Inár cur síos ar ardú na lasca gutháin uathoibríoch, a bhí á rialú ag baint úsáide as ciorcaid sealaíochta. An uair seo ba mhaith linn labhairt faoi conas a d'fhorbair eolaithe agus innealtóirí ciorcaid sealaíochta sa chéad ghlúin de ríomhairí digiteacha - a bhfuil dearmad déanta orthu anois.
Athsheoladh ar a bhuaic
Más cuimhin leat, tá oibriú sealaíochta bunaithe ar phrionsabal simplí: feidhmíonn leictreamaighnéad lasc miotail. Mhol roinnt nádúraithe agus fiontraithe sa ghnó teileagraif go neamhspleách smaoineamh sealaíochta sna 1830idí. Ansin, i lár an XNUMXú haois, d'iompaigh aireagóirí agus meicnicí sealaíochta ina chomhpháirt iontaofa agus fíor-riachtanach de líonraí teileagraif. Ba sa réimse seo a shroich saolré an athsheachadáin a bhuaic: rinneadh mionaturchadh air, agus chruthaigh na glúnta innealtóirí an iliomad dearaí agus iad ag traenáil go foirmiúil sa mhatamaitic agus san fhisic.
Ag tús an 1870ú haois, ní hamháin córais aistrithe uathoibríocha, ach freisin bhí cineál éigin sealaíochta i mbeagnach gach trealamh líonra teileafóin. Baineann ceann de na húsáidí is luaithe i gcumarsáid ghutháin siar go dtí na XNUMXidí, i lasc-chláir láimhe. Nuair a chas an suibscríobhaí an láimhseáil teileafóin (láimhseáil magneto), cuireadh comhartha chuig an malartán teileafóin, ag casadh ar an cumascóir. Is éard is bratéadair ann ná athsheachadán a fhágann, nuair a spreagtar é, go dtiteann bratéad miotail ar dheasc lasctha an oibreora teileafóin, rud a léiríonn glao ag teacht isteach. Ansin chuir an t-oibreoir óg-bhean an breiseán isteach sa chónascaire, athshocraíodh an sealaíochta, agus ina dhiaidh sin bhíothas in ann an flap a ardú arís, a bhí i seilbh an leictreamaighnéad sa phost seo.
Faoi 1924, scríobh beirt innealtóirí Bell, bhí an gnáth-mhalartú teileafóin láimhe ag freastal ar thart ar 10 síntiúsóir. Bhí idir 40-65 míle athsheachadáin ina trealamh, a raibh a fórsa maighnéadach iomlán “leor chun 10 dtonna a ardú”. I malartuithe móra teileafóin le lasca meaisín, iolraíodh na saintréithe seo faoi dhó. Baineadh úsáid as na milliúin athsheachadáin ar fud chóras teileafóin na SA, agus bhí an líon ag méadú i gcónaí de réir mar a bhí malartuithe teileafóin uathoibrithe. D’fhéadfaí freastal ar nasc teileafóin amháin ó chúpla céad athsheachadán go cúpla céad athsheachadán, ag brath ar líon agus trealamh na malartuithe teileafóin i gceist.
Tháirg monarchana Western Electric, fochuideachta déantúsaíochta de chuid Bell Corporation, raon ollmhór athsheachadáin. Tá an oiread sin modhnuithe cruthaithe ag innealtóirí go mbeadh éad ar na póraitheoirí madraí nó na coimeádaithe colm is sofaisticiúla leis an éagsúlacht seo. Optamaíodh luas oibriúcháin agus íogaireacht an sealaíochta, agus laghdaíodh na toisí. I 1921, tháirg Western Electric beagnach 5 milliún athsheachadáin de céad cineál bunúsach. Ba é an ceann ba choitianta ná an t-athsheachadán uilíoch Cineál E, gléas cothrom, beagnach dronuilleogach a mheáchan cúpla deich gram. Den chuid is mó, rinneadh é as páirteanna miotail stampáilte, ie cuireadh chun cinn teicneolaíochta é i dtáirgeadh. Chosain an tithíocht na teagmhálaithe ó dheannach agus ó shruthanna spreagtha ó fheistí comharsanachta: de ghnáth bhí na hathsheachadáin suite gar dá chéile, i racaí leis na céadta agus na mílte athsheachadáin. Forbraíodh 3 leagan Cineál E san iomlán, gach ceann acu le cumraíochtaí foirceannadh agus teagmhála éagsúla.
Go gairid thosaigh na hathsheachadáin seo le húsáid sna lasca is casta.
Comhordanáidí cómhalartán
I 1910, bhí smaoineamh ag Gotthilf Betulander, innealtóir ag Royal Telegrafverket, an chorparáid stáit a rialaigh an chuid is mó de mhargadh teileafóin na Sualainne (ar feadh na mblianta, beagnach gach ceann de). Chreid sé go bhféadfadh sé éifeachtúlacht oibríochtaí Telegrafverket a fheabhsú go mór trí chórais aistrithe uathoibríocha a thógáil bunaithe go hiomlán ar athsheachadáin. Níos cruinne, maidir le maitrísí sealaíochta: greillí de shlatanna cruach ceangailte le línte teileafóin, le hathsheachadáin ag crosbhealaí na slata. Ba cheart go mbeadh lasc den sórt sin níos tapúla, níos iontaofa, agus níos éasca le cothabháil ná córais atá bunaithe ar theagmhálacha sleamhnáin nó rothlacha.
Ina theannta sin, tháinig Betulander suas leis an smaoineamh go raibh sé indéanta na codanna roghnaithe agus nasc den chóras a scaradh i gciorcaid sealaíochta neamhspleácha. Agus níor cheart an chuid eile den chóras a úsáid ach amháin chun cainéal gutha a bhunú, agus ansin é a shaoradh chun glaoch eile a láimhseáil. Is é sin, tháinig Betulander suas le smaoineamh ar a dtugtar níos déanaí “rialú coiteann”.
Chuir sé glaoch ar an gciorcad a stórálann an uimhir ghlao isteach “taifeadán” (téarma eile is ea clár). Agus tugtar “marcóir” ar an gciorcad a aimsíonn agus a “marcálann” nasc atá ar fáil sa ghreille. Rinne an t-údar paitinniú ar a chóras. Bhí roinnt stáisiún den sórt sin le feiceáil i Stócólm agus i Londain. Agus i 1918, d'fhoghlaim Betulander faoi nuálaíocht Mheiriceá: an lasc comhordanáidí, cruthaithe ag innealtóir Bell John Reynolds cúig bliana roimhe sin. Bhí an lasc seo an-chosúil le dearadh Betulander, ach d'úsáid sé n+m sealaíochta seirbhíse n+m nóid maitrís, a bhí i bhfad níos áisiúla le haghaidh leathnú breise ar mhalartuithe teileafóin. Agus nasc á dhéanamh, chlampáil an barra sealbhaíochta an teaghrán pianó "méara" agus bhog an barra roghnúcháin ar feadh an mhaitrís chun ceangal le glao eile. An bhliain dár gcionn, rinne Betulander an smaoineamh seo a ionchorprú ina dhearadh lasc.
Ach mheas an chuid is mó innealtóirí cruthú Betulander aisteach agus casta gan ghá. Nuair a tháinig sé in am córas aistrithe a roghnú chun líonraí na gcathracha is mó sa tSualainn a uathoibriú, roghnaigh Telegrafverket dearadh a d’fhorbair Ericsson. Níor úsáideadh lasca Betulander ach i malartuithe beaga teileafóin i gceantair thuaithe: bhí na hathsheachadáin níos iontaofa ná uathoibriú mótair lasca Ericsson agus ní raibh teicneoirí cothabhála ag teastáil uathu ag gach malartú.
Mar sin féin, bhí tuairim eile ag innealtóirí teileafóin Mheiriceá ar an ábhar seo. I 1930, tháinig speisialtóirí Bell Labs go dtí an tSualainn agus bhí siad “an-tógtha le paraiméadair an mhodúil lasc chomhordanáidí.” Nuair a d'fhill na Meiriceánaigh, thosaigh siad láithreach ag obair ar chóras ar a dtugtar an córas comhordanáidí Uimh. 1, ag athsholáthar lasca painéil i gcathracha móra. Faoi 1938, suiteáladh dhá chóras dá leithéid i Nua-Eabhrac. Ba ghearr gur trealamh caighdeánach iad le haghaidh malartuithe teileafóin cathrach, go dtí gur cuireadh lasca leictreonacha ina n-ionad níos mó ná 30 bliain ina dhiaidh sin.
Ba é an chomhpháirt is suimiúla de X-Athraigh Uimh. 1 ná marcóir nua níos casta a forbraíodh ag Bell. Bhí sé i gceist bealach saor in aisce a chuardach ón nglaoiteoir go dtí an té a ghlaoigh trí roinnt modúl comhordanáidí ceangailte lena chéile, rud a chruthódh nasc teileafóin. Bhí ar an marcóir freisin gach nasc a thástáil don staid shaor/ghnóthach. Chuige seo bhí gá le loighic choinníollach a chur i bhfeidhm. Mar a scríobh an staraí Robert Chapuis:
Tá an rogha coinníollach toisc nach gcoimeádtar nasc saor in aisce ach amháin má sholáthraíonn sé rochtain ar ghreille a bhfuil nasc saor in aisce aici go dtí an chéad leibhéal eile mar aschur. Má shásaíonn roinnt tacair nasc na coinníollacha inmhianaithe, roghnaíonn an "loighic tosaíochta" ceann de na naisc is lú ...
Is sampla iontach é an lasc comhordanáidí de thras-toirchiú smaointe teicneolaíochta. Chruthaigh Betulander a lasc sealaíochta uile, ansin d'fheabhsaigh sé é le maitrís lasctha Reynolds agus chruthaigh sé feidhmíocht an dearadh a bhí mar thoradh air. Rinne innealtóirí AT&T an lasc hibrideach seo a athdhearadh níos déanaí, é a fheabhsú, agus chruthaigh siad Córas Comhordanáidí Uimh. 1. Ansin rinneadh comhpháirt de dhá ríomhaire luatha den chóras seo, agus tugtar cloch mhíle ar cheann acu anois i stair na ríomhaireachta.
Saothar matamaitice
Chun tuiscint a fháil ar conas agus cén fáth ar chuidigh athsheachadáin agus a gcol ceathracha leictreonacha le ríomhaireacht a athbheochan, tá gá againn le foráil ghairid isteach i saol an chailcalais. Ina dhiaidh sin, beidh sé soiléir cén fáth go raibh éileamh folaithe ar bharrfheabhsú na bpróiseas ríomhaireachta.
Faoi thús an 20ú haois, bhí córas iomlán na heolaíochta agus na hinnealtóireachta nua-aimseartha bunaithe ar obair na mílte duine ag déanamh ríomhaireachtaí matamaitice. Glaodh orthu ríomhairí (ríomhairí) [Chun mearbhall a sheachaint, úsáidfear an téarma tríd an téacs áireamháin. - Nóta. lána]. Ar ais sna 1820í, chruthaigh Charles Babbage (cé go raibh réamhtheachtaithe idé-eolaíocha ag a ghaireas). Ba é an príomhthasc a bhí aige ná tógáil táblaí matamaitice a uathoibriú, mar shampla le haghaidh loingseoireachta (feidhmeanna triantánacha a ríomh trí mheastacháin iltéarmacha ag 0 céim, 0,01 céim, 0,02 céim, etc.). Bhí éileamh mór ar ríomhanna matamaitice sa réalteolaíocht freisin: bhí sé riachtanach torthaí amh na breathnuithe teileascópacha a phróiseáil i réimsí seasta den sféar neamhaí (ag brath ar am agus dáta na breathnuithe) nó orbits rudaí nua a chinneadh (mar shampla, cóiméad Halley).
Ó aimsir Babbage, tá méadú tagtha ar an ngá atá le meaisíní ríomhaireachta go leor uaireanta. Ní mór do chuideachtaí cumhachta leictreacha iompar na gcóras tarchurtha cumhachta cnámh droma a bhfuil airíonna dinimiciúla thar a bheith casta a thuiscint. Gunnaí cruach Bessemer, a bhí in ann sliogáin a chaitheamh thar na spéire (agus dá bhrí sin, a bhuíochas le breathnú díreach ar an sprioc, ní raibh siad dírithe a thuilleadh), bhí táblaí ballistic ag éirí níos cruinne ag teastáil. Baineadh úsáid níos mó as uirlisí staitistiúla nua lenar bhain líon mór ríomhaireachtaí matamaitice (amhail modh na gcearnóga is lú) san eolaíocht agus i ngaireas an rialtais atá ag dul i méid. Tháinig ranna ríomhaireachta chun cinn in ollscoileanna, gníomhaireachtaí rialtais, agus corparáidí tionsclaíochta, a d’earcaigh mná go hiondúil.
Ní dhearna áireamháin mheicniúla ach fadhb na n-áireamh níos éasca, ach níor réitigh siad é. Chuir na áireamháin dlús le hoibríochtaí uimhríochta, ach bhí na céadta nó na mílte oibríochtaí ag teastáil ó aon fhadhb chasta eolaíoch nó innealtóireachta, agus bhí ar an áireamhán (daonna) gach ceann díobh a dhéanamh de láimh, ag taifeadadh na torthaí idirmheánacha go cúramach.
Chuir roinnt fachtóirí le teacht chun cinn cineálacha cur chuige nua maidir le fadhb na n-áireamh matamaitice. Bhí eolaithe agus innealtóirí óga, a rinne a gcuid tascanna a ríomh go pianmhar ar an oíche, ag iarraidh a gcuid lámha agus súile a scíth a ligean. Cuireadh iallach ar bhainisteoirí tionscadail níos mó agus níos mó airgid a shábháil ar thuarastail na ríomhairí iomadúla, go háirithe tar éis an Chéad Chogaidh Dhomhanda. Ar deireadh, bhí sé deacair go leor ardfhadhbanna eolaíochta agus innealtóireachta a ríomh de láimh. Na fachtóirí seo go léir ba chúis le cruthú sraith ríomhairí, a ndearnadh obair orthu faoi cheannaireacht Vannevar Bush, innealtóir leictreach ag Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts (MIT).
Anailíseoir difreálach
Go dtí an pointe seo, is minic a bhí an stair neamhphearsanta, ach anois cuirfimid tús le labhairt níos mó faoi dhaoine ar leith. Tháinig clú agus cáil ar chruthaitheoirí an lasc painéil, sealaíochta Cineál E agus ciorcad marcóra fiducial. Níor mhair fiú scéalta beathaisnéise fúthu. Is é an t-aon fhianaise atá ar fáil go poiblí faoina saol ná iarsmaí iontaise na meaisíní a chruthaigh siad.
Is féidir linn anois tuiscint níos doimhne a fháil ar dhaoine agus ar an am atá caite. Ach ní bhuailfimid a thuilleadh leo siúd a d’oibrigh go dian san áiléir agus sna ceardlanna sa bhaile – Morse and Vail, Bell agus Watson. Faoi dheireadh an Chéad Chogadh Domhanda, bhí ré na n-aireagóirí gaisciúla beagnach thart. Is féidir Thomas Edison a mheas mar fhigiúr idirthréimhseach: ag tús a ghairm bheatha bhí sé ina aireagóir fostaithe, agus faoi dheireadh bhí sé ina úinéir ar "mhonarcha aireagán." Faoin am sin, bhí forbairt na dteicneolaíochtaí nua is suntasaí tar éis teacht chun bheith ina bhfearann eagraíochtaí—ollscoileanna, ranna taighde corparáidí, saotharlanna rialtais. Bhain na daoine a mbeimid ag caint fúthu san alt seo le heagraíochtaí den sórt sin.
Mar shampla, Vannevar Bush. Shroich sé MIT i 1919, nuair a bhí sé 29 bliain d’aois. Beagán níos mó ná 20 bliain ina dhiaidh sin, bhí sé ar cheann de na daoine a raibh tionchar acu ar rannpháirtíocht na Stát Aontaithe sa Dara Cogadh Domhanda agus chabhraigh sé le maoiniú rialtais a mhéadú, rud a d'athraigh go deo an gaol idir an rialtas, an saol acadúil, agus forbairt na heolaíochta agus na teicneolaíochta. Ach chun críocha an ailt seo, tá suim againn i sraith meaisíní a forbraíodh i saotharlann Bush ó lár na 1920idí agus a bhí beartaithe chun fadhb na ríomhanna matamaitice a réiteach.
Bhí MIT, a d'aistrigh le déanaí ó lár Boston go dtí cladach Charles River i Cambridge, ailínithe go dlúth le riachtanais an tionscail. Bhí leasanna airgeadais ag Bush féin, chomh maith lena ollúnacht, i roinnt fiontar i réimse na leictreonaice. Mar sin níor cheart go mbeadh aon iontas ann gur tháinig an fhadhb a thug ar Busch agus a chuid mac léinn oibriú ar an bhfeiste ríomhaireachta nua sa tionscal fuinnimh: iompar na línte tarchuir a ionsamhladh faoi choinníollacha buaicualaigh. Ar ndóigh, ní raibh sé seo ach ceann amháin de go leor feidhmeanna féideartha ríomhairí: rinneadh ríomhaireachtaí matamaiticiúla tedious i ngach áit.
Thóg Busch agus a chomhghleacaithe dhá mheaisín ar a dtugtar comhghraif táirge ar dtús. Ach ba é an meaisín MIT is cáiliúla agus is rathúla ceann eile - anailíseoir difreálach, a críochnaíodh i 1931. Réitigh sé fadhbanna le tarchur leictreachais, ríomh sé fithisí leictreon, ruthag na radaíochta cosmaí i réimse maighnéadach an Domhain, agus go leor eile. Chruthaigh taighdeoirí ar fud an domhain, a bhfuil cumhacht ríomhaireachta de dhíth orthu, mórán cóipeanna agus éagsúlachtaí den anailísí difreálach sna 1930í. Tá cuid acu fiú ó Meccano (analóg Béarla de thacair tógála leanaí Mheiriceá den bhranda ).
Is ríomhaire analógach é anailísí difreálach. Ríomhadh feidhmeanna matamaitice trí úsáid a bhaint as slata rothlaithe miotail, agus léirigh luas rothlaithe gach ceann acu luach cainníochtúil éigin. Thiomáin an mótar slat neamhspleách - athróg (de ghnáth léirigh sé am), a rothlaigh, ar a seal, slata eile (athróga difreálach éagsúla) trí naisc mheicniúla, agus ríomhadh feidhm bunaithe ar an luas rothlaithe ionchuir. Tarraingíodh torthaí na ríomhanna ar pháipéar i bhfoirm cuair. Ba iad na comhpháirteanna is tábhachtaí ná na comhtháthaitheoirí - rothaí a rothlaíonn mar dhioscaí. D'fhéadfadh comhtháthaitheoirí an chuid dhílis de chuar a ríomh gan ríomhaireachtaí tedious de láimh.
Anailíseoir difreálach. Modúl lárnach - le clúdach ardaithe, ar thaobh na fuinneoige tá táblaí le torthaí ríomhaireachtaí, agus sa lár - sraith de shlatanna ríomhaireachta
Ní raibh athsheachadáin scoite lasctha ná aon lasca digiteacha in aon cheann de na comhpháirteanna anailísí. Mar sin, cén fáth a bhfuil muid ag caint faoin bhfeiste seo? Is é an freagra ceathrú carr teaghlaigh.
Go luath sna 1930idí, thosaigh Bush ag déanamh cúirtéireachta le Fondúireacht Rockefeller chun maoiniú a fháil chun an anailíseoir a fhorbairt tuilleadh. Ní raibh Warren Weaver, ceannaire na n-eolaíochtaí nádúrtha de chuid na fondúireachta, cinnte ar dtús. Níorbh í an innealtóireacht a réimse saineolais. Ach bhain Busch amach cumas gan teorainn a mheaisín nua maidir le feidhmeanna eolaíocha - go háirithe i mbitheolaíocht na matamaitice, tionscadal peataí Weaver. Gheall Bush freisin feabhsuithe iomadúla ar an anailísí, lena n-áirítear "an cumas an anailísí a aistriú go tapa ó fhadhb amháin go fadhb eile, cosúil le lasc-chlár teileafóin." Sa bhliain 1936, bronnadh deontas $85 ar a chuid iarrachtaí chun feiste nua a chruthú, ar tugadh Anailíseoir Difreálach Rockefeller air níos déanaí.
Mar ríomhaire praiticiúil, ní raibh an anailíseoir seo chun cinn mór. Ní fhéadfadh Bush, a rinneadh leas-uachtarán agus déan innealtóireachta MIT de, mórán ama a chaitheamh ar an bhforbairt a stiúradh. Go deimhin, d'éirigh sé as go luath, ag dul i mbun dualgais mar chathaoirleach ar Institiúid Carnegie i Washington. Mhothaigh Bush go raibh cogadh ag druidim, agus bhí roinnt smaointe eolaíochta agus tionsclaíochta aige a d'fhéadfadh freastal ar riachtanais an airm. Is é sin, bhí sé ag iarraidh a bheith níos gaire do lár na cumhachta, áit a bhféadfadh sé tionchar níos éifeachtaí a imirt ar réiteach saincheisteanna áirithe.
Ag an am céanna, réitigh foireann na saotharlainne na fadhbanna teicniúla a bhí leagtha síos ag an dearadh nua, agus ní luath a thosaigh siad a atreorú chun oibriú ar fhadhbanna míleata. Críochnaíodh an meaisín Rockefeller i 1942 amháin. Mheas an lucht míleata go raibh sé úsáideach chun táblaí ballistic a tháirgeadh le haghaidh airtléire. Ach go luath bhí an gléas seo eclipsed amháin digiteach ríomhairí — a léiríonn uimhreacha ní mar chainníochtaí fisiceacha, ach go teibí, ag baint úsáide as suíomhanna lasca. Is amhlaidh a tharla gur bhain anailísí Rockefeller féin úsáid as go leor lasca comhchosúla, ar a raibh ciorcaid sealaíochta.
Sionainn
I 1936, ní raibh Claude Shannon ach 20 bliain d'aois, ach bhí céim bhaitsiléara san innealtóireacht leictreach agus sa mhatamaitic bainte amach aige cheana féin ó Ollscoil Michigan. Tugadh chuig MIT é le bileog eolais a cuireadh ar chlár feasacháin. Bhí cúntóir nua á lorg ag Vannevar Bush chun oibriú ar an anailísí difreálach. Chuir Shannon a iarratas isteach gan leisce agus bhí sé ag obair go luath ar fhadhbanna úra sular thosaigh an gléas nua ag teacht i gcruth.
Ní raibh Shannon aon rud cosúil le Bush. Ní fear gnó, ná tógálaí impireachta acadúil, ná riarthóir a bhí ann. Ba mhór aige cluichí, puzail agus siamsaíocht ar feadh a shaoil: fichille, juggling, lúbraí, cripteagraim. Cosúil le go leor fear dá ré, le linn an chogaidh chaith Shannon é féin i mbun gnó tromchúiseach: bhí post aige ag Bell Labs faoi chonradh rialtais, a chosain a chorp lag ó choinscríobh míleata. Mar thoradh ar a thaighde ar rialú dóiteáin agus ar chripteagrafaíocht le linn na tréimhse seo, rinneadh obair cheannródaíoch ar theoiric faisnéise (nach mbeidh muid i dteagmháil léi). Sna 1950í, de réir mar a chuaigh an cogadh agus a thorthaí i léig, d'fhill Shannon ar mhúinteoireacht ag MIT, ag caitheamh a chuid ama saor ar atreoruithe: áireamhán a d'oibrigh go heisiach le huimhreacha Rómhánacha; meaisín, nuair a cuireadh ar siúl é, tháinig lámh meicniúil uaidh agus mhúch an meaisín.
Bhí struchtúr an mheaisín Rockefeller ar tháinig an tSionainn trasna air go loighciúil mar an gcéanna le struchtúr an anailísí 1931, ach tógadh é ó chomhpháirteanna fisiceacha go hiomlán difriúil. Thuig Busch gur laghdaigh na slata agus na giaranna meicniúla i meaisíní níos sine éifeachtacht a n-úsáide: chun ríomhaireachtaí a dhéanamh, b'éigean an meaisín a shocrú, rud a d'éiligh go leor uaireanta oibre ó mheicneoirí oilte.
Tá an míbhuntáiste seo caillte ag an anailísí nua. Ní raibh a dhearadh bunaithe ar thábla le slata, ach ar chómhalartán tras-diosca, fréamhshamhail barrachais a bhronn Bell Labs. In ionad cumhacht a tharchur ó seafta lárnach, bhí gach modúl lárnach tiomáinte go neamhspleách ag mótar leictreach. Chun an meaisín a chumrú chun fadhb nua a réiteach, ba leor na hathsheachadáin sa mhaitrís chomhordanáidí a chumrú chun na comhtháthaitheoirí a nascadh san ord inmhianaithe. Léann léitheoir téipe pollta (a fuarthas ar iasacht ó ghléas teileachumarsáide eile, an teilitéip rolla) cumraíocht an mheaisín, agus rinne ciorcad sealaíochta an comhartha ón téip a thiontú ina chomharthaí rialaithe don mhaitrís - bhí sé cosúil le sraith glaonna teileafóin a bhunú idir na lánpháirtithe.
Ní hamháin go raibh an meaisín nua i bhfad níos tapúla agus níos éasca a chur ar bun, bhí sé níos tapúla agus níos cruinne ná a réamhtheachtaí. D’fhéadfadh sí fadhbanna níos casta a réiteach. Sa lá atá inniu ann b’fhéidir go mbreathnófaí ar an ríomhaire seo primitive, fiú extravagant, ach ag an am ba chosúil do bhreathnóirí gur faisnéis iontach – nó b’fhéidir uafásach – a bhí san obair:
Go bunúsach, is róbat matamaitice é. Uathoibríoch faoi thiomáint leictreach atá deartha ní hamháin chun an inchinn dhaonna a mhaolú ón ualach trom ríomh agus anailíse, ach freisin chun ionsaí a dhéanamh ar fhadhbanna matamaitice nach féidir a réiteach go meabhrach agus iad a réiteach.
Dhírigh Shannon ar shonraí ón téip pháipéir a thiontú ina threoracha don “inchinn,” agus bhí an ciorcad sealaíochta freagrach as an oibríocht seo. Thug sé faoi deara an comhfhreagras idir struchtúr an chiorcaid agus struchtúir matamaitice ailgéabar Boole, a ndearna sé staidéar air i scoil iarchéime i Michigan. Ailgéabar é seo a raibh a n-operndaí ann FÍOR agus BRÉAGACH, agus ag oibreoirí - AGUS, NÓ, NACH etc. Ailgéabar a fhreagraíonn do ráitis loighciúla.
Tar éis dó samhradh 1937 a chaitheamh ag obair ag Bell Labs i Manhattan (áit iontach chun smaoineamh ar chiorcaid sealaíochta), scríobh Shannon a tráchtas máistreachta dar teideal "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits." Mar aon le saothar Alan Turing an bhliain roimhe sin, bhí tráchtas na Sionainne mar bhunchloch don ríomheolaíocht.
Sna 1940idí agus 1950idí, thóg Shannon roinnt meaisíní ríomhaireachta/loighciúla: an t-áireamhán calcalas Rómhánach THROBAC, meaisín críochchluiche fichille, agus Theseus, labyrinth trínar bhog luch leictrimheicniúla (sa phictiúr)
Fuair Shannon amach go bhféadfaí córas cothromóidí loighic tairgthe a thiontú go díreach go meicniúil isteach i gciorcad fisiceach lasca sealaíochta. Is é an tátal a bhain sé as: “I mbeagnach aon oibríocht ar féidir cur síos a dhéanamh uirthi i líon teoranta céimeanna agus úsáid á baint as focail MÁ, AGUS, NÓ etc., a dhéanamh go huathoibríoch ag baint úsáide as sealaíochta.” Mar shampla, foirm loighciúil dhá athsheachadán lasc rialaithe ceangailte i sraith И: Ní shreabhfaidh sruth tríd an bpríomhshreang ach amháin nuair a chuirtear an dá leictreamaighnéad i ngníomh chun na lasca a dhúnadh. Ag an am céanna, dhá athsheachadáin ceangailte i bhfoirm comhthreomhar Nó: Sreabhann sruth tríd an bpríomhchiorcad, arna ghníomhachtú ag ceann de na leictreamaighnéid. Is féidir le haschur ciorcad loighciúil den sórt sin, ar a seal, leictreamaighnéid athsheachadáin eile a rialú chun oibríochtaí loighic níos casta a tháirgeadh mar (A И B) nó (C И G).
Chríochnaigh Shannon a tráchtas le aguisín a chuimsigh roinnt samplaí de chiorcaid a cruthaíodh ag úsáid a mhodha. Ós rud é go bhfuil oibríochtaí an ailgéabar Boole an-chosúil le hoibríochtaí uimhríochta i ndénártha (i.e., ag baint úsáide as uimhreacha dénártha), léirigh sé conas a d’fhéadfaí athsheachadán a chur le chéile i “nascaire leictreach i ndénártha”—cuireadh dénártha againn air. Cúpla mí ina dhiaidh sin, thóg duine de na heolaithe Bell Labs adder den sórt sin ar bhord a chistin.
Stibitz
Thug George Stibitz, taighdeoir i roinn na matamaitice ag ceanncheathrú Bell Labs i Manhattan, foireann aisteach trealaimh abhaile tráthnóna dorcha Samhain i 1937. Cealla ceallraí tirime, dhá shoilse bheaga do na painéil chrua-earraí, agus cúpla athsheachadán comhréidh Cineál U a fhaightear i gcanna bruscair. Trí roinnt sreanga agus roinnt junk a chur leis, chuir sé gléas le chéile a d'fhéadfadh dhá uimhir dhénártha aon dhigit a shuimiú (arna léiriú ag láithreacht nó easpa voltas ionchuir) agus uimhir dhá dhigit a aschuir ag baint úsáide as bolgáin solais: ceann amháin ar aghaidh, nialas. le haghaidh as.
Binary Stiebitz adder
Iarradh ar Stiebitz, fisiceoir faoi oiliúint, airíonna fisiceacha maighnéid sealaíochta a mheas. Ní raibh aon taithí roimhe seo aige ar athsheachadáin agus mar sin thosaigh sé ag déanamh staidéir ar a n-úsáid i gciorcaid theileafóin Bell. Thug George faoi deara go luath cosúlachtaí idir cuid de na ciorcaid agus oibríochtaí dénártha uimhríochta. Intrigued, chuir sé a thionscadal taobh le chéile ar bhord na cistine.
Ar dtús, ba bheag suim a chuir bainistíocht Bell Labs ar Stiebitz le hathsheachadáin. Ach i 1938, d’iarr ceannaire an ghrúpa taighde ar Sheoirse an bhféadfaí a áireamháin a úsáid le haghaidh oibríochtaí uimhríochta le huimhreacha casta (m.sh. a+biI gcás ina i is fréamh chearnach d’uimhir dhiúltach). Tharla sé go raibh roinnt ranna ríomhaireachta ag Bell Labs ag osna cheana féin toisc go raibh orthu na huimhreacha sin a iolrú agus a roinnt i gcónaí. Bhí ceithre oibríocht uimhríochtúla ar áireamhán deisce ag teastáil chun uimhir choimpléascach amháin a iolrú, bhí 16 oibríocht ag teastáil. Dúirt Stibitz go bhféadfadh sé an fhadhb a réiteach agus dhear sé ciorcad meaisín le haghaidh ríomhanna den sórt sin.
Tugadh an Ríomhaire Coimpléasc Uimhir - nó Ríomhaire Coimpléascach le gairid - ar an dearadh deiridh, a bhí corpraithe i miotail ag an innealtóir teileafóin Samuel Williams, agus seoladh é i 1940. Baineadh úsáid as 450 athsheachadáin le haghaidh ríomhaireachtaí, stóráladh torthaí idirmheánacha i ndeich lasca comhordanáidí. Cuireadh sonraí isteach agus fuarthas iad trí úsáid a bhaint as teilchineál rolla. Shuiteáil ranna Bell Labs trí theilitéip den sórt sin, rud a léiríonn gá mór le cumhacht ríomhaireachta. Athsheachadáin, maitrís, teilitíopaí - ar gach bealach ba tháirge de chuid an chórais Bell é.
Bhuail an uair is fearr le Coimpléasc Computer an 11 Meán Fómhair, 1940. Chuir Stiebitz tuairisc ar an ríomhaire i láthair ag cruinniú de Chumann Matamaitice Mheiriceá i gColáiste Dartmouth. D’aontaigh sé go gcuirfí teilitype isteach ann le nasc teileagraf chuig Complex Computer i Manhattan, 400 ciliméadar uaidh. D'fhéadfadh na daoine a bhfuil suim acu ann dul chuig an teilichló, coinníollacha na faidhbe a chur isteach ar an méarchlár agus a fheiceáil conas i níos lú ná nóiméad a phrionnaíonn an teletype an toradh go draíochta. Ina measc siúd a rinne tástáil ar an táirge nua bhí John Mauchly agus John von Neumann, a mbeadh ról tábhachtach ag gach duine acu chun leanúint lenár scéal.
Chonaic rannpháirtithe an chruinnithe spléachadh gairid ar an saol atá le teacht. Níos déanaí, d'éirigh ríomhairí chomh costasach sin nach raibh sé d'acmhainn ag riarthóirí ligean dóibh suí díomhaoin a thuilleadh agus an t-úsáideoir ag scríobadh a smig os comhair an chonsóil bhainistíochta, ag smaoineamh ar cad ba cheart a chlóscríobh ina dhiaidh sin. Sna 20 bliain atá romhainn, beidh eolaithe ag smaoineamh ar conas ríomhairí ilfheidhmeacha a thógáil a bheidh ag fanacht leat i gcónaí chun sonraí a ionchur iontu, fiú agus tú ag obair ar rud éigin eile. Agus ansin beidh 20 bliain eile thart go dtí go mbeidh an modh idirghníomhach ríomhaireachta seo mar ord an lae.
Stiebitz taobh thiar de Chríochfort Idirghníomhach Dartmouth sna 1960í. Bhí Coláiste Dartmouth ina cheannródaí sa ríomhaireacht idirghníomhach. Rinneadh ollamh coláiste de Stiebitz i 1964
Is ionadh é, in ainneoin na fadhbanna a réitíonn sé, nach ríomhaire é Coimpléasc Ríomhaireachta, de réir caighdeáin nua-aimseartha, ar chor ar bith. D’fhéadfadh sé oibríochtaí uimhríochtúla a dhéanamh ar uimhreacha coimpléascacha agus is dócha go réiteodh sé fadhbanna cosúla eile, ach ní fadhbanna ginearálta iad. Ní raibh sé ríomhchláraithe. Níorbh fhéidir leis oibríochtaí a dhéanamh in ord randamach nó arís agus arís eile. Áireamhán a bhí ann a bhí in ann ríomhaireachtaí áirithe a dhéanamh i bhfad níos fearr ná mar a chuaigh roimhe.
Le briseadh amach an Dara Cogadh Domhanda, chruthaigh Bell, faoi cheannas Stiebitz, sraith ríomhairí ar a dtugtar Samhail II, Samhail III agus Samhail IV (Complex Computer, dá réir sin, a ainmníodh Múnla I). Tógadh an chuid is mó acu ar iarratas ón gCoiste Náisiúnta um Thaighde ar Chosaint, agus ní raibh aon duine eile seachas Vannevar Bush i gceannas air. D'fheabhsaigh Stibitz dearadh na n-inneall i dtéarmaí níos mó solúbthachta feidhmeanna agus in-ríomhchláraithe.
Mar shampla, forbraíodh an Áireamhán Ballistic (Samhail III níos déanaí) do riachtanais na gcóras rialaithe dóiteáin frith-aerárthach. Chuaigh sé i bhfeidhm i 1944 ag Fort Bliss, Texas. Bhí 1400 athsheachadán san fheiste agus d’fhéadfadh sé clár oibríochtaí matamaitice a dhéanamh arna chinneadh ag seicheamh treoracha ar téip páipéir lúbtha. Soláthraíodh téip le sonraí ionchuir ar leithligh, agus soláthraíodh sonraí táblaí ar leithligh. Mar gheall air seo bhíothas in ann luachanna na bhfeidhmeanna triantánúla a aimsiú go tapa gan fíor-ríomhanna, mar shampla. D'fhorbair innealtóirí Bell ciorcaid chuardaigh speisialta (ciorcaid seilge) a scanadh an téip ar aghaidh / siar agus a rinne cuardach ar sheoladh an luach tábla inmhianaithe, beag beann ar na ríomhanna. Fuair Stibitz go raibh a ríomhaire Samhail III, ag cliceáil athsheachadáin de lá agus d’oíche, in ionad 25-40 ríomhaire.
Racaí Leaschraolacháin Bell Model III
Ní raibh am ag an gcarr Múnla V seirbhís mhíleata a fheiceáil a thuilleadh. Tá sé tar éis éirí níos ilúsáide agus níos cumhachtaí. Má dhéanaimid measúnú ar líon na ríomhairí a athchuireadh, bhí sé tuairim is deich n-uaire níos mó ná Múnla III. D'fhéadfadh roinnt modúl ríomhaireachta le 9 míle athsheachadáin sonraí ionchuir a fháil ó stáisiúin éagsúla, áit ar chuir úsáideoirí coinníollacha tascanna éagsúla isteach. Bhí léitheoir téip amháin ag gach stáisiún dá leithéid chun sonraí a iontráil agus cúig cinn le haghaidh treoracha. Mar sin bhíothas in ann fo-ghnáthaimh éagsúla a ghlaoch ón bpríomhthéip agus tasc á ríomh. Rinne an príomh-mhodúl rialaithe (analóg den chóras oibriúcháin go bunúsach) treoracha a dháileadh i measc na modúl ríomhaireachta ag brath ar a n-infhaighteacht, agus d'fhéadfadh cláir brainsí coinníollach a dhéanamh. Ní raibh ann a thuilleadh ach áireamhán.
Bliain na bhFeart: 1937
Is féidir an bhliain 1937 a mheas mar bhuaicphointe i stair na ríomhaireachta. An bhliain sin, thug Shannon agus Stibitz cosúlachtaí faoi deara idir ciorcaid sealaíochta agus feidhmeanna matamaitice. De bharr na dtorthaí seo chruthaigh Bell Labs sraith de mheaisíní digiteacha tábhachtacha. Bhí sé cineál - nó fiú ionadú - nuair a tháinig athsheachadán measartha teileafóin, gan a fhoirm fhisiceach a athrú, mar chuimsiú na matamaitice teibí agus na loighice.
Sa bhliain chéanna in eagrán Eanáir den fhoilseachán Imeachtaí Chumann Matamaitice Londain d’fhoilsigh sé alt leis an matamaiticeoir Briotanach Alan Turing “Ar uimhreacha ináirithe i ndáil le ” (Ar Uimhreacha Ináirithe, Le hIarratas ar an bhfadhb Entscheidung). Rinne sé cur síos ar mheaisín ríomhaireachta uilíoch: d'áitigh an t-údar go bhféadfadh sé gníomhartha a dhéanamh a bhí comhionann go loighciúil le gníomhartha ríomhairí daonna. Chuir Turing, a chuaigh isteach i scoil iarchéime in Ollscoil Princeton an bhliain roimhe sin, spéis freisin ag ciorcaid sealaíochta. Agus, cosúil le Bush, tá imní air faoin mbagairt cogaidh atá ag dul i méid leis an nGearmáin. Mar sin ghlac sé le taobh-thionscadal cripteagrafaíochta - iolraitheoir dénártha a d'fhéadfaí a úsáid chun cumarsáid mhíleata a chriptiú. Thóg Turing é as athsheachadáin a cuireadh le chéile i siopa meaisín na hollscoile.
Chomh maith leis sin i 1937, bhí Howard Aiken ag smaoineamh ar mheaisín ríomhaireachta uathoibríoch a bhí beartaithe. Mac léinn iarchéime san innealtóireacht leictreach ó Harvard, rinne Aiken a sciar cothrom den ríomh ag baint úsáide as áireamhán meicniúil amháin agus leabhair chlóite táblaí matamaitice. Mhol sé dearadh a chuirfeadh deireadh leis an ngnáthamh seo. Murab ionann agus gléasanna ríomhaireachta a bhí ann cheana féin, bhí sé ceaptha próisis a phróiseáil go huathoibríoch agus go timthriallach, ag baint úsáide as torthaí ríomhanna roimhe seo mar ionchur don chéad cheann eile.
Idir an dá linn, ag Nippon Electric Company, bhí an t-innealtóir teileachumarsáide Akira Nakashima ag fiosrú na gceangal idir ciorcaid sealaíochta agus matamaitic ó 1935 i leith. Ar deireadh, i 1938, chruthaigh sé go neamhspleách coibhéis na gciorcad sealaíochta le hailgéabar Boole, rud a d'aimsigh Shannon bliain roimhe sin.
I mBeirlín, bhí Konrad Zuse, iar-innealtóir aerárthaigh a bhí tuirseach de na ríomhanna gan teorainn a theastaíonn san obair, ag lorg cistí chun an dara ríomhaire a thógáil. Níorbh fhéidir leis a chéad ghléas meicniúil, an V1, a fháil chun oibriú go hiontaofa, agus mar sin bhí sé ag iarraidh ríomhaire sealaíochta a dhéanamh, a d'fhorbair sé i gcomhar lena chara, an t-innealtóir teileachumarsáide Helmut Schreyer.
Solúbthacht na n-athsheachadáin teileafóin, conclúidí faoi loighic na matamaitice, fonn na n-intinn gheal fáil réidh le hobair numbing aigne - bhí sé seo go léir fite fuaite agus mar thoradh ar tháinig an smaoineamh chun cinn maidir le cineál nua meaisín loighciúil.
Giniúint dearmadta
Bhí ar thorthaí fionnachtana agus forbairtí 1937 aibíocht ar feadh roinnt blianta. Ba é an cogadh an leasachán ba chumhachtaí, agus le teacht aníos, thosaigh ríomhairí sealaíochta le feiceáil cibé áit a raibh an saineolas teicniúil riachtanach ann. Tháinig loighic na matamaitice chun bheith ina chléithe le haghaidh fíniúnacha na hinnealtóireacht leictreach. Tháinig foirmeacha nua de mheaisíní ríomhchláraithe chun cinn - an chéad sceitse de ríomhairí nua-aimseartha.
Chomh maith le meaisíní Stiebitz, faoi 1944 d'fhéadfadh na SA bród a bhaint as Áireamhán Uathoibríoch Seicheamh Rialaithe Harvard Mark I/IBM (ASCC), mar thoradh ar thogra Aiken. D’eascair an t-ainm dúbailte mar gheall ar mheath an chaidrimh idir an saol acadúil agus an tionscal: d’éiligh gach duine cearta don fheiste. Bhain an Mark I/ASCC úsáid as ciorcaid rialaithe sealaíochta, ach bhí an príomhaonad uimhríochta bunaithe ar ailtireacht áireamhán meicniúla IBM. Cruthaíodh an fheithicil do riachtanais Bhiúró Longthógála na SA. Thosaigh a chomharba, an Marc II, ag feidhmiú i 1948 ag láithreán tástála de chuid an Chabhlaigh, agus bhí a oibríochtaí go léir bunaithe go hiomlán ar athsheachadáin—13 athsheachadáin.
Le linn an chogaidh, thóg Zuse roinnt ríomhairí sealaíochta, a bhí ag éirí níos casta. Ba é an buaicphointe ná an V4, a chuimsigh, cosúil leis an Bell Model V, socruithe chun fo-ghnáthaimh a ghlaoch agus rinne brainsí coinníollach. Mar gheall ar ghanntanas ábhar sa tSeapáin, níor tugadh faoi deara aon cheann de na dearaí a bhí ag Nakashima ná a chomhghleacaithe i miotail go dtí gur tháinig an tír ar ais ón gcogadh. Sna 1950idí, mhaoinigh an Aireacht Gnóthaí Eachtracha, Trádála agus Tionscail nua-bhunaithe cruthú dhá mheaisín sealaíochta, agus ba ollphéist é an dara ceann le 20 míle athsheachadáin. D'fhorbair Fujitsu, a ghlac páirt sa chruthú, a tháirgí tráchtála féin.
Sa lá atá inniu déantar dearmad ar na meaisíní seo beagnach go hiomlán. Níl ach ainm amháin fágtha i gcuimhne - ENIAC. Ní bhaineann an chúis atá leis an oblivion lena n-castacht, nó cumais, nó luas. Baineann airíonna ríomhaireachtúla agus loighciúla na n-athsheachadáin, a aimsíonn eolaithe agus taighdeoirí, le haon chineál feiste a fhéadfaidh feidhmiú mar lasc. Agus mar sin tharla sé go raibh gléas eile cosúil leis ar fáil - leictreonach lasc a d'fhéadfadh oibriú na céadta uair níos tapúla ná sealaíochta.
Ba cheart go mbeadh tábhacht an Dara Cogadh Domhanda i stair na ríomhaireachta soiléir cheana féin. Tháinig an cogadh is uafásach an spreagadh d'fhorbairt meaisíní leictreonacha. Mar gheall ar a sheoladh, tháinig na hacmhainní is gá chun na heasnaimh shoiléire a bhaineann le lasca leictreonacha a shárú. Bhí réimeas na ríomhairí leictrimheicniúla gearr-chónaí. Cosúil leis na Titans, bhí siad scriosta ag a gcuid leanaí. Cosúil le hathsheachadáin, d'eascair an t-aistriú leictreonach as riachtanais an tionscail teileachumarsáide. Agus le fáil amach cén áit ar tháinig sé, ní mór dúinn ár stair a athchasadh go dtí nóiméad ag tús ré an raidió.
Foinse: will.com