst te dwaan. Hy begon te tinken oer mooglike manieren om in nije, machtiger kompjûter te bouwen. Troch analoge metoaden (lykas de MIT-differinsjaalanalysator) te fersmiten om redenen fan beheining en ûnpresinsje, besleat hy in digitale masine te bouwen dy't nûmers as diskrete wearden behannele ynstee as kontinuze mjittingen. Fan syn jeugd ôf wie er bekend mei it binêre getallensysteem en begriep dat it folle better past yn de oan/út struktuer fan in digitale switch as de gewoane desimale sifers. Dat hy besleat om in binêre masine te meitsjen. En úteinlik besleat hy dat om it de fluchste en fleksibelste te wêzen, it moat elektroanysk wêze en fakuümbuizen brûke foar berekkeningen.
Atanasov moast ek beslute oer de probleemromte - foar hokker berekkeningen moat syn kompjûter geskikt wêze? As gefolch, hy besleat dat hy soe dwaande hâlde mei it oplossen fan systemen fan lineêre fergelikingen, redusearje se ta ien fariabele (gebrûk fan ) - deselde berekkeningen dy't syn dissertaasje dominearren. It sil maksimaal tritich fergelikingen stypje, mei elk maksimaal tritich fariabelen. Sa'n kompjûter kin problemen oplosse dy't wichtich binne foar wittenskippers en yngenieurs, en tagelyk liket it net ongelooflijk kompleks te wêzen.
Keunststik
Tsjin 'e midden fan' e jierren '1930 wie elektroanyske technology ekstreem ferskaat wurden fan har oarsprong 25 jier earder. Twa ûntjouwings wiene benammen goed geskikt foar Atanasov syn projekt: trigger relais en elektroanyske meter.
Sûnt de 1918e iuw hawwe telegraaf- en telefoanyngenieurs in handich apparaat dat in switch neamd wurdt. In switch is in bistabiel estafette dy't permaninte magneten brûkt om it yn 'e steat te hâlden wêryn jo it yn-iepen of sluten hawwe litten, oant it in elektrysk sinjaal ûntfangt om steaten te wikseljen. Mar fakuümbuizen wiene dit net by steat. Se hiene gjin meganyske komponint en koene "iepen" of "sletten" wêze, wylst elektrisiteit troch it circuit streamde of net. Yn 1 ferbûn twa Britske natuerkundigen, William Eccles en Frank Jordan, twa lampen mei triedden te meitsjen fan in "trigger relais" - in elektroanysk estafette dat bliuwt oanhâldend oan nei't ynskeakele troch in earste ympuls. Eccles en Jordaanje makken har systeem foar telekommunikaasjedoelen foar de Britske Admiraliteit oan 'e ein fan' e Earste Wrâldoarloch. Mar it circuit fan Eccles-Jordanje, dat letter bekend waard as de trigger [Ingelsk. flip-flop] koe ek wurde beskôge as in apparaat foar it bewarjen fan in binêre sifer - 0 as it sinjaal wurdt oerdroegen, en XNUMX oars. Op dizze manier wie it troch n flip-flops mooglik om in binêre oantal n bits foar te stellen.
Sawat tsien jier nei de trigger barde de twadde grutte trochbraak yn elektroanika, botsend mei de wrâld fan kompjûters: elektroanyske meters. Nochris, lykas faak barde yn 'e iere skiednis fan komputer, waard ferfeling de mem fan útfining. Natuerkundigen dy't de útstjit fan subatomêre dieltsjes studearre, moasten of harkje nei klikken of oeren besteegje oan it bestudearjen fan fotografyske records, it tellen fan it oantal deteksjes om it taryf fan dieltsjeemisje fan ferskate stoffen te mjitten. Mechanyske of elektromeganyske meters wiene in ferleidende opsje om dizze aksjes te fasilitearjen, mar se bewege te stadich: se koene de protte eveneminten dy't binnen millisekonden fan elkoar barde net registrearje.
De kaai figuer yn it oplossen fan dit probleem wie , dy't ûnder Ernest Rutherford wurke oan it Cavendish Laboratory yn Cambridge. Wynne-Williams hie in oanstriid foar elektroanika, en hie al buizen (of kleppen, sa't se yn Brittanje neamden) brûkt om fersterkers te meitsjen dy't it mooglik makken om te hearren wat der mei dieltsjes bart. Yn 'e iere 1930's realisearre hy dat kleppen brûkt wurde koene om in teller te meitsjen, dy't hy in "binêre skaalteller" neamde - dat is in binêre teller. Yn essinsje wie it in set flip-flops dy't skeakels op 'e ketting koe trochjaan (yn 'e praktyk brûkte it , soarten lampen dy't net in fakuüm befetsje, mar in gas, dat koe bliuwe yn 'e oan-posysje nei folsleine ionisaasje fan it gas).
De Wynne-Williams teller waard al gau ien fan 'e needsaaklike laboratoariumapparaten foar elkenien dy't belutsen wie by partikelfysika. Natuerkundigen bouden tige lytse tellers, faak mei trije sifers (dat is, by steat om te tellen oant sân). foar in trage meganyske meter, en foar it opnimmen fan eveneminten dy't rapper foarkomme as in meter mei stadich bewegende meganyske dielen koe opnimme.
Mar yn teory kinne sokke tellers útwreide wurde nei oantallen fan willekeurige grutte of krektens. Dat wiene strikt sprutsen de earste digitale elektroanyske rekkenmasines.
Atanasov-Berry kompjûter
Atanasov wie bekend mei dit ferhaal, dat oertsjûge him fan de mooglikheid fan it bouwen fan in elektroanyske kompjûter. Mar hy brûkte net direkt binêre tellers of flip-flops. Earst, foar de basis fan it telsysteem, besocht hy in bytsje oanpaste tellers te brûken - ommers, wat is tafoeging as net werhelle tellen? Mar om ien of oare reden koe hy de telkringen net betrouber genôch meitsje, en hy moast syn eigen optel- en fermannichfâldigjekringen ûntwikkelje. Hy koe gjin flip-flops brûke om binêre getallen tydlik op te slaan, om't hy in beheind budzjet hie en in ambisjeus doel om tritich koeffizienten tagelyk op te slaan. Sa't wy gau sille sjen, dizze situaasje hie serieuze gefolgen.
Tsjin 1939 wie Atanasov klear mei it ûntwerpen fan syn kompjûter. No hie er ien nedich mei de goede kennis om it te bouwen. Hy fûn sa'n persoan yn in Iowa State Institute engineering graduate neamd Clifford Berry. Oan 'e ein fan it jier, Atanasov en Berry hie boud in lyts prototype. It folgjende jier foltôge se in folsleine ferzje fan 'e kompjûter mei tritich koeffizienten. Yn 'e jierren 1960 neamde in skriuwer dy't har skiednis opgroeven de Atanasoff-Berry Computer (ABC), en de namme bleau fêst. Alle tekoarten koenen lykwols net eliminearre wurde. Benammen ABC hie in flater fan sawat ien binêre sifer yn 10000, wat fataal wêze soe foar elke grutte berekkening.
Clifford Berry en ABC yn 1942
Lykwols, yn Atanasov en syn ABC kin men fine de woartels en boarne fan alle moderne kompjûters. Hat er net (mei help fan Berry) de earste binêre elektroanyske digitale kompjûter makke? Binne dit net de fûnemintele skaaimerken fan 'e miljarden apparaten dy't ekonomyen, maatskippijen en kultueren om 'e wrâld foarmje en driuwen?
Mar litte wy werom gean. De eigenskipswurden digitaal en binêr binne net it domein fan ABC. Bygelyks, de Bell Complex Number Computer (CNC), ûntwikkele om deselde tiid, wie in digitale, binêre, elektromeganyske kompjûter by steat om te berekkenjen op it komplekse fleantúch. Ek ABC en CNC wiene ferlykber yn dat se oplosse problemen yn in beheind gebiet, en koe net, yn tsjinstelling ta moderne kompjûters, akseptearje in willekeurige folchoarder fan ynstruksjes.
Wat oerbliuwt is "elektroanysk". Mar hoewol't ABC's wiskundige ynderliken elektroanysk wiene, operearre it op elektromeganyske snelheden. Om't Atanasov en Berry finansjeel net yn steat wiene om fakuümbuizen te brûken om tûzenen binêre sifers op te slaan, brûkten se elektromeganyske komponinten om dat te dwaan. Ferskate hûndert triodes, dy't basis wiskundige berekkeningen útfiere, waarden omjûn troch rotearjende trommels en whirling ponsmasines, wêryn tuskenwearden fan alle berekkeningsstappen waarden opslein.
Atanasov en Berry diene in heroyske baan fan it lêzen en skriuwen fan gegevens op ponskaarten mei in geweldige snelheid troch se te ferbaarnen mei elektrisiteit ynstee fan se meganysk te slaan. Mar dit late ta syn eigen problemen: it wie it baarnende apparaat dat wie ferantwurdlik foar 1 flater per 10000 nûmers. Boppedat, sels op har bêst, de masine koe net "punch" flugger as ien rigel per sekonde, sadat ABC koe útfiere mar ien berekkening per sekonde mei elk fan syn tritich rekenkundige ienheden. Foar de rest fan 'e tiid, de fakuüm buizen sieten idle, ûngeduldich "trommelen harren fingers op 'e tafel" wylst al dizze masines draaide pynlik stadich om har hinne. Atanasov en Berry sloegen it trochbloed hynder oan 'e heakarre. (De lieder fan it projekt om ABC opnij te meitsjen yn 'e jierren '1990 skatte de maksimale snelheid fan' e masine, rekken hâldend mei alle tiid bestege, ynklusyf it wurk fan 'e operator op it spesifisearjen fan de taak, op fiif tafoegings of subtractions per sekonde. Dit, fansels, is rapper dan in minsklike kompjûter, mar net deselde snelheid, dy't wy assosjearje mei elektroanyske kompjûters.)
ABC diagram. De trommels opslein tydlike ynput en útfier op capacitors. De thyratron card punching circuit en card reader opnommen en lêzen de resultaten fan in hiele stap fan it algoritme (eliminearjen fan ien fan de fariabelen út it systeem fan fergelikingen).
It wurk oan ABC stoppe yn 'e midden fan 1942 doe't Atanasoff en Berry har oanmelden foar de rap groeiende Amerikaanske oarlochsmasine, dy't harsens en lichems easke. Atanasov waard oproppen nei it Naval Ordnance Laboratory yn Washington om in team te lieden dat akoestyske minen ûntwikkele. Berry troude mei de sekretaris fan Atanasov en fûn in baan by in militêr kontraktbedriuw yn Kalifornje om foar te kommen dat se yn 'e oarloch oproppen wurde. Atanasov besocht in skoft om syn skepping te patintearjen yn 'e steat Iowa, mar sûnder sukses. Nei de oarloch gie er oer nei oare dingen en wie net mear serieus dwaande mei kompjûters. De kompjûter sels waard yn 1948 nei in stoartplak stjoerd om op it kantoar plak te meitsjen foar in nij ôfstudearre fan it ynstitút.
Faaks begon Atanasov gewoan te betiid te wurkjen. Hy fertroude op beskieden universitêre subsydzjes en koe mar in pear tûzen dollar besteegje oan it meitsjen fan ABC, sadat ekonomy alle oare soargen yn syn projekt ferfong. As er wachte hie oant de iere jierren 1940, Hy soe hawwe krigen in oerheid subsydzje foar in folweardich elektroanysk apparaat. En yn dizze steat - beheind yn gebrûk, lestich te kontrolearjen, ûnbetrouber, net heul fluch - wie ABC gjin kânsrike advertinsje foar de foardielen fan elektroanyske komputer. De Amerikaanske oarlochsmasine liet, nettsjinsteande al syn kompjûterhonger, ABC om te rusten yn 'e stêd Ames, Iowa.
Computing masines fan oarloch
De Earste Wrâldoarloch makke en lansearre in systeem fan massale ynvestearring yn wittenskip en technology, en makke it foar de Twadde Wrâldoarloch. Yn mar in pear jier gie de praktyk fan oarlochsfiering op lân en see oer op it brûken fan gifgassen, magnetyske minen, loftferkenning en bombardeminten, ensfh. Gjin politike of militêre lieder koe net misse sokke rappe feroaringen op te merken. Se wiene sa fluch dat it ûndersyk betiid genôch begon koe de skaal yn ien of oare rjochting tippe.
De Feriene Steaten hiene in protte materialen en harsens (in protte fan wa't Hitler's Dútslân flechte wiene) en wie ôfskied fan 'e direkte fjildslaggen foar oerlibjen en dominânsje dy't oare lannen beynfloede. Dêrtroch koe it lân dizze les foaral dúdlik leare. Dit waard manifestearre yn it feit dat grutte yndustriële en yntellektuele middels waarden wijd oan de oprjochting fan it earste atoomwapen. In minder bekende, mar like wichtige as lytsere ynvestearring wie de ynvestearring yn radartechnology sintraal by MIT's Rad Lab.
Sa krige it opkommende fjild fan automatyske komputer syn diel fan militêre finansiering, hoewol op in folle lytsere skaal. Wy hawwe al opmurken it ferskaat oan elektromechanyske kompjûterprojekten generearre troch de oarloch. It potinsjeel fan estafette-basearre kompjûters wie, relatyf sjoen, bekend, om't telefoansintrales mei tûzenen estafettes tsjin dy tiid al in protte jierren yn wurk wiene. Elektroanyske komponinten hawwe noch net bewiisd harren prestaasjes op sa'n skaal. De measte saakkundigen leauden dat in elektroanyske kompjûter ûnûntkomber soe wêze ûnbetrouber (ABC wie in foarbyld) of soe nimme te lang om te bouwen. Nettsjinsteande de hommelse ynstream fan jild fan 'e regearing, wiene militêre elektroanyske kompjûterprojekten in pear en fier tusken. Allinnich trije waarden lansearre, en mar twa fan harren resultearre yn operasjonele masines.
Yn Dútslân bewiisde telekommunikaasje-yngenieur Helmut Schreyer oan syn freon Konrad Zuse de wearde fan 'e elektroanyske masine boppe de elektromeganyske "V3" dy't Zuse boude foar de loftfeartyndustry (letter bekend as de Z3). Zuse stimde úteinlik yn om te wurkjen oan in twadde projekt mei Schreyer, en it Aeronautical Research Institute bea ein 100 oan om in prototype fan 1941 buis te finansieren. Mar de twa manlju namen earst oarlochswurk mei hegere prioriteit op en doe waard har wurk slim fertrage troch bombardeminten, wêrtroch't se net yn steat wiene om har masine betrouber te wurkjen.
Zuse (rjochts) en Schreyer (links) wurkje oan in elektromeganyske kompjûter yn it Berlynske appartemint fan Zuse syn âlden
En de earste elektroanyske komputer dy't nuttich wurk dien waard makke yn in geheim laboratoarium yn Brittanje, wêr't in telekommunikaasje-yngenieur in radikale nije oanpak foar klep-basearre kryptoanalyse foarstelde. Wy sille dit ferhaal de folgjende kear iepenbierje.
Wat oars te lêzen:
• Alice R. Burks en Arthur W. Burks, The First Electronic Computer: The Atansoff Story (1988)
• David Ritchie, The Computer Pioneers (1986)
• Jane Smiley, De man dy't de kompjûter útfûn (2010)
Boarne: www.habr.com