Այլ շրջանային հոդվածներ՝
- Մաքսային պատմություն
- Էլեկտրոնային համակարգիչների պատմություն
- Տրանսիսթորների պատմություն
- Օդի պատմություն
Ինչպես մենք տեսանք , ռադիո և հեռախոսային ինժեներները ավելի ուժեղ ուժեղացուցիչների որոնման ընթացքում նոր տեխնոլոգիական ոլորտի հայտնագործություն իրականացրեցին, որը արագորեն էլեկտրոնիկա անունը ստացավ։ Էլեկտրոնային ուժեղացուցիչը հեշտությամբ կարող էր վերածվել թվային միացիչի, որը աշխատում էր շատ ավելի մեծ արագությամբ, քան իր էլեկտրոմեխանիկական ազգականը՝ հեռफोनային ըստ/ռելեն։ Մեխանիկայի բացակայության շնորհիվ էլեկտրոնային լամպը կարող էր միացվել և անջատվել միկրոատոմիկ արեգակը կամ նույնիսկ ավելի արագ, քան տասնյակ միլիսեկունդների կամ ավելի երկար ժամանակ, որոնք պահանջվում էին ըստ/ռելեի համար։
1939-ից 1945 թվականներին այս նոր էլեկտրոնային բաղադրիչների հիման վրա ստեղծվել է երեք համակարգիչ։ Դրանց կառուցմանից ստացվող ամսաթվերը ոչ թե ճակատագրական էին Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակաշրջանում։ Այս հակամարտությունը, որը պատմության մեջ նման չունեցող էր երկիրներին և գիտությանը միջև կապերը զարգացնել ու վերափոխել է, նաև աշխարհին բազմաթիվ նոր սարքեր բերեց։
Երեք առաջին էլեկտրոնային համակարգիչների պատմությունները փոխկապակցված են պատերազմի հետ։ Առաջինն ուղղված էր գերմանական հաղորդագրությունների դեկոդավորման համար և մնացել էր գաղտնիության տակ մինչև 1970-ական թվականները, երբ այն այլևս չունեցավ որևէ հետաքրքրություն, բացի պատմականից։ Երկրորդը՝ որի մասին մեծամասնությունը լսել են, ENIAC-ն էր, ռազմական հաշվիչ, որը կառուցվել էր չափազանց ուշ, որպեսզի օգնություն ցուցաբերի պատերազմին։ Բայց այստեղ մենք կքննարկենք այս երեք մեքենաների ամենաառաջինը, որի հեղինակն է .
Աթանասովը
1930 թվականին Աթանասովը, ծնված ԱՄՆ-ում օտարերկրացի հայրից, , վերջապես հասավ իր երիտասարդական երազանքին և դարձավ տեսական ֆիզիկոս։ Բայց, ինչպես մեծամասնության նման ձգտումների դեպքում, իրականությունը նրան սպասարկեց այնպես, ինչպես նա չէր ակնկալում։ Մասնավորապես, ինչպես XX դարի առաջին կեսի ինժեներն ու ֆիզիկայի ուսանողները, Աթանասովը ստիպված էր տառապել չափազանց դժվարությունների պատճառով մշտական հաշվարկների։ Նրա դիսերտացիան Վիսկոնսինի համալսարանում-ի հելիումի պոլարիզացիայի վերաբերյալ ութ շաբաթ տևեց հոգնած հաշվարկներով՝ օգտագործելով մեխանիկական սեղանի հաշվիչ։
Ջոն Աթանասովը երիտասարդ տարիքում
1935 թվականին, արդեն Iowa նահանգի համալսարանում պրոֆեսորի պաշտոնում աշխատելով, Ատանասովը որոշեց ինչ-որ բան անել այդ ծանրքի հետ: Նա սկսեց հաշվարկել նոր, ավելի հզոր հաշվարկային մեքենայի կառուցման հնարավոր ճանապարհները: Անալոգային մեթոդները (ինչպիսիք են MIT-ի տարբերակային վերլուծիչը) հիմնավորելով սահմանափակ լինելու և неточныеության պատճառով, նա որոշեց կառուցել թվային մեքենա, որը աշխատում է թվերով որպես առանձին արժեքներ, այլ ոչ թե շարունակական չափումները: Նա երիտասարդությունից ծանոթ էր բային թվաբանությանը և հասկանում էր, որ դա շատ ավելի լավը համապատասխանում է բաց/փակ թվային սվիչի կառուցվածքին, քան սովորական տասնորդական թվերը: Ուստի նա որոշեց կառուցել բայի մեքենա: Եվ վերջապես, նա որոշեց, որ այն պետք է լիներ առավել արագ և ճկուն, Այն պետք է լիներ էլեկտրոնային և օգտագործեր էլեկտրոնային լամպեր հաշվարկների համար.
Ատանասովին անհրաժեշտ էր որոշել նաև խնդիրների տարածքը՝ այսինքն՝ ինչպիսի հաշվարկների համար պետք է համապատասխաներ իր համակարգիչը: Վերջ ի վերջո, նա որոշեց, որ զբաղվելու է գծային հավասարումների համակարգերի լուծմամբ, իջեցնելով դրանք միակ փոփոխականին (արդյունավետ )՝ նմանատիպ հաշվարկներով, որոնք գերակշռում էին նրա «դիսերտացիայում»: Նա կպահանջի մինչև երեսուն հավասարություն, մինչև երեսուն փոփոխական յուրաքանչյուրում: Այնպիսի մի համակարգիչ կարող էր լուծել գիտնականների և ինժեներում համար կարևոր խնդիրներ և միևնույն ժամանակ դուրս չէր գալիս չափազանց բարդ լինելուց:
Արվեստի’œuvre
1930-ականների կեսին էլեկտրոնային տեխնոլոգիան հասել է զարմանալի բազմազանության, համեմատած 25 տարի առաջած մարմնավորման հետ: Երկու զարգացման ուղղվածություն առանձնապես լավ էին համապատասխանում Ատանասովի նախագծին՝ ռելե-տրիգեր և էլեկտրոնային հաշվիչ:
19-րդ դարից ի վեր տեխնիկական մեդիա-հաղորդակցության ինժեներները ունենում էին նախընտրելի սարք, որը կոչվում էր անցման_switcher: Փոխանցիչը բիստաբիլ ռելե է, որը օգտագործում է մշտական մագնիսներ, որպեսզի պահի այն վիճակում, որտեղ դուք այն laissiez ՝ բաց կամ փակ, մինչև այն ստանա էլեկտրական ազդանշան, որպեսզի փոխի վիճակը: Բայց էլեկտրոնային լապտերները չէին կարող դրա համար: Նրանց մեջ չէր եղել մեխանիկական բաղադրիչ, և նրանք կարող էին լինել «բուռինգ» կամ «փակ» մինչեւ էլեկտրականություն փոխանցվել կորագծին: 1918 թվականին երկու բրիտանացի ֆիզիկոսներ՝ Ուիլյամ Էքլզ և Ֆրանկ Ջորդան, լապտերները կապեցին այնպես, որ ձևավորվի «ռելե-տրիգեր», որը էլեկտրոնային ռելե է, որը մշտապես մնում է միացված սկսնակ ազդանշանից հետո: Էքլզն ու Ջորդանը ստեղծել էին իրենց համակարգը հեռահաղորդակցման նպատակներով Բրիտանական ադմիրալիտետում Առաջին համաշխարհային պատերազմի ավարտից անմիջապես հետո: Բայց Էքլզ-Ջորդանի շրջանը, որն ավելի ուշ հայտնի դարձավ, ինչպես տրիգեր [անգլ. flip-flop], կարելի էր դիտարկել նաև որպես մեկ կրկնակի թվի պահոց՝ 1, եթե ազդանշանը փոխանցվում է, և 0, մյուս դեպքում: Այս կերպ, n տրիգերներ կարելի էր ներկայացնել կրկնակի թիվ n չափազանցություններ:
Տասը տարի անց տրիգերից հետո էլեկտրոնային հաշվիչների երկրորդ կարևոր առաջընթացը տեղի ունեցավ՝ զուգահեռ աշխարհում հետազոտությունները դուրս էին գալիս: Ուրեմն, ինչպես հաճախ էր տեղի ունենում հաշվիչների վաղ պատմության մեջ, ձանձրույթը դարձավ հնարքի մայր: Ֆիզիկոսները, որոնք ուսումնասիրում էին սուբատոմային մասնիկների տարածումը, ստիպված էին լսել բզզոցներ կամ ժամերով ուսումնասիրել լուսանկարչական գրառումներ, հաշվելով հայտնաբերումների քանակը՝ մասնիկների տարածման արագությունը տարբեր նյութերի միջոցով: Մեխանիկական կամ էլեկտրոմեխանական հաշվիչները գրավիչ հնարավորություն էին առաջարկում այդ գործողությունները հեշտացնելու համար, բայց նրանք շատ դանդաղ էին շարժվում՝ նրանք չէին կարող գրանցել բազմաթիվ իրադարձություններ, որոնք տեղի էին ունենում ժամեր անց:
Այս խնդրի լուծման հիմնական կերպարը , աշխատում էր Էռնեստ Ռեզերդֆորդի ղեկավարության տակ Կավենդիշի լաբորատորիայում Քեմբրիջում: Ուինն-Ուիլյամսը հնարագետ էր էլեկտրոնիկայի մեջ, և արդեն օգտագործել էր լապտերները (կամ փակուղիներ, ինչպես կոչվում էին Բրիտանիայում)՝ ամփոփիչներ ստեղծելու համար, որպեսզի լսել մասնիկների հետ կապված իրադարձությունները: 1930-ական թվականների սկզբին նա հասկացել էր, որ լապտերները կարող են օգտագործվել հաշվիչ ստեղծելու համար, որը նա կոչեց «երկրորդական հաշվիչ»՝ այսինքն` երկկողմ հաշվիչ: Իրականում, դա եղել է մի շարք տրիգերներ, որոնք կարող էին փոխանցել փոխարկումները դեպի վեր մասերից (պրակտիկայում նա օգտագործում էր , լապտերների տեսակներ, որոնք պարունակել են ոչ վակուում, իսկ գազ, որոնք կարող էին մնալ միացված ամբողջ գազի իոնիզացիայի հետո):
Վինն-Ուիլյամսի հաշվիչը արագորեն դարձավ անհրաժեշտ լաբորատոր սարքերի հավաքածու բոլորի համար, ովքեր զբաղվում էին մասը կիսաթիթեղի ֆիզիկայով: Ֆիզիկոսները կառուցում էին շատ փոքր հաշվիչներ, որոնք հաճախ պարունակում էին երեք հնարք (դա նշանակում է, որ կարող էին հաշվել մինչև յոթ): մедленно механիկական հաշվիչի, և արագ գրանցվող իրադարձությունները, որոնք տեղի էին ունենում հաշվիչի դանդաղ շարժվող մեխանիկական մասերով:
Բայց տեսականորեն նման հաշվողիչները կարելի էր genişləndirmək ցանկացած չափերի կամ ճշգրտությունների թվերի։ Սրանք, փաստորեն, էին առաջին թվային էլեկտրոնային հաշվիչ մեքենաները:
Ատանասով-Բերրի համակարգիչ
Ատանասովը ծանոթ էր այս պատմությանը, ինչը համոզեց նրան էլեկտրոնային համակարգիչ կառուցելու հնարավորության մասին։ Բայց նա չէր օգտագործել ուղղակիորեն երկբինանոց հաշվիչներ կամ տրիգերներ: Նախ، հաշվային համակարգի հիմքում նա փորձեց օգտագործել մի փոքր փոփոխված հաշվիչներ — afinal, ինչո՞ւ էր գումարումը այլևս, եթե ոչ կրկնելով հաշվելը։ Բայց ինչ-որ պատճառներով նա չէր կարողանում հաշվողական շղթաները բավական հուսալի ձևավորել, և ստիպված էր մշակել իր գումարումների և բազմապատկումների սխեմաները: Նա չէր կարող օգտագործել տրիգերներ երկբինանոց թվերի ժամանակավոր պահպանման համար, քանի որ իր բյուջեն սահմանափակ էր, և նա դրել էր ամբիցիոզ նպատակ՝ միաժամանակ պահելու thirty գործակիցներ: Ինչպես մենք շուտով կտեսնենք, այս իրավիճակը լուրջ հետևանքներ ուներ:
1939 թվականին Ատանասովը ավարտեց իր համակարգիչը նախագծելը: Հիմա նրան անհրաժեշտ էր համապատասխան գիտելիքներ ունեցող անձ, որպեսզի կառուցի իր համակարգիչը: Նա գտավ նման մեկին Այովա պետական համալսարանի ինժեներական բաժնի շրջանավարտ Քլիֆորդ Բերրի տեսքով: Տարիւն ավարտին Ատանասովը և Բերրին կառուցեցին փոքր նախատիպ։ Հաջորդ տարին նրանք ավարտեցին ամբողջական տարբերակը՝ երեսուն գործակիցներով համակարգչի: 1960-ականներին պատմողը, որ բացահայտեց նրանց պատմությունը, անվանել է նրան Ատանասով-Բերրի համակարգիչ (Atanasoff-Berry Computer, ABC), և այս անունը մնաց։ Սակայն բոլոր թերությունները վերացնել չհաջողվեց։ Կ spesielt, ABC-ն տալիս էր շուրջ մեկ երկբինային թիվ 10000-ի վրա, որը որևէ մեծ հաշվարկի համար կենդանի էր:
Քլիֆորդ Բերրի և ABC 1942 թվականին
Չնայած, Ատանասովի և նրա ABC-ի մեջ կարելի է գտնել բոլոր ժամանակակից համակարգիչների արմատներն ու աղբյուրները։ Խոսքն այն մասին չէ, որ նա (Բերրի շնորհիվ) ստեղծեց առաջին երկբինանոց էլեկտրոնային թվային համակարգիչը: Ինչպե՞ս կարող են չեն լինի հիմնական հատկանիշները միլիարդավոր սարքերի, որոնք ձևավորում և կառավարում են տնտեսությունը, հասարակությունը և մշակույթը ամբողջ աշխարհում:
Но վերադառնալու համար, թվային և բինարային մնացորդները ABC-ի բացառությունը չեն։ Օրինակ, Բելլի բարդ թվերի հաշվիչը (Bell Complex Number Computer, CNC), որը մշակվել է մոտ նույն ժամանակ, թվային, բինարային, էլեկտրոմեխանիկական համակարգ էր, որն ունակ էր հաշվարկներ կատարել բարդ անջղումներում։ Այլ կերպ ասած, ABC-ն և CNC-ն նման էին, որովհետև նրանք լուծում էին խնդիրներ սահմանափակ շրջանակներում և, ի տարբերություն ժամանակակից համակարգիչների, չեն կարող էին ընդունել պատահական հրահանգների հաջորդականություն։
Մնում է «էլեկտրոնային»։ Սակայն, մինչդեռ ABC-ի մաթեմատիկական ներքին մասը էլեկտրոնային էր, այն աշխատում էր էլեկտրոմեխանիկական արագությամբ։ Քանի որ Աթանասովն ու Բերին ֆինանսական պատճառներով չէին կարող օգտագործել էլեկտրոնային լամպեր հազարավոր բինարային թվեր պահելու համար, նրանք օգտագործեցին իրեն բնորոշ էլեկտրոմեխանիկական բաղադրիչներ։ Որոշ հարյուրներ տրիոդներով, որոնք կատարում էին հիմնական մաթեմատիկական հաշվարկները, շրջապատված էին պտտվող գլաններով և խզվող մեքենաներով, որտեղ պահվում էին բոլոր հաշվարկային քայլերի միջանկյալ արժեքները։
Աթանասովն ու Բերին հերոսական աշխատանք կատարեցին տվյալները կարդալու և գրանցելու համար տպաթերթիկների վրա մեծ արագությամբ, այրելով դրանք էլեկտրականությամբ, փոխարենը մեխանիկորեն անցքերը կատարելու։ Բայց դա հանգեցրեց իր խնդիրներին. հենց այրման սարքը մեղավոր էր 1 սխալի համար 10000 թվի։ Բացի այդ, նույնիսկ առավելագույն ջանքերի դեպքում, մեքենան չէր կարող "փորել" ավելի արագ, քան մեկ տող երկրորդում, հետևաբար ABC-ն կարող էր իրականացնել միայն մեկ հաշվարկ տասնյակ ариֆմետիկական սարքերի միջոցով մեկ վայրկյանում։ Քանի որ մնացած ժամանակ էլեկտրոնային լամպերը անգործ էին, անհամբեր " մատը սեղանին հարվածելու " ընթացքում, մինչ ամբողջ այդ մեխանիզմը ափսոսանքով դանդաղ հեծող կլան էր։ Աթանասովն ու Բերին ազնիվ ձիակ ուղարկել էին հացահատիկի կառքերը։ (ABC մոդելի կրկնօրինակի նախագծման ղեկավարն անցյալ դարի 90-ականներին գնահատել էր մեքենայի առավելագույն արագությունը, հաշվի առնելով բոլոր ժամանակի ծախսերը, այդ թվում՝ օպերատորի կողմից խնդիրը կարգավորելու աշխատանքի միջոցով, հինգ գումար կամ հանվել մեկ վայրկյանում։ Սա, իհարկե, ավելի արագ է, քան մարդ-հաշվիչը, բայց ոչ այն արագությունը, որը մենք կապում ենք էլեկտրոնային համակարգիչների հետ։)
ABC-ի սխեման։ Գլանները պահում էին ժամանակային մուտք և ելք կոնդենսատորներում։ Տիրատրոնային սխեման անցք կոպիտների առաջ արդյունքները գրանցելու և կարդալու համար գրանցում և կարդալու համար, ամբողջ քայլի ալգորիթմի աշխատանքը (հավակը վերացնելով փոփոխականներից մեկին համակարգում)։
Աբցի վրա աշխատանքները կանգ են առել 1942 թվականի կեսերին, երբ Աթանասովն ու Բեռինeregisterriendly army machine in the U.S. where bodies and minds were needed. Աթանասովին հրավիրել են Վաշինգտոնի Ծովային արմատական լաբորատորիա, որպեսզի ղեկավարի թիմը, որը մշակել է ակուստիկ նռնակներ: Բեռին ամուսնացել է Աթանասովի քարտուղարի հետ և գտել է աշխատություն զինվորական կոնտրակտով աշխատող ընկերությունում Կալիֆոռնիայում, որպեսզի իր համար պատերազմ չհրավիրեն: Աթանասովը մի ժամանակ փորձում էր իր ստեղծագործությունը պատենտավորել Այովայի նահանգում, բայց առանց հաջողության: Պատերազմից հետո նա զբաղվեց այլ բաներով և այլևս լուրջ չեմ խոսել համակարգիչների մասին: Ցանկացած համակարգիչ 1948 թվականին ուղարկվեց աղբավայր, որպեսզի ազատվի գրասենյակում տեղ նոր շրջանավարտի համար.
Հնարավոր է, Աթանասովն պարզապես չափազանց վաղ սկսեց աշխատել: Նա հիմնվում էր համեստ համալսարանական դրամաշնորհների վրա, և կարող էր ծախսել ընդամենը մի քանի հազար դոլար ABC ստեղծելու, ուստի տնտեսությունը լցրեց բոլոր մյուս խնդիրները իր նախագծում: Եթե նա սպասեր 1940-ականների սկզբներին, նա կարող էր ստանալ պետական դրամաշնորհ լիարժեք էլեկտրոնիկայի սարքի համար: Եվ այդ վիճակում՝ սահմանափակ կիրառմամբ, բարդ կառավարման համակարգով, անցանկալի, ոչ այնքան արագ՝ ABC-ն չդարձավ խոստումնալից մարքեթինգային հայտարարություն էլեկտրոնիկուրելն: ԱՄՆ զինվորական մեքենան, բոլոր հաշվի առնելով հաշվարկման սով, ABC-ն թողեց կախված Էյմս քաղաքում Այովայի նահանգում.
Պատերազմի հաշվարկման մեքենաներ
Առաջին աշխարհամարտը ստեղծեց և գործարկեց գիտության և տեխնոլոգիայի զանգվածային ներդրումների համակարգը, և պատրաստեց դա երկրորդ աշխարհամարտին: Մի քանի տարիների ընթացքում ցամաքում ու ծৰում պատերազմի վարումը անցավ այրված գազերի, մագնիսական վիրակապերի, օդային հետախուզության և ռմբահարումների կիրառմանը, և այլնի: Որևէ քաղաքական կամ ռազմական առաջնորդ չէր կարող չնկատել նման արագ փոփոխությունները: Նրանք այնքան արագ էին, որ բավական վաղ սկսված ուսումնասիրությունները կարող էին գործերը շրջել դեպի այս կամ այն կողմ:
ԱՄՆ-ում բավարար նյութեր և ուղեղներ էին (բազմաթիվները զեկույցների զանգվածագրում էին Գիտության դասի գերմանական մեղադրանքներ), և նրանք գտնվել էին անմիջական մարտերի ծնկայինing operations and dominance affecting other countries. This allowed the country to learn this lesson especially clearly. This was manifested in that extensive industrial and intellectual resources were thrown into the creation of the first atomic weapon. A less known but equally important or smaller in scale investment was the investment in radar technology, the center of which was at MIT in Rad Lab.
Այսպիսով, նոր առաջացող ավտոմատ մաթեմատիկական հաշվարկների ոլորտը ստացել է ռազմական ֆինանսավորում, միայն թե շատ ավելի փոքր մասշտաբներով: Մենք արդեն նշել ենք պատերազմի ժամանակ ստեղծված էլեկտրոմեխանիկական հաշվարկային նախագծերի բազմազանությունն։ Ռելեների հիման վրա աշխատող համակարգիչների պոտենցիալն, համեմատաբար, հայտնի էր, քանի որ հեռախոսային станցիաները, որոնք ունեցել են հազարավոր ռելեներ, գրեթե մի քանի տարի աշխատել էին։ Էլեկտրոնային բաղադրիչները դեռ չէին ապացուցել իրենց արդյունավետությունը նման մասշտաբներում։ Շատ մասնագետներ կարծում էին, որ էլեկտրոնային համակարգիչը, անխուսափելիորեն, լինելու է անկանխատեսելի (ABC-ը ծառայեց օրինակ), կամ դրա կառուցումը դեռևս շատ ժամանակ կպահանջի։ Ցուցադրական պետական կապիտալի սահմռկեցուցիչ influx-ի պատճառով էլ, ռազմական էլեկտրոնային հաշվարկային նախագծերը շատ քիչ էին և հազվադեպ։ Կանխանշվել է միայն երեք նախագծեր, որոնցից կրկնակի միայն երկուսը հասցրել են աշխատասեղանների արտադրություն։
Գերմանիայում հեռահաղորդակցության ինժեներ Հելմուտ Շրեյերը ապացուցեց իր ընկերոջ Կոնրադ Ցուզեին էլեկտրոնային մեքենայի արժեքը՝ հակադրելով այն էլեկտրոմեխանիկական «V3»-ին, որը Ցուզեն կառուցում էր օդային արդյունաբերության համար (հետագայում հայտնի դարձավ, որպես Z3): Ցուզեն համաձայնեց աշխատել Շրեյերի հետ երկրորդ նախագծի վրա, և ավիացիայի ուսումնասիրության ինստիտուտը առաջարկեց ֆինանսավորել 100 լամպից բաղկացած պրոտոտիպը 1941 թվականի վերջի։ Բայց երկուսի նախնական աշխատանքը համեմատաբար առաջնային ռազմական պարտականությունների հետ կապված ձգձգվեց, իսկ հետո նրանց աշխատանքը շատ դանդաղեցվեց ռմբահարումների արդյունքում առաջացած վնասների պատճառով, և այն արդյունքում նրանք չկարողացան ապահովել իրենց մեքենայի կայուն աշխատանքը։
Ցուզեն (աջ) և Շրեյերը (ινձի) աշխատում են էլեկտրոմեխանիկական համակարգիչի վրա Ցուզեի ծնողների բեռլինյան բնակարանում։
Բայց առաջին էլեկտրոնային համակարգիչը, որը կատարում էր օգտակար աշխատանք, ստեղծվել է Լոնդոնում գաղտնի լաբորատորիայում, որտեղ հեռահաղորդակցության ինժեներն առաջարկեց նոր ռադիկալ մոտեցում կրիպտաֆրազի հիման վրա։ Այս պատմությունը կբացահայտենք հաջորդ անգամ։
Ի՞նչ կարդալ ավելին:
• Էլիս Ռ. Բուրկս և Արթուր Վ. Բուրկս, Առաջին էլեկտրոնային համակարգիչ. Աթանսոֆի պատմությունը (1988)
• Դավիդ Ռիչի, Համակարգչի Պայծառություն (1986)
• Ջեյն Սմայլի, Տեղեկատու, ով ստեղծեց համակարգիչը (2010)
Ընտանիք: habr.com
