Շարքի այլ հոդվածներ.
- Ռելեի պատմություն
- Էլեկտրոնային համակարգիչների պատմություն
- Տրանզիստորի պատմությունը
- Ինտերնետի պատմություն
Ինչպես տեսանք ներս , ռադիոյի և հեռախոսի ինժեներները ավելի հզոր ուժեղացուցիչներ փնտրելով հայտնաբերեցին նոր տեխնոլոգիական ոլորտ, որն արագ անվանվեց էլեկտրոնիկա: Էլեկտրոնային ուժեղացուցիչը հեշտությամբ կարող է վերածվել թվային անջատիչի, որն աշխատում է շատ ավելի բարձր արագությամբ, քան իր էլեկտրամեխանիկական զարմիկը` հեռախոսի ռելեը: Քանի որ մեխանիկական մասեր չկային, վակուումային խողովակը կարող էր միացնել և անջատվել մեկ միկրովայրկյանում կամ ավելի քիչ, այլ ոչ թե ռելեի համար պահանջվող տասը միլիվայրկյան կամ ավելի:
1939-1945 թվականներին այս նոր էլեկտրոնային բաղադրիչներով ստեղծվեցին երեք համակարգիչներ։ Պատահական չէ, որ դրանց կառուցման ժամկետները համընկնում են Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակաշրջանի հետ։ Այս հակամարտությունը, որը պատմության մեջ անկրկնելի է այն ձևով, որով մարդկանց միացնում էր պատերազմի կառքը, ընդմիշտ փոխեց հարաբերությունները պետությունների և գիտության և տեխնիկայի միջև, ինչպես նաև աշխարհ բերեց մեծ թվով նոր սարքեր:
Երեք առաջին էլեկտրոնային համակարգիչների պատմությունները միահյուսված են պատերազմի հետ: Առաջինը նվիրված էր գերմանական հաղորդագրությունների վերծանմանը և գաղտնիության քողի տակ մնաց մինչև 1970-ականները, երբ այն այլևս այլ հետաքրքրություն չէր ներկայացնում, բացի պատմականից: Երկրորդը, որի մասին ընթերցողների մեծամասնությունը պետք է լսած լիներ, ENIAC-ն էր՝ ռազմական հաշվիչը, որը պատրաստվեց շատ ուշ՝ պատերազմում օգնելու համար: Բայց այստեղ մենք նայում ենք այս երեք մեքենաներից ամենավաղին, որի մտահղացումն է .
Աթանասով
1930-ին Աթանասովը, ամերիկաբնակ գաղթականի որդին , վերջապես հասավ իր պատանեկան երազանքին և դարձավ տեսական ֆիզիկոս։ Բայց, ինչպես շատ նման ձգտումների դեպքում, իրականությունը այն չէր, ինչ նա սպասում էր։ Մասնավորապես, ինչպես XNUMX-րդ դարի առաջին կեսի ճարտարագիտության և ֆիզիկական գիտությունների ուսանողների մեծ մասը, Աթանասովը ստիպված էր կրել մշտական հաշվարկների ցավալի բեռը։ Նրա ատենախոսությունը Վիսկոնսինի համալսարանում հելիումի բևեռացման վերաբերյալ պահանջում էր ութ շաբաթ հոգնեցուցիչ հաշվարկներ՝ օգտագործելով մեխանիկական գրասեղանի հաշվիչ:
Ջոն Աթանասովը երիտասարդության տարիներին
1935 թվականին, արդեն ընդունելով Այովա համալսարանի պրոֆեսորի պաշտոնը, Աթանասովը որոշեց ինչ-որ բան անել այս բեռի դեմ։ Նա սկսեց մտածել նոր, ավելի հզոր համակարգիչ ստեղծելու հնարավոր ուղիների մասին։ Մերժելով անալոգային մեթոդները (օրինակ՝ MIT-ի դիֆերենցիալ անալիզատորը) սահմանափակման և անճշտության պատճառով, նա որոշեց կառուցել թվային մեքենա, որը թվերը վերաբերվում էր որպես դիսկրետ արժեքներ, այլ ոչ թե որպես շարունակական չափումներ: Իր պատանեկությունից նա ծանոթ էր երկուական թվային համակարգին և հասկացավ, որ այն շատ ավելի լավ է տեղավորվում թվային անջատիչի միացման/անջատման կառուցվածքում, քան սովորական տասնորդական թվերը: Այսպիսով, նա որոշեց ստեղծել երկուական մեքենա: Եվ վերջապես նա որոշեց, որ որպեսզի այն լինի ամենաարագը և ճկուն, այն պետք է լինի էլեկտրոնային, իսկ հաշվարկների համար օգտագործի վակուումային խողովակներ։
Աթանասովը պետք է որոշեր նաև խնդրի տարածքը. ինչպիսի՞ հաշվարկների համար պետք է հարմար լինի նրա համակարգիչը: Արդյունքում նա որոշեց, որ կզբաղվի գծային հավասարումների համակարգերի լուծումով՝ դրանք կրճատելով մեկ փոփոխականի (օգտագործելով ) — նույն հաշվարկները, որոնք գերակշռում էին նրա ատենախոսության մեջ։ Այն կաջակցի մինչև երեսուն հավասարումներ՝ յուրաքանչյուրը մինչև երեսուն փոփոխականով: Նման համակարգիչը կարող է լուծել գիտնականների և ինժեներների համար կարևոր խնդիրներ, և միևնույն ժամանակ այն աներևակայելի բարդ չի թվա:
Արվեստի գործ
1930-ականների կեսերին էլեկտրոնային տեխնոլոգիան չափազանց դիվերսիֆիկացված էր իր սկզբնաղբյուրից 25 տարի առաջ: Աթանասովի նախագծին հատկապես հարմար էին երկու մշակումներ՝ ձգանային ռելե և էլեկտրոնային հաշվիչ:
1918-րդ դարից հեռագրային և հեռախոսային ինժեներները իրենց տրամադրության տակ ունեին հարմար սարք, որը կոչվում է անջատիչ։ Անջատիչը երկկայուն ռելե է, որն օգտագործում է մշտական մագնիսներ՝ պահելու այն վիճակում, որը դուք թողել եք՝ բաց կամ փակ, մինչև այն ստանա էլեկտրական ազդանշան՝ վիճակները փոխելու համար: Բայց վակուումային խողովակներն ի վիճակի չէին դրան: Նրանք չունեին մեխանիկական բաղադրիչ և կարող էին լինել «բաց» կամ «փակ», երբ էլեկտրականությունը հոսում էր կամ չէր հոսում սխեմայի միջով: 1 թվականին երկու բրիտանացի ֆիզիկոսներ՝ Ուիլյամ Էքլսը և Ֆրենկ Ջորդանը, երկու լամպեր միացրին լարերով՝ ստեղծելու «ձգանման ռելե»՝ էլեկտրոնային ռելե, որը մնում է անընդհատ միացված՝ սկզբնական ազդակով միացնելուց հետո: Էքլսը և Ջորդանը ստեղծեցին իրենց համակարգը հեռահաղորդակցության նպատակներով բրիտանական ծովակալության համար Առաջին համաշխարհային պատերազմի վերջում: Սակայն Eccles-Jordan շրջանը, որը հետագայում հայտնի դարձավ որպես ձգան [անգլ. flip-flop]-ը կարող է համարվել նաև որպես երկուական թվանշանի պահպանման սարք՝ 0, եթե ազդանշանը փոխանցվում է, և XNUMX հակառակ դեպքում։ Այս կերպ, n flip-flops-ի միջոցով հնարավոր եղավ ներկայացնել n բիթերի երկուական թիվը։
Գործարկումից մոտ տասը տարի անց տեղի ունեցավ էլեկտրոնիկայի երկրորդ խոշոր բեկումը՝ բախվելով հաշվողական աշխարհին՝ էլեկտրոնային հաշվիչներին: Հերթական անգամ, ինչպես հաճախ պատահում էր հաշվարկների վաղ պատմության մեջ, ձանձրույթը դարձավ գյուտի մայրը: Ֆիզիկոսները, ովքեր ուսումնասիրում էին ենթաատոմային մասնիկների արտանետումները, պետք է կամ լսեին կտտոցները կամ ժամերով ուսումնասիրեին լուսանկարչական գրառումները՝ հաշվելով հայտնաբերումների քանակը՝ տարբեր նյութերից մասնիկների արտանետման արագությունը չափելու համար: Մեխանիկական կամ էլեկտրամեխանիկական հաշվիչները գայթակղիչ տարբերակ էին այս գործողությունները հեշտացնելու համար, բայց նրանք շատ դանդաղ էին շարժվում. նրանք չէին կարողանում գրանցել բազմաթիվ իրադարձություններ, որոնք տեղի էին ունենում միմյանցից միլիվայրկյանների ընթացքում:
Այս խնդրի լուծման առանցքային գործիչն էր , ով աշխատել է Էռնեստ Ռադերֆորդի օրոք Քեմբրիջի Քավենդիշ լաբորատորիայում։ Wynne-Williams-ը տիրապետում էր էլեկտրոնիկայի և արդեն օգտագործել էր խողովակներ (կամ փականներ, ինչպես անվանում էին Բրիտանիայում) ուժեղացուցիչներ ստեղծելու համար, որոնք հնարավորություն էին տալիս լսել, թե ինչ է կատարվում մասնիկների հետ: 1930-ականների սկզբին նա հասկացավ, որ փականները կարող են օգտագործվել հաշվիչ ստեղծելու համար, որը նա անվանել է «երկուական մասշտաբի հաշվիչ», այսինքն՝ երկուական հաշվիչ։ Ըստ էության, դա ֆլիպֆլոպների մի շարք էր, որը կարող էր անջատիչներ փոխանցել շղթայի վրա (գործնականում այն օգտագործվում էր. , լամպերի տեսակներ, որոնք պարունակում են ոչ թե վակուում, այլ գազ, որը կարող է մնալ միացված վիճակում գազի ամբողջական իոնացումից հետո):
Wynne-Williams հաշվիչն արագորեն դարձավ անհրաժեշտ լաբորատոր սարքերից մեկը մասնիկների ֆիզիկայով զբաղվող յուրաքանչյուրի համար: Ֆիզիկոսները կառուցեցին շատ փոքր հաշվիչներ, որոնք հաճախ պարունակում էին երեք թվանշաններ (այսինքն՝ կարող են հաշվել մինչև յոթը): դանդաղ մեխանիկական հաշվիչի համար և իրադարձությունների գրանցման համար, որոնք տեղի են ունենում ավելի արագ, քան դանդաղ շարժվող մեխանիկական մասերով մետրը կարող էր գրանցել:
Սակայն տեսականորեն նման հաշվիչներ կարող են տարածվել կամայական չափի կամ ճշգրտության թվերի վրա: Սրանք, խստորեն ասած, առաջին թվային էլեկտրոնային հաշվիչ մեքենաներն էին։
Աթանասով-Բերրի համակարգիչ
Աթանասովին ծանոթ էր այս պատմությունը, որը նրան համոզեց էլեկտրոնային համակարգիչ կառուցելու հնարավորության մեջ։ Բայց նա ուղղակիորեն չէր օգտագործում երկուական հաշվիչներ կամ ֆլիպ-ֆլոպներ: Սկզբում, հաշվիչ համակարգի հիմքի համար, նա փորձեց օգտագործել մի փոքր փոփոխված հաշվիչներ. ի վերջո, ի՞նչ է գումարումը, եթե ոչ կրկնվող հաշվումը: Բայց ինչ-ինչ պատճառներով նա չկարողացավ հաշվելու սխեմաները բավականաչափ հուսալի դարձնել, և նա ստիպված էր մշակել սեփական գումարման և բազմապատկման սխեմաներ: Նա չէր կարող օգտագործել flip-flops երկուական թվերը ժամանակավորապես պահելու համար, քանի որ ուներ սահմանափակ բյուջե և միաժամանակ երեսուն գործակից պահելու հավակնոտ նպատակ: Ինչպես շուտով կտեսնենք, այս իրավիճակը լուրջ հետևանքներ ունեցավ։
1939 թվականին Աթանասովն ավարտել էր իր համակարգչի նախագծումը։ Այժմ նրան անհրաժեշտ էր մեկը, ով ճիշտ գիտելիք ունի այն կառուցելու համար: Այդպիսի մարդու նա գտել է Այովա նահանգի ինստիտուտի ճարտարագիտության շրջանավարտ Քլիֆորդ Բերի անունով: Մինչեւ տարեվերջ Աթանասովն ու Բերին փոքր նախատիպ էին կառուցել։ Հաջորդ տարի նրանք ավարտեցին համակարգչի ամբողջական տարբերակը՝ երեսուն գործակիցով։ 1960-ականներին մի գրող, ով փորել է իրենց պատմությունը, այն անվանել է Ատանասոֆ-Բերրի Համակարգիչ (ABC), և անունը մնացել է: Սակայն բոլոր թերությունները չհաջողվեց վերացնել։ Մասնավորապես, ABC-ն ուներ մոտ մեկ երկուական թվանշանի սխալ 10000-ում, ինչը ճակատագրական կլիներ ցանկացած մեծ հաշվարկի համար:
Քլիֆորդ Բերին և ABC-ն 1942թ
Սակայն Աթանասովում և նրա ABC-ում կարելի է գտնել բոլոր ժամանակակից համակարգիչների արմատներն ու աղբյուրը։ Մի՞թե նա չի ստեղծել (Բերիի ունակ օգնությամբ) առաջին երկուական էլեկտրոնային թվային համակարգիչը։ Արդյո՞ք սրանք միլիարդավոր սարքերի հիմնարար բնութագրերը չեն, որոնք ձևավորում և առաջ մղում են տնտեսություններ, հասարակություններ և մշակույթներ ամբողջ աշխարհում:
Բայց վերադառնանք։ Թվային և երկուական ածականները ABC-ի տիրույթը չեն: Օրինակ, նույն ժամանակ մշակված Bell Complex Number Computer-ը (CNC), թվային, երկուական, էլեկտրամեխանիկական համակարգիչ էր, որն ընդունակ էր հաշվարկել բարդ հարթության վրա: Բացի այդ, ABC-ն և CNC-ն նման էին նրանով, որ նրանք լուծում էին խնդիրներ սահմանափակ տարածքում և չէին կարող, ի տարբերություն ժամանակակից համակարգիչների, ընդունել հրահանգների կամայական հաջորդականություն:
Մնում է «էլեկտրոնային»: Բայց չնայած ABC-ի մաթեմատիկական ներքնակները էլեկտրոնային էին, այն աշխատում էր էլեկտրամեխանիկական արագություններով: Քանի որ Աթանասովը և Բերին ֆինանսապես ի վիճակի չէին օգտագործել վակուումային խողովակները հազարավոր երկուական թվանշաններ պահելու համար, նրանք դրա համար օգտագործեցին էլեկտրամեխանիկական բաղադրիչներ: Մի քանի հարյուր տրիոդներ, որոնք կատարում էին հիմնական մաթեմատիկական հաշվարկներ, շրջապատված էին պտտվող թմբուկներով և պտտվող դակիչ մեքենաներով, որտեղ պահվում էին բոլոր հաշվողական քայլերի միջանկյալ արժեքները:
Աթանասովն ու Բերին հերոսական աշխատանք են կատարել՝ կարդալով և գրելով տվյալները բռունցքով հարվածված քարտերի վրա ահռելի արագությամբ՝ դրանք այրելով էլեկտրականությամբ՝ մեխանիկական բռունցքով հարվածելու փոխարեն: Բայց դա հանգեցրեց իր սեփական խնդիրների. հենց վառվող ապարատն էր պատասխանատու 1 թվի համար 10000 սխալի համար: Ավելին, նույնիսկ լավագույն դեպքում մեքենան չէր կարող վայրկյանում մեկ տողից ավելի արագ «դակել», ուստի ABC-ն կարող էր վայրկյանում մեկ հաշվարկ կատարել իր երեսուն թվաբանական միավորներից յուրաքանչյուրի հետ։ Մնացած ժամանակ վակուումային խողովակները նստած էին անգործ՝ անհամբեր «թմբկահարելով իրենց մատները սեղանի վրա», մինչդեռ այս ամբողջ տեխնիկան ցավագին դանդաղորեն պտտվում էր նրանց շուրջը: Աթանասովն ու Բերին մաքրասեր ձիուն մոտեցրին խոտի սայլին։ (1990-ականներին ABC-ի վերստեղծման նախագծի ղեկավարը գնահատել է մեքենայի առավելագույն արագությունը՝ հաշվի առնելով ծախսված ամբողջ ժամանակը, ներառյալ օպերատորի աշխատանքը՝ առաջադրանքը հստակեցնելու վրա, վայրկյանում հինգ գումարում կամ հանում: Սա, իհարկե, ավելի արագ է, քան մարդկային համակարգիչը, բայց ոչ նույն արագությունը, որը մենք կապում ենք էլեկտրոնային համակարգիչների հետ:)
ABC դիագրամ. Թմբուկները պահում էին ժամանակավոր մուտքն ու ելքը կոնդենսատորների վրա: Թիրատրոն քարտի դակիչ սխեման և քարտի ընթերցիչը գրանցեցին և կարդացին ալգորիթմի մի ամբողջ քայլի արդյունքները (հավասարումների համակարգից վերացնելով փոփոխականներից մեկը):
ABC-ի վրա աշխատանքը կանգ առավ 1942 թվականի կեսերին, երբ Աթանասոֆը և Բերին գրանցվեցին արագ զարգացող ԱՄՆ ռազմական մեքենայի համար, որը պահանջում էր ուղեղներ, ինչպես նաև մարմիններ: Աթանասովը կանչվել է Վաշինգտոնի ռազմածովային զինամթերքի լաբորատորիա՝ ղեկավարելու ակուստիկ ականներ մշակող թիմը։ Բերին ամուսնացել է Աթանասովի քարտուղարի հետ և աշխատանք է գտել Կալիֆորնիայի ռազմական պայմանագրային ընկերությունում, որպեսզի խուսափի պատերազմի մեջ զորակոչվելուց: Աթանասովը որոշ ժամանակ փորձում էր իր ստեղծագործությունն արտոնագրել Այովա նահանգում, սակայն ապարդյուն։ Պատերազմից հետո նա անցավ այլ բաների ու այլեւս լրջորեն չէր զբաղվում համակարգչով։ Ինքը՝ համակարգիչը, ուղարկվել է աղբավայր 1948 թվականին՝ գրասենյակում տեղ ազատելու ինստիտուտի նոր շրջանավարտների համար:
Միգուցե Աթանասովը պարզապես շատ շուտ է սկսել աշխատել։ Նա ապավինում էր համեստ համալսարանական դրամաշնորհներին և կարող էր ծախսել ընդամենը մի քանի հազար դոլար ABC-ի ստեղծման համար, ուստի տնտեսությունը փոխարինեց իր նախագծում մնացած բոլոր մտահոգությունները: Եթե նա սպասեր մինչև 1940-ականների սկիզբը, կարող էր պետական դրամաշնորհ ստանալ լիարժեք էլեկտրոնային սարքի համար: Եվ այս վիճակում՝ օգտագործման մեջ սահմանափակ, դժվար կառավարելի, անվստահելի, ոչ շատ արագ, ABC-ն խոստումնալից գովազդ չէր էլեկտրոնային հաշվարկի առավելությունների համար: Ամերիկյան ռազմական մեքենան, չնայած իր ամբողջ հաշվողական քաղցին, թողեց ABC-ին ժանգոտվել Այովա նահանգի Էյմս քաղաքում:
Պատերազմի հաշվողական մեքենաներ
Առաջին համաշխարհային պատերազմը ստեղծեց և գործարկեց գիտության և տեխնոլոգիայի ոլորտում հսկայական ներդրումների համակարգ և պատրաստեց այն Երկրորդ համաշխարհային պատերազմին: Ընդամենը մի քանի տարվա ընթացքում ցամաքում և ծովում պատերազմի պրակտիկան անցավ թունավոր գազերի, մագնիսական ականների, օդային հետախուզության և ռմբակոծությունների և այլնի օգտագործմանը: Ոչ մի քաղաքական կամ ռազմական ղեկավար չէր կարող չնկատել նման արագ փոփոխություններ։ Նրանք այնքան արագ էին, որ բավական վաղ սկսված հետազոտությունները կարող էին կշեռքները թեքել այս կամ այն ուղղությամբ:
Միացյալ Նահանգներն ուներ շատ նյութեր և ուղեղ (որոնցից շատերը փախել էին Հիտլերյան Գերմանիայից) և հեռու էր գոյատևման և գերիշխանության անմիջական մարտերից, որոնք ազդում էին այլ երկրների վրա: Սա երկրին թույլ տվեց հատկապես հստակորեն սովորել այս դասը։ Դա դրսևորվեց նրանով, որ հսկայական արդյունաբերական և մտավոր ռեսուրսներ են հատկացվել առաջին ատոմային զենքի ստեղծմանը։ Ավելի քիչ հայտնի, բայց նույնքան կարևոր կամ ավելի փոքր ներդրում էր ներդրումը ռադիոտեղորոշիչ տեխնոլոգիայի մեջ, որը կենտրոնացած էր MIT-ի Rad Lab-ում:
Այսպիսով, ավտոմատ հաշվարկների նոր ոլորտը ստացավ ռազմական ֆինանսավորման իր բաժինը, թեև շատ ավելի փոքր մասշտաբով: Մենք արդեն նշել ենք պատերազմի արդյունքում առաջացած էլեկտրամեխանիկական հաշվարկային նախագծերի բազմազանությունը: Ռելեի վրա հիմնված համակարգիչների ներուժը, համեմատաբար, հայտնի էր, քանի որ այդ ժամանակ արդեն երկար տարիներ գործում էին հազարավոր ռելեներով հեռախոսային կայաններ: Էլեկտրոնային բաղադրիչները դեռ չեն ապացուցել իրենց աշխատանքը նման մասշտաբով: Փորձագետների մեծամասնությունը կարծում էր, որ էլեկտրոնային համակարգիչն անխուսափելիորեն անվստահելի կլինի (օրինակ ABC-ն էր) կամ շատ երկար ժամանակ կպահանջվի կառուցելու համար: Չնայած կառավարության փողերի անսպասելի ներհոսքին, ռազմական էլեկտրոնային հաշվողական նախագծերը շատ քիչ էին: Գործարկվել են միայն երեքը, և դրանցից միայն երկուսն են հանգեցրել գործող մեքենաների:
Գերմանիայում հեռահաղորդակցության ինժեներ Հելմուտ Շրեյերն իր ընկեր Կոնրադ Զուզեին ապացուցեց էլեկտրոնային մեքենայի արժեքը էլեկտրամեխանիկական «V3»-ի նկատմամբ, որը Zuse-ն կառուցում էր ավիացիոն արդյունաբերության համար (հետագայում հայտնի դարձավ որպես Z3): Ցուզեն ի վերջո համաձայնեց աշխատել Շրեյերի հետ երկրորդ նախագծի վրա, իսկ Ավիացիոն հետազոտությունների ինստիտուտը 100 թվականի վերջին առաջարկեց ֆինանսավորել 1941 խողովակի նախատիպը: Բայց երկու տղամարդիկ սկզբում ձեռնամուխ եղան ավելի առաջնահերթ պատերազմական աշխատանքին, այնուհետև նրանց աշխատանքը կտրուկ դանդաղեցվեց ռմբակոծության վնասների պատճառով, ինչը նրանց թույլ չտվեց ապահովել իրենց մեքենան հուսալիորեն աշխատելու:
Զուզեն (աջից) և Շրեյերը (ձախ) աշխատում են էլեկտրամեխանիկական համակարգչի վրա Զուզեի ծնողների Բեռլինի բնակարանում։
Եվ առաջին էլեկտրոնային համակարգիչը, որն օգտակար աշխատանք է կատարել, ստեղծվել է Բրիտանիայի գաղտնի լաբորատորիայում, որտեղ հեռահաղորդակցության ինժեներն առաջարկել է արմատական նոր մոտեցում փականի վրա հիմնված կրիպտովերլուծության համար: Այս պատմությունը կբացահայտենք հաջորդ անգամ։
Էլ ի՞նչ կարդալ.
• Ալիս Ռ. Բուրկս և Արթուր Վ. Բուրքս, Առաջին էլեկտրոնային համակարգիչ. Աթանսոֆի պատմությունը (1988 թ.)
• Դեյվիդ Ռիչի, The Computer Pioneers (1986 թ.)
• Ջեյն Սմայլի, մարդը, ով հայտնագործեց համակարգիչը (2010 թ.)
Source: www.habr.com