Anns an thug e cunntas air àrdachadh suidsichean fòn fèin-ghluasadach, a bha fo smachd le bhith a’ cleachdadh chuairtean sealaidheachd. An turas seo tha sinn airson bruidhinn air mar a leasaich luchd-saidheans agus innleadairean cuairtean sealaidheachd anns a’ chiad ghinealach - a-nis air a dhìochuimhneachadh - de choimpiutairean didseatach.
Relay aig an àirde aige
Ma chuimhnicheas tu, tha obrachadh sealaidheachd stèidhichte air prionnsapal sìmplidh: bidh electromagnet ag obrachadh suidse meatailt. Chaidh am beachd air sealaidheachd a mholadh gu neo-eisimeileach le grunn eòlaichean nàdair agus luchd-tionnsgain ann an gnìomhachas teileagraf anns na 1830n. An uairsin, ann am meadhan an XNUMXmh linn, thionndaidh innleadairean agus meacanaigean gu bhith na phàirt earbsach agus riatanach de lìonraidhean teileagraf. B 'ann anns an raon seo a thàinig beatha an t-sealaidheachd gu àirde: chaidh a mhion-sgrùdadh, agus chruthaich ginealaichean de innleadairean grunn dhealbhaidhean fhad' sa bha iad a 'trèanadh gu foirmeil ann am matamataig agus fiosaig.
Aig toiseach an 1870mh linn, cha b 'e a-mhàin siostaman tionndaidh fèin-ghluasadach, ach cuideachd cha mhòr a h-uile uidheam lìonra fòn bha seòrsa de shealaidheachd. Tha aon de na cleachdaidhean as tràithe ann an conaltradh fòn a’ dol air ais gu na XNUMXn, ann an suidsichean làimhe. Nuair a thionndaidh an neach-clàraidh an làmh fòn (làimhseachadh magneto), chaidh comharra a chuir chun t-iomlaid fòn, a 'tionndadh air a' mheasgadair. Is e sealaidheachd a th’ ann am plaide a bhios, nuair a thèid a phiobrachadh, ag adhbhrachadh gun tuit flap meatailt air deasc suidse gnìomhaiche fòn, a’ nochdadh fios a tha a’ tighinn a-steach. An uairsin chuir an gnìomhaiche boireannach òg am plug a-steach don cheangal, chaidh an t-sealaidheachd ath-shuidheachadh, agus às deidh sin bha e comasach am flap a thogail a-rithist, a chaidh a chumail san t-suidheachadh seo leis an electromagnet.
Ann an 1924, sgrìobh dà einnseanair Bell, bha an iomlaid fòn làimhe àbhaisteach a’ frithealadh mu 10 neach-clàraidh. Anns an uidheamachd aice bha 40-65 mìle sealaidheachd, agus bha an fheachd magnetach iomlan aca “gu leòr airson 10 tonna a thogail.” Ann an iomlaidean fòn mòr le suidsichean inneal, chaidh na feartan sin iomadachadh le dhà. Chaidh mòran mhilleanan de shealaidhean a chleachdadh air feadh siostam fòn na SA, agus bha an àireamh a’ sìor dhol am meud leis gu robh iomlaidean fòn fèin-ghluasadach. Dh’ fhaodadh aon cheangal fòn a bhith air a fhrithealadh bho beagan gu grunn cheudan sealaidheachd, a rèir àireamh agus uidheamachd nan iomlaidean fòn a tha na lùib.
Thug factaraidhean Western Electric, fo-bhuidheann saothrachaidh den Bell Corporation, a-mach raon mòr de shealaidhean. Tha innleadairean air uimhir de dh’ atharrachaidhean a chruthachadh is gum biodh farmad aig an luchd-briodachaidh coin no an luchd-gleidhidh calmain as ionnsaichte ris a’ mheasgachadh seo. Chaidh astar obrachaidh agus cugallachd an t-sealaidheachd a mheudachadh, agus chaidh na tomhasan a lughdachadh. Ann an 1921, rinn Western Electric faisg air 5 millean sealaidheachd de cheud seòrsa bunaiteach. B’ e am fear as mòr-chòrdte an t-sealaidheachd uile-choitcheann Seòrsa E, inneal còmhnard, cha mhòr ceart-cheàrnach anns an robh grunn deichean graman ann an cuideam. Airson a 'mhòr-chuid, chaidh a dhèanamh bho phàirtean meatailt le stampa, ie bha e adhartach gu teicneòlasach ann an riochdachadh. Bha an taigheadas a’ dìon luchd-ceangail bho dhuslach agus sruthan brosnaichte bho innealan nàbaidh: mar as trice bha na h-ath-chraolaidhean air an cur suas faisg air a chèile, ann an racaichean le ceudan is mìltean de shealaidhean. Chaidh 3 caochlaidhean Seòrsa E gu h-iomlan a leasachadh, gach fear le diofar rèiteachaidhean lùbach is conaltraidh.
Goirid thòisich na h-ath-chraolaidhean sin air an cleachdadh anns na suidsichean as iom-fhillte.
Co-òrdanachadh commutator
Ann an 1910, bha beachd aig Gotthilf Betulander, innleadair aig Royal Telegrafverket, a’ bhuidheann stàite a bha a’ cumail smachd air a’ mhòr-chuid de mhargaidh fòn na Suaine (airson deicheadan, cha mhòr a h-uile càil dheth). Bha e den bheachd gum b’ urrainn dha èifeachdas gnìomhachd Telegrafverket a leasachadh gu mòr le bhith a’ togail shiostaman suidse fèin-ghluasadach gu tur stèidhichte air sealaidheachd. Nas mionaidiche, air matrices sealaidheachd: cliathan de shlatan stàilinn ceangailte ri loidhnichean fòn, le sealaidhean aig crois-rathaid nan slatan. Bu chòir tionndadh mar seo a bhith nas luaithe, nas earbsaiche, agus nas fhasa a chumail suas na siostaman stèidhichte air fiosan sleamhnachaidh no cuairteachaidh.
A bharrachd air an sin, thàinig Betulander a-steach don bheachd gun robh e comasach na pàirtean taghaidh agus ceangail den t-siostam a sgaradh gu cuairtean sealaidheachd neo-eisimeileach. Agus bu chòir an còrr den t-siostam a chleachdadh a-mhàin gus sianal guth a stèidheachadh, agus an uairsin a shaoradh gus gairm eile a làimhseachadh. Is e sin, thàinig Betulander suas le beachd ris an canar “smachd cumanta” às deidh sin.
Dh ’ainmich e an cuairteachadh a bhios a’ stòradh an àireamh gairm a tha a ’tighinn a-steach“ recorder ”(seirm eile clàr). Agus canar “comharra” ris a’ chuairt a lorgas agus a “chomharraicheas” ceangal a tha ri fhaighinn sa ghriod. Rinn an t-ùghdar patent air an t-siostam aige. Nochd grunn stèiseanan mar seo ann an Stockholm agus Lunnainn. Agus ann an 1918, dh'ionnsaich Betulander mu ùr-ghnàthachadh Ameireaganach: an tionndadh co-òrdanachaidh, a chruthaich an innleadair Bell John Reynolds còig bliadhna roimhe sin. Bha an tionndadh seo glè choltach ri dealbhadh Betulander, ach chleachd e n+m sealaidheachd seirbheis n+m nodan matrix, a bha mòran na bu ghoireasaiche airson leudachadh a bharrachd air iomlaidean fòn. Nuair a bha iad a’ dèanamh ceangal, bha am bàr-gleidhidh a’ clampadh an t-sreang piàna “meòir” agus ghluais am bàr taghaidh air a’ mhaitrix gus ceangal ri gairm eile. An ath bhliadhna, chuir Betulander am beachd seo a-steach don dealbhadh suidse aige.
Ach bha a 'mhòr-chuid de innleadairean den bheachd gu robh cruthachadh Betulander neònach agus gun fheum. Nuair a thàinig an t-àm airson siostam suidse a thaghadh gus lìonraidhean nam bailtean-mòra as motha san t-Suain a dhèanamh fèin-ghluasadach, thagh Telegrafverket dealbhadh a chaidh a leasachadh le Ericsson. Cha deach suidsichean Betulander a chleachdadh ach ann an iomlaidean fòn beaga ann an sgìrean dùthchail: bha na h-ath-chraolaidhean nas earbsaiche na fèin-ghluasad motair suidsichean Ericsson agus cha robh feum aca air teicneòlaichean cumail suas aig gach iomlaid.
Ach, bha beachd eadar-dhealaichte aig innleadairean fòn Ameireaganach air a’ chùis seo. Ann an 1930, thàinig eòlaichean Bell Labs dhan t-Suain agus bha iad “air leth toilichte le crìochan a’ mhodal suidse co-òrdanachaidh. ” Nuair a thill na h-Ameireaganaich, thòisich iad sa bhad ag obair air siostam co-òrdanachaidh Àireamh 1 ris an canar, a’ dol an àite suidsichean pannal ann am bailtean mòra. Ann an 1938, chaidh dà shiostam mar seo a chuir a-steach ann an New York. Cha b’ fhada gus an deach iad gu bhith nan uidheamachd àbhaisteach airson iomlaid fòn baile-mòr, gus an deach suidsichean dealanach a chuir nan àite barrachd air 30 bliadhna às deidh sin.
B' e am pàirt as inntinniche de X-Switch No. 1 comharra ùr, nas iom-fhillte a chaidh a leasachadh aig Bell. Bhathar an dùil slighe an-asgaidh a lorg bhon neach-fios chun neach-gairm tro ghrunn mhodalan co-òrdanachaidh ceangailte ri chèile, agus mar sin a’ cruthachadh ceangal fòn. Dh'fheumadh an comharra cuideachd deuchainn a dhèanamh air gach ceangal airson an staid shaor / thrang. Dh'fheumadh seo cleachdadh loidsig chumha. Mar a sgrìobh an neach-eachdraidh Raibeart Chapuis:
Tha an roghainn le cumhachan oir chan eil ceangal an-asgaidh air a chumail ach ma bheir e cothrom air cliath aig a bheil ceangal an-asgaidh chun ath ìre mar thoradh. Ma tha grunn sheataichean de cheanglaichean a’ sàsachadh nan suidheachaidhean a tha thu ag iarraidh, bidh an “loidsig as fheàrr leotha” a’ taghadh aon de na ceanglaichean as lugha...
Tha an tionndadh co-òrdanachaidh na dheagh eisimpleir de chrois-thorrach bheachdan teicneòlais. Chruthaich Betulander an tionndadh uile-sealaidheachd aige, an uairsin leasaich e le matrix suidse Reynolds agus dhearbh e coileanadh an dealbhaidh a thàinig às. Rinn innleadairean AT&T ath-dhealbhadh nas fhaide air adhart air an tionndadh tar-chinealach seo, leasaich iad e, agus chruthaich iad Siostam Co-òrdanachaidh Àir. 1. Thàinig an siostam seo gu bhith na phàirt de dhà choimpiutair tràth, agus tha aon dhiubh a-nis aithnichte mar chlach-mhìle ann an eachdraidh coimpiutaireachd.
Saothair matamataigeach
Gus tuigse fhaighinn air ciamar agus carson a chuidich relays agus an co-oghaichean dealanach le bhith ag ath-nuadhachadh coimpiutaireachd, feumaidh sinn sgrùdadh goirid a-steach do shaoghal calculus. Às deidh sin, bidh e soilleir carson a bha iarrtas falaichte ann airson optimization de phròiseasan coimpiutaireachd.
Ro thoiseach an XNUMXmh linn, bha an siostam iomlan de shaidheans agus innleadaireachd an latha an-diugh stèidhichte air obair mhìltean de dhaoine a 'coileanadh àireamhachadh matamataigeach. Chaidh an gairm coimpiutairean (coimpiutaran) [Gus troimh-chèile a sheachnadh, thèid an teirm a chleachdadh air feadh an teacsa àireamhairean. — Thoir an aire. lain]. Air ais anns na 1820an, chruthaich Teàrlach Babbage (ged a bha ro-innleachdan ideòlach air an inneal aige). B’ e a phrìomh obair togail chlàran matamataigeach a dhèanamh fèin-ghluasadach, mar eisimpleir airson seòladh (tomhas gnìomhan trigonometric le tuairmsean polynomial aig 0 ceum, 0,01 ceum, 0,02 ceum, msaa). Bha iarrtas mòr ann cuideachd airson àireamhachadh matamataigeach ann an reul-eòlas: bha e riatanach toraidhean amh de bheachdan teileasgopach a phròiseasadh ann an raointean stèidhichte den chruinne celestial (a rèir àm agus ceann-latha an amharc) no faighinn a-mach orbitan nithean ùra (mar eisimpleir, Comad Halley).
Bho àm Babbage, tha an fheum air innealan coimpiutaireachd air a dhol suas iomadh uair. Dh'fheumadh companaidhean cumhachd dealain tuigse fhaighinn air giùlan shiostaman tar-chuir cumhachd cnàimh-droma le feartan fiùghantach fìor iom-fhillte. Bha gunnaichean stàilinn Bessemer, a bha comasach air sligean a thilgeil thairis air fàire (agus mar sin, le bhith a 'coimhead gu dìreach air an targaid, cha robh iad ag amas tuilleadh), a' feumachdainn clàran ballistic a bha a 'sìor fhàs ceart. Bha innealan staitistigeil ùra anns an robh mòran àireamhachadh matamataigeach (leithid modh nan ceàrnagan as lugha) air an cleachdadh barrachd is barrachd ann an saidheans agus ann an uidheamachd an riaghaltais a bha a’ sìor fhàs. Nochd roinnean coimpiutaireachd ann an oilthighean, buidhnean riaghaltais, agus corporaidean gnìomhachais, a bhiodh mar as trice a’ fastadh bhoireannaich.
Cha do rinn àireamhairean meacanaigeach ach an duilgheadas àireamhachadh nas fhasa, ach cha do dh'fhuasgail iad e. Luathaich àireamhairean gnìomhachd àireamhachd, ach dh’ fheumadh duilgheadas saidheansail no innleadaireachd iom-fhillte sam bith ceudan no mìltean de ghnìomhachdan, agus dh’ fheumadh an àireamhair (daonna) gach fear dhiubh a dhèanamh le làimh, a’ clàradh a h-uile toradh eadar-mheadhanach gu faiceallach.
Chuir grunn nithean ri nochdadh dòighean-obrach ùra a thaobh duilgheadas àireamhachadh matamataigeach. Bha luchd-saidheans agus innleadairean òga, a bha gu pianail a 'tomhas an gnìomhan air an oidhche, ag iarraidh fois a thoirt dha na làmhan agus na sùilean aca. B’ fheudar do mhanaidsearan pròiseict barrachd is barrachd airgid a shlaodadh a-mach airson tuarastalan grunn choimpiutairean, gu sònraichte às deidh a’ Chiad Chogaidh. Mu dheireadh, bha e duilich mòran de dhuilgheadasan saidheansail agus innleadaireachd adhartach obrachadh a-mach le làimh. Tha na factaran sin uile air leantainn gu cruthachadh sreath de choimpiutairean, obair air a dhèanamh fo stiùireadh Vannevar Bush, innleadair dealain aig Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Mion-sgrùdaire eadar-dhealaichte
Gu ruige seo, tha eachdraidh gu tric air a bhith neo-phearsanta, ach a-nis tòisichidh sinn a 'bruidhinn barrachd mu dhaoine sònraichte. Chaidh cliù seachad air luchd-cruthachaidh an tionndadh pannal, sealaidheachd Seòrsa E agus cuairteachadh comharra fiducial. Chan eil eadhon sgeulachdan eachdraidh-beatha air a bhith beò mun deidhinn. Is e an aon fhianais a tha ri fhaighinn gu poblach mu am beatha na tha air fhàgail de fosailean nan innealan a chruthaich iad.
Faodaidh sinn a-nis tuigse nas doimhne fhaighinn air daoine agus an àm a dh’ fhalbh. Ach cha bhith sinn a’ coinneachadh tuilleadh ris an fheadhainn a bha ag obair gu cruaidh anns na h-àlainn agus na bùthan-obrach aig an taigh – Morse is Vail, Bell agus Watson. Ro dheireadh a’ Chiad Chogaidh, bha àm nan innleadairean gaisgeil cha mhòr seachad. Faodar beachdachadh air Tòmas Edison mar fhigear eadar-amail: aig toiseach a chùrsa-beatha bha e na innleadair air fhastadh, agus aig a’ cheann thall thàinig e gu bhith na shealbhadair air “factaraidh innleachd”. Ron àm sin, bha leasachadh nan teicneòlasan ùra as ainmeil air a thighinn gu bhith na raon de bhuidhnean - oilthighean, roinnean rannsachaidh corporra, deuchainn-lannan riaghaltais. Bhuineadh na daoine air am bi sinn a’ bruidhinn anns an earrainn seo de na buidhnean sin.
Mar eisimpleir, Vannevar Bush. Ràinig e MIT ann an 1919, nuair a bha e 29 bliadhna a dh'aois. Beagan a bharrachd air 20 bliadhna às deidh sin, bha e air aon de na daoine a thug buaidh air com-pàirteachadh nan Stàitean Aonaichte san Dàrna Cogadh agus chuidich e le bhith ag àrdachadh maoineachadh riaghaltais, a dh’ atharraich gu bràth an dàimh eadar an riaghaltas, an saoghal acadaimigeach, agus leasachadh saidheans agus teicneòlas. Ach airson adhbharan an artaigil seo, tha ùidh againn ann an sreath de dh'innealan a chaidh a leasachadh ann an obair-lann Bush bho mheadhan na 1920n agus bha iad an dùil fuasgladh fhaighinn air duilgheadas àireamhachadh matamataigeach.
Bha MIT, a bha air gluasad o chionn ghoirid bho mheadhan Boston gu cladach Abhainn Theàrlaich ann an Cambridge, a rèir feumalachdan a’ ghnìomhachais. Bush fhèin, a bharrachd air an àrd-ollamh aige, bha ùidhean ionmhasail ann an grunn iomairtean ann an raon dealanach. Mar sin cha bu chòir dha a bhith na iongnadh sam bith gun tàinig an duilgheadas a thug air Busch agus na h-oileanaich aige a bhith ag obair air an inneal coimpiutaireachd ùr ann an gnìomhachas an lùtha: a’ dèanamh atharrais air giùlan loidhnichean sgaoilidh fo chumhachan luchdan as àirde. Gu dearbh, cha robh seo ach aon de dh'iomadh cleachdadh choimpiutairean a dh'fhaodadh a bhith ann: chaidh àireamhachadh matamataigeach tedious a dhèanamh anns a h-uile àite.
Thog Busch agus a cho-obraichean dà inneal an toiseach ris an canar co-theacsan toraidh. Ach b’ e an inneal MIT as ainmeil agus as soirbheachail fear eile - anailisiche eadar-dhealaichte, a chrìochnachadh ann an 1931. Dh’ fhuasgail e duilgheadasan le tar-chur dealain, obraich a-mach orbitan dealanan, slighean rèididheachd cosmach ann an raon magnetach na Talmhainn, agus mòran a bharrachd. Chruthaich luchd-rannsachaidh air feadh an t-saoghail, a bha feumach air cumhachd coimpiutaireachd, dusanan de leth-bhreacan agus atharrachaidhean den anailisiche eadar-dhealaichte anns na 1930n. Tha cuid eadhon bho Meccano (an analog Sasannach de sheataichean togail chloinne Ameireaganach den bhrand ).
Is e coimpiutair analog a th’ ann an anailisiche diofraichte. Chaidh gnìomhan matamataigeach a thomhas a’ cleachdadh slatan meatailt rothlach, agus bha astar cuairteachaidh gach fear dhiubh a’ nochdadh luach cainneachdail. Bha an motair a ’draibheadh slat neo-eisimeileach - caochladair (mar as trice bha e a’ riochdachadh ùine), a bha, an uair sin, a ’cuairteachadh slatan eile (caochladairean eadar-dhealaichte eadar-dhealaichte) tro cheanglaichean meacanaigeach, agus chaidh gnìomh a thomhas a rèir astar cuairteachaidh cuir a-steach. Chaidh toraidhean an àireamhachadh a tharraing air pàipear ann an cruth lùban. B 'e na co-phàirtean as cudromaiche na integradairean - cuibhlichean a bha a' tionndadh mar dhioscaichean. Dh’ fhaodadh integradairean obrachadh a-mach iomlanachd lùb gun àireamhachadh làimhe sgìth.
Mion-sgrùdaire eadar-dhealaichte. Modal aonaichte - le mullach àrdaichte, air taobh na h-uinneige tha bùird le toraidhean àireamhachaidh, agus sa mheadhan - seata de shlatan coimpiutaireachd
Cha robh gin de na pàirtean anailisiche a’ toirt a-steach sealaidheachd suidse air leth no suidsichean didseatach sam bith. Mar sin carson a tha sinn a’ bruidhinn mun inneal seo? Tha am freagairt an ceathramh càr teaghlaich.
Tràth anns na 1930n, thòisich Bush a’ suirghe air Rockefeller Foundation gus maoineachadh fhaighinn airson tuilleadh leasachaidh air an anailisiche. Bha Warren Weaver, ceannard nan saidheansan nàdarra aig a’ bhunait, neo-chinnteach an toiseach. Cha b’ e innleadaireachd an raon eòlais aige. Ach thadhail Busch air comas gun chrìoch an inneal ùr aige airson tagraidhean saidheansail - gu sònraichte ann am bith-eòlas matamataigeach, pròiseact peata Weaver. Gheall Bush cuideachd grunn leasachaidhean air an anailisiche, a’ toirt a-steach “an comas an anailisiche atharrachadh gu sgiobalta bho aon duilgheadas gu duilgheadas eile, leithid suidse fòn. Ann an 1936, fhuair na h-oidhirpean aige tabhartas $85 airson inneal ùr a chruthachadh, ris an canar an Rockefeller Differential Analyzer an dèidh sin.
Mar choimpiutair practaigeach, cha robh an anailisiche seo na adhartas mòr. Bush, a thàinig gu bhith na iar-cheann-suidhe agus deadhan innleadaireachd MIT, cha b’ urrainn dha mòran ùine a chuir seachad airson an leasachadh a stiùireadh. Gu dearbh, cha b’ fhada gus an do tharraing e a-mach, a’ gabhail dreuchd mar chathraiche air Institiùd Charnegie ann an Washington. Mhothaich Bush gu robh cogadh a’ tighinn dlùth, agus bha grunn bheachdan saidheansail is tionnsgalach aige a dh’ fhaodadh feumalachdan an airm a fhrithealadh. Is e sin, bha e airson a bhith nas fhaisge air meadhan cumhachd, far am faodadh e buaidh nas èifeachdaiche a thoirt air fuasgladh chùisean sònraichte.
Aig an aon àm, chaidh na duilgheadasan teignigeach a bha air an comharrachadh leis an dealbhadh ùr fhuasgladh le luchd-obrach an obair-lann, agus cha b ’fhada gus an do thòisich iad air an gluasad gu obair air duilgheadasan armachd. Chaidh an inneal Rockefeller a chrìochnachadh a-mhàin ann an 1942. Bha an armachd ga fhaighinn feumail airson cinneasachadh in-loidhne de chlàran ballistic airson làmhachas. Ach cha b 'fhada gus an deach an inneal seo a thionndadh gu tur didseatach coimpiutairean – a’ riochdachadh àireamhan chan ann mar àireamhan fiosaigeach, ach gu h-eas-chruthach, a’ cleachdadh suidheachadh suidse. Tha e dìreach mar sin a thachair gun do chleachd an anailisiche Rockefeller fhèin tòrr suidsean coltach ris, anns an robh cuairtean sealaidheachd.
Sionainn
Ann an 1936, cha robh Claude Shannon ach 20 bliadhna a dh'aois, ach bha e mar-thà air ceumnachadh bho Oilthigh Michigan le ceum baidsealair ann an innleadaireachd dealain agus matamataig. Chaidh a thoirt gu MIT le bileag air a phinn gu bòrd fiosrachaidh. Bha Vannevar Bush a 'coimhead airson neach-cuideachaidh ùr airson a bhith ag obair air an anailisiche eadar-dhealaichte. Chuir Shannon an tagradh aige a-steach gun stad agus cha b’ fhada gus an robh e ag obair air duilgheadasan ùra mus do thòisich an inneal ùr air cumadh.
Cha robh Shannon dad coltach ri Bush. Cha robh e na fhear-gnìomhachais, no na neach-togail ìmpireachd acadaimigeach, no na rianadair. Fad a bheatha bha e dèidheil air geamannan, tòimhseachain agus dibhearsain: tàileasg, juggling, chuartan, cryptograms. Coltach ri mòran fhireannach na linn, aig àm a’ chogaidh chuir Shannon e fhèin an sàs ann an droch ghnothaichean: bha dreuchd aige aig Bell Labs fo chùmhnant riaghaltais, a dhìon a chorp lag bho cho-èigneachadh armailteach. Mar thoradh air an rannsachadh aige air smachd teine agus crioptachadh rè na h-ùine seo thàinig obair adhartach air teòiridh fiosrachaidh (air nach bruidhinn sinn). Anns na 1950n, mar a chaidh an cogadh agus na thachair às a chèile, thill Shannon gu teagasg aig MIT, a’ caitheamh a chuid ùine shaor air tar-chur: àireamhair a bha ag obair a-mhàin le àireamhan Ròmanach; inneal, nuair a thionndaidh e air, nochd gàirdean meacanaigeach bhuaithe agus chuir e dheth an inneal.
Bha structar inneal Rockefeller ris an do choinnich Shannon gu loidsigeach an aon rud ri structar an anailisiche 1931, ach chaidh a thogail bho phàirtean fiosaigeach gu tur eadar-dhealaichte. Thuig Busch gun do lughdaich na slatan agus na gèaraichean meacanaigeach ann an seann innealan èifeachdas an cleachdadh: gus àireamhachadh a dhèanamh, dh'fheumadh an inneal a bhith air a stèidheachadh, a dh'fheumadh mòran uairean obrach le meacanaig sgileil.
Tha an anailisiche ùr air an ana-cothrom seo a chall. Cha robh an dealbhadh aige stèidhichte air bòrd le slatan, ach air commutator tar-diosg, prototype a bharrachd air a thoirt seachad le Bell Labs. An àite a bhith a’ gluasad cumhachd bho chrann sa mheadhan, bha gach modal bunaiteach air a stiùireadh gu neo-eisimeileach le motair dealain. Gus an inneal a rèiteachadh gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadas ùr, bha e gu leòr dìreach na h-ath-chraolaidhean a rèiteachadh anns a’ mhaitrix co-òrdanachaidh gus na integradairean a cheangal san t-sreath a bha thu ag iarraidh. Leugh leughadair teip punched (air iasad bho inneal cian-conaltraidh eile, an teletype rolla) rèiteachadh an inneil, agus thionndaidh cuairt sealaidheachd an comharra bhon teip gu comharran smachd airson a ’mhaitrix - bha e mar a bhith a’ stèidheachadh sreath de ghairmean fòn eadar integradairean.
Bha an inneal ùr chan ann a-mhàin mòran na bu luaithe agus na b 'fhasa a chuir air dòigh, bha e cuideachd na bu luaithe agus nas cruinne na bha e roimhe. Dh'fhaodadh i fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan nas iom-fhillte. An-diugh dh’ fhaodadh an coimpiutair seo a bhith air a mheas prìomhadail, eadhon neo-àbhaisteach, ach aig an àm bha e coltach gu robh luchd-amhairc fìor mhath - no is dòcha uamhasach - aig an obair:
Gu bunaiteach, is e robot matamataigeach a th’ ann. Automaton le cumhachd dealain air a dhealbhadh chan ann a-mhàin gus faochadh a thoirt don eanchainn daonna bhon eallach trom àireamhachadh agus mion-sgrùdadh, ach cuideachd gus ionnsaigh a thoirt air duilgheadasan matamataigeach nach gabh am fuasgladh gu inntinn agus am fuasgladh.
Chuir Shannon fòcas air a bhith ag atharrachadh dàta bhon teip pàipeir gu stiùireadh airson an “eanchainn”, agus bha an cuairteachadh sealaidheachd an urra ris an obair seo. Mhothaich e an conaltradh eadar structar a 'chuairt agus structaran matamataigeach ailseabra Boolean, a rinn e sgrùdadh ann an sgoil cheumnaiche ann am Michigan. Is e seo ailseabra aig an robh operands TRUE agus FALSE, agus le oibrichean- AGUS, NO, NOT msaa. Ailseabra a rèir aithrisean loidsigeach.
Às deidh dha samhradh 1937 a chuir seachad ag obair aig Bell Labs ann am Manhattan (àite air leth freagarrach airson smaoineachadh air cuairtean sealaidheachd), sgrìobh Shannon tràchdas a mhaighstir leis an tiotal “A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits”. Còmhla ri obair Alan Turing a’ bhliadhna roimhe, bha tràchdas Shannon na bhunait airson saidheans coimpiutaireachd.
Anns na 1940n agus 1950n, thog Shannon grunn innealan coimpiutaireachd/loidsigeach: an àireamhair calculus Ròmanach THROBAC, inneal tàileasg endgame, agus Theseus, labyrinth tro bheil luchag electromechanical a’ gluasad (san dealbh)
Lorg Shannon gum faodadh siostam de cho-aontaran loidsig tairgse a bhith air a thionndadh gu dìreach gu meacanaigeach gu cuairteachadh fiosaigeach de suidsichean sealaidheachd. Cho-dhùin e: “Cha mhòr nach eil gnìomhachd sam bith a dh’ fhaodar a mhìneachadh ann an grunn cheumannan a’ cleachdadh fhaclan IF, AGUS, OR msaa, faodar a choileanadh gu fèin-ghluasadach le bhith a’ cleachdadh sealaidheachd. ” Mar eisimpleir, tha dà shealaidheachd suidse fo smachd ceangailte ann an sreath a’ cruthachadh loidsigeach И: Bidh sruth a’ sruthadh tron phrìomh uèir a-mhàin nuair a thèid an dà electromagnets a chuir an gnìomh gus na suidsichean a dhùnadh. Aig an aon àm, dà sealaidheachd ceangailte ann an cruth co-shìnte NO: Bidh sruth a’ sruthadh tron phrìomh chuairt, air a ghnìomhachadh le aon de na electromagnets. Faodaidh toradh a leithid de chuairt loidsig, an uair sin, smachd a chumail air electromagnets ath-chraolaidhean eile gus obraichean loidsig nas iom-fhillte a thoirt gu buil mar (A И B) no (C И G).
Chrìochnaich Shannon an tràchdas aige le pàipear-taice anns an robh grunn eisimpleirean de chuairtean a chaidh a chruthachadh leis an dòigh aige. Leis gu bheil gnìomhachd ailseabra Boolean glè choltach ri gnìomhachd àireamhachd ann am binary (ie, a’ cleachdadh àireamhan dà-chànanach), sheall e mar a ghabhadh sealaidheachd a chur ri chèile ann an “nathair dealain ann am binary” - is e nathair dà-chànanach a chanas sinn ris. Beagan mhìosan an dèidh sin, thog fear de luchd-saidheans Bell Labs a leithid de nathair air a 'bhòrd cidsin aige.
Stibitz
Thug Seòras Stibitz, neach-rannsachaidh ann an roinn matamataig aig prìomh oifis Bell Labs ann am Manhattan, seata uidheamachd neònach dhachaigh air feasgar dorcha Samhain ann an 1937. Ceallan bataraidh tioram, dà sholas bheag airson na pannalan bathar-cruaidh, agus dà shealaidheachd seòrsa U còmhnard a lorgar ann an canastair. Le bhith a’ cur beagan uèirichean agus beagan sgudal ris, chruinnich e inneal a dh’ fhaodadh dà àireamh binary aon-fhigearach a chur ris (air an riochdachadh le làthaireachd no dìth bholtadh cuir a-steach) agus cuir a-mach àireamh dà-fhigearach a’ cleachdadh bholgan solais: aon airson air adhart, neoni airson dheth.
Binary Stiebitz adder
Chaidh iarraidh air Stiebitz, eòlaiche fiosaig tro thrèanadh, measadh a dhèanamh air feartan fiosaigeach magnets sealaidheachd. Cha robh eòlas sam bith aige air sealaidheachd roimhe agus mar sin thòisich e le bhith a’ sgrùdadh an cleachdadh ann an cuairtean fòn Bell. Cha b’ fhada gus an do mhothaich Seòras coltas eadar cuid de na cuairtean agus gnìomhachd àireamhachd dà-chànanach. Gu h-inntinneach, chruinnich e am pròiseact taobh aige air bòrd a’ chidsin.
An toiseach, cha do dhùisg Stiebitz le ath-chraolaidhean mòran ùidh am measg riaghladh Bell Labs. Ach ann an 1938, dh’fhaighnich ceannard na buidhne rannsachaidh do Sheòras an gabhadh na h-àireamhairean aige a chleachdadh airson obair àireamhachd le àireamhan toinnte (m.e. a+bicàite i is e freumh ceàrnagach àireamh àicheil). Thionndaidh e a-mach gu robh grunn roinnean coimpiutaireachd aig Bell Labs mu thràth a ’gearan oir bha aca an-còmhnaidh ri iomadachadh agus roinneadh nan àireamhan sin. Dh'fheumadh iomadachadh aon àireamh iom-fhillte ceithir obrachaidhean àireamhachd air àireamhair deasg, dh'fheumadh roinneadh 16 gnìomhachd. Thuirt Stibitz gum faodadh e an duilgheadas fhuasgladh agus dhealbhaich e cuairt inneal airson a leithid de àireamhachadh.
Chaidh an dealbhadh mu dheireadh, a chaidh a chuir a-steach ann am meatailt leis an innleadair fòn Samuel Williams, ainmeachadh mar an Coimpiutair Àireamh Iom-fhillte - no Coimpiutaireachd Iom-fhillte airson ùine ghoirid - agus chaidh a chuir air bhog ann an 1940. Chaidh 450 sealaidheachd a chleachdadh airson àireamhachadh, chaidh toraidhean eadar-mheadhanach a stòradh ann an deich suidsichean co-òrdanachaidh. Chaidh dàta a chuir a-steach agus fhaighinn a’ cleachdadh teletype rolla. Chuir roinnean Bell Labs a-steach trì teletypes mar sin, a tha a’ nochdadh gu bheil feum mòr air cumhachd coimpiutaireachd. Relays, matrix, teletypes - anns a h-uile dòigh bha e na thoradh air siostam Bell.
Bhuail an uair as fheàrr aig Complex Computer air 11 Sultain, 1940. Thug Stiebitz seachad aithisg air a’ choimpiutair aig coinneamh de Chomann Matamataig Ameireagaidh aig Colaiste Dartmouth. Dh'aontaich e gun deidheadh teletype a chuir a-steach an sin le ceangal teileagraf gu Complex Computer ann am Manhattan, 400 cilemeatair air falbh. Dh’ fhaodadh an fheadhainn le ùidh a dhol chun teletype, cuir a-steach suidheachadh na trioblaid air a’ mheur-chlàr agus faicinn mar ann an nas lugha na mionaid bidh an teletype gu draoidheil a’ clò-bhualadh an toraidh. Am measg an fheadhainn a rinn deuchainn air an toradh ùr bha John Mauchly agus John von Neumann, agus bhiodh pàirt cudromach aig gach fear ann a bhith a’ leantainn ar sgeulachd.
Chunnaic com-pàirtichean na coinneimh sealladh goirid air an t-saoghal ri teachd. Nas fhaide air adhart, dh ’fhàs coimpiutairean cho daor is nach b’ urrainn do luchd-rianachd tuilleadh leigeil leotha suidhe gu dìomhain fhad ‘s a bha an neach-cleachdaidh a’ sgrìobadh a smiogaid air beulaibh a ’chonsail riaghlaidh, a’ faighneachd dè an ath rud a bu chòir a thaipeadh. Thairis air an ath 20 bliadhna, bidh luchd-saidheans a’ smaoineachadh air mar a thogas tu coimpiutairean coitcheann a bhios an-còmhnaidh a’ feitheamh riut gus dàta a chuir a-steach annta, eadhon fhad ‘s a bhios tu ag obair air rudeigin eile. Agus an uairsin thèid 20 bliadhna eile seachad gus an tig am modh coimpiutaireachd eadar-ghnìomhach seo gu òrdugh an latha.
Stiebitz air cùl Terminal Eadar-ghnìomhach Dartmouth anns na 1960n. Bha Colaiste Dartmouth na thùsaire ann an coimpiutaireachd eadar-ghnìomhach. Thàinig Stiebitz gu bhith na àrd-ollamh colaiste ann an 1964
Tha e na iongnadh, a dh’ aindeoin na duilgheadasan a tha e a ’fuasgladh, nach e coimpiutair idir a th’ ann an Coimpiutaireachd iom-fhillte, a rèir inbhean an latha an-diugh. Dh'fhaodadh e obair àireamhachd a dhèanamh air àireamhan iom-fhillte agus is dòcha fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan eile coltach ris, ach chan e duilgheadasan coitcheann. Cha robh e prògramaichte. Cha b’ urrainn dha gnìomhachd a dhèanamh ann an òrdugh air thuaiream no a-rithist. B 'e àireamhair a bh' ann a bha comasach air àireamhachadh sònraichte a dhèanamh mòran na b 'fheàrr na an fheadhainn a bh' ann roimhe.
Nuair a thòisich an Dàrna Cogadh, chruthaich Bell, fo stiùireadh Stiebitz, sreath de choimpiutairean ris an canar Model II, Model III agus Model IV (Complex Computer, a rèir sin, air ainmeachadh mar Model I). Chaidh a’ mhòr-chuid dhiubh a thogail air iarrtas bhon Chomataidh Sgrùdaidh Dìon Nàiseanta, agus cha robh gin eile seach Vannevar Bush os a chionn. Leasaich Stibitz dealbhadh nan innealan a thaobh barrachd sùbailteachd gnìomhan agus comas-prògramaidh.
Mar eisimpleir, chaidh an Ballistic Calculator (Modail III nas fhaide air adhart) a leasachadh airson feumalachdan siostaman smachd teine an-aghaidh itealain. Chaidh e gu seirbheis ann an 1944 aig Fort Bliss, Texas. Bha 1400 sealaidheachd anns an inneal agus dh’ fhaodadh e prògram obrachaidhean matamataigeach a chuir an gnìomh air a dhearbhadh le sreath de stiùiridhean air teip pàipear lùbte. Chaidh teip le dàta cuir a-steach a thoirt seachad air leth, agus chaidh dàta clàr a thoirt seachad air leth. Rinn seo e comasach luachan gnìomhan trigonometric a lorg gu sgiobalta gun àireamhachadh fìor. Leasaich innleadairean Bell cuairtean sgrùdaidh sònraichte (cuairtean seilge) a bha a’ sganadh an teip air adhart / air ais agus a’ lorg seòladh an luach bùird a bhathas ag iarraidh, ge bith dè an àireamhachadh. Fhuair Stibitz a-mach gun deach a choimpiutair Model III aige, a’ cliogadh ath-chraolaidhean latha is oidhche, a chuir an àite 25-40 coimpiutair.
Racaidean sealaidheachd Bell Model III
Cha robh ùine aig a’ chàr Model V tuilleadh seirbheis armachd fhaicinn. Tha e air fàs eadhon nas ioma-chruthach agus nas cumhachdaiche. Ma nì sinn measadh air an àireamh de choimpiutairean a chaidh a chuir nan àite, bha e timcheall air deich tursan nas motha na am Model III. Gheibheadh grunn mhodalan coimpiutaireachd le 9 mìle sealaidheachd dàta cuir a-steach bho ghrunn stèiseanan, far an deach luchd-cleachdaidh a-steach do chumhachan diofar ghnìomhan. Bha aon leughadair teip aig gach stèisean airson inntrigeadh dàta agus còig airson stiùireadh. Rinn seo e comasach diofar subroutines a ghairm bhon phrìomh teip nuair a thathar a’ tomhas gnìomh. Sgaoil am prìomh mhodal smachd (gu h-àraidh analog den t-siostam obrachaidh) stiùireadh am measg mhodalan coimpiutaireachd a rèir mar a bha iad rim faighinn, agus dh’ fhaodadh prògraman meuran gun chumha a choileanadh. Cha b’ e dìreach àireamhair a bh’ ann tuilleadh.
Bliadhna na Miracles: 1937
Faodar a’ bhliadhna 1937 a mheas mar àite tionndaidh ann an eachdraidh coimpiutaireachd. A’ bhliadhna sin, mhothaich Shannon agus Stibitz rudan coltach ri chèile eadar cuairtean sealaidheachd agus gnìomhan matamataigeach. Thug na co-dhùnaidhean sin air Bell Labs sreath de dh’ innealan didseatach cudromach a chruthachadh. Bha e seòrsa de - no eadhon ionadachadh - nuair a thàinig sealaidheachd fòn beag, gun a bhith ag atharrachadh a chruth corporra, gu bhith na sgeadachadh de matamataig eas-chruthach agus loidsig.
Anns an aon bhliadhna ann an iris Faoilleach den fhoillseachadh Gnìomhan Comann Matamataig Lunnainn dh’ fhoillsich e artaigil leis an neach-matamataig Breatannach Alan Turing “Air àireamhan computable co-cheangailte ri “(Air àireamhan co-chosmhail, le tagradh gu duilgheadas Entscheidung). Thug e cunntas air inneal coimpiutaireachd uile-choitcheann: bha an t-ùghdar ag argamaid gum faodadh e gnìomhan a dhèanamh a bha co-ionann gu loidsigeach ri gnìomhan choimpiutairean daonna. Bha Turing, a bha air a dhol a-steach don sgoil ceumnaiche aig Oilthigh Princeton a’ bhliadhna roimhe sin, cuideachd air leth inntinneach le cuairtean sealaidheachd. Agus, mar Bush, tha e draghail mun chunnart a tha a’ sìor fhàs a thaobh cogadh leis a’ Ghearmailt. Mar sin ghabh e air adhart pròiseact cryptography taobh - iomadachaidh dàna a ghabhadh a chleachdadh gus conaltradh armachd a chrioptachadh. Thog Turing e bho ath-chraolaidhean a chaidh a chruinneachadh ann am bùth innealan an oilthigh.
Cuideachd ann an 1937, bha Howard Aiken a’ smaoineachadh air inneal coimpiutaireachd fèin-ghluasadach a bha san amharc. Mar oileanach ceumnaiche innleadaireachd dealain à Harvard, rinn Aiken a chuibhreann chothromach de àireamhachadh a’ cleachdadh dìreach àireamhair meacanaigeach agus leabhraichean clò-bhuailte de chlàran matamataigeach. Mhol e dealbhadh a chuireadh às don chleachdadh seo. Eu-coltach ri innealan coimpiutaireachd a th 'ann mar-thà, bha còir aige pròiseasan a phròiseasadh gu fèin-ghluasadach agus gu cuairteach, a' cleachdadh toraidhean àireamhachadh roimhe mar chur-a-steach don ath fhear.
Aig an aon àm, aig Nippon Electric Company, bha an innleadair cian-conaltraidh Akira Nakashima air a bhith a’ sgrùdadh nan ceanglaichean eadar cuairtean sealaidheachd agus matamataig bho 1935. Mu dheireadh, ann an 1938, dhearbh e gu neo-eisimeileach co-ionannachd chuairtean sealaidheachd ri ailseabra Boolean, a lorg Shannon bliadhna roimhe sin.
Ann am Berlin, bha Konrad Zuse, a bha na innleadair itealain roimhe sgìth leis an àireamhachadh gun chrìoch a dh ’fheumar aig an obair, a’ coimhead airson airgead gus dàrna coimpiutair a thogail. Cha b’ urrainn dha a’ chiad inneal meacanaigeach aige, an V1, fhaighinn gu bhith ag obair gu earbsach, agus mar sin bha e airson coimpiutair sealaidheachd a dhèanamh, a cho-leasaich e còmhla ri a charaid, an innleadair cian-conaltraidh Helmut Schreyer.
Iom-fhillteachd ath-chraolaidhean fòn, co-dhùnaidhean mu loidsig matamataigeach, miann inntinnean soilleir gus faighinn cuidhteas obair inntinn - bha seo uile eadar-fhighte agus dh’ adhbhraich sin a’ bheachd air seòrsa ùr de inneal loidsigeach.
Ginealach Dearmad
Dh'fheumadh toradh nan lorgan agus na leasachaidhean ann an 1937 ath-bhreithneachadh airson grunn bhliadhnaichean. B’ e cogadh an todhar a bu chumhachdaiche, agus nuair a thàinig e a-steach, thòisich coimpiutairean sealaidheachd a’ nochdadh ge bith càite an robh an eòlas teignigeach riatanach. Thàinig loidsig matamataigeach gu bhith na trellis airson fìonaichean innleadaireachd dealain. Nochd cruthan ùra de dh’ innealan coimpiutaireachd prògramaichte - a’ chiad sgeidse de choimpiutairean an latha an-diugh.
A bharrachd air innealan Stiebitz, ann an 1944 dh’ fhaodadh na SA bòstadh air an Harvard Mark I/IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), mar thoradh air moladh Aiken. Dh’ èirich an t-ainm dùbailte mar thoradh air crìonadh ann an dàimh eadar an saoghal acadaimigeach agus gnìomhachas: bha a h-uile duine ag agairt còirichean air an inneal. Chleachd an Mark I / ASCC cuairtean smachd sealaidheachd, ach bha am prìomh aonad àireamhachd stèidhichte air ailtireachd àireamhairean meacanaigeach IBM. Chaidh an carbad a chruthachadh airson feumalachdan Biùro Togail Longan na SA. Thòisich an neach a thàinig às a dhèidh, am Marc II, ag obair ann an 1948 aig làrach deuchainn a’ Chabhlaich, agus bha a h-obair gu lèir stèidhichte gu tur air ath-chraolaidhean - 13 sealaidheachd.
Rè a 'chogaidh, thog Zuse grunn choimpiutairean sealaidheachd, a bha a' sìor fhàs iom-fhillte. B’ e an ceann-uidhe an V4, a bha, mar an Bell Model V, a’ toirt a-steach suidheachaidhean airson a bhith a’ gairm subroutines agus a’ coileanadh mheuran cumhach. Air sgàth gainnead stuthan ann an Iapan, cha deach gin de dhealbhaidhean Nakashima agus a chompanaich a thoirt gu buil ann am meatailt gus an d’ fhuair an dùthaich seachad air a’ chogadh. Anns na 1950n, thug Ministreachd Malairt is Gnìomhachais nan Dùthchannan Cèin taic-airgid do chruthachadh dà inneal sealaidheachd, agus bha an dàrna fear na uilebheist le 20 mìle sealaidheachd. Tha Fujitsu, a ghabh pàirt ann an cruthachadh, air a thoraidhean malairteach fhèin a leasachadh.
An-diugh tha na h-innealan sin cha mhòr gu tur air an dìochuimhneachadh. Chan eil ach aon ainm air fhàgail nad chuimhne - ENIAC. Chan eil adhbhar an dearmad co-cheangailte ris an iom-fhillteachd, no comasan, no astar. Tha na feartan coimpiutaireachd agus loidsigeach aig ath-chraolaidhean, a lorg luchd-saidheans agus luchd-rannsachaidh, a’ buntainn ri inneal de sheòrsa sam bith as urrainn a bhith na suidse. Agus mar sin thachair e gu robh inneal eile coltach ris ri fhaighinn - dealanach suidse a dh’ fhaodadh obrachadh ceudan de thursan nas luaithe na sealaidheachd.
Bu chòir cudromachd an Dàrna Cogaidh ann an eachdraidh coimpiutaireachd a bhith follaiseach mar-thà. Thàinig an cogadh as uamhasach gu bhith na bhrosnachadh airson leasachadh innealan dealanach. Le bhith ga chuir air bhog, shaor e na goireasan a dh’ fheumar gus faighinn thairis air easbhaidhean follaiseach suidsichean dealanach. Cha robh riaghladh choimpiutairean electromechanical goirid. Coltach ris na Titans, chaidh an cur thairis leis a 'chloinn aca. Coltach ri ath-chraolaidhean, dh’ èirich atharrachadh eileagtronaigeach bho fheumalachdan a’ ghnìomhachais cian-chonaltraidh. Agus gus faighinn a-mach cò às a thàinig e, feumaidh sinn ar n-eachdraidh ath-thionndadh gu mionaid aig toiseach àm an rèidio.
Source: www.habr.com