Ing kita diterangake munggah saka ngalih telpon otomatis, kang kontrol nggunakake sirkuit relay. Wektu iki kita arep ngomong babagan carane para ilmuwan lan insinyur ngembangake sirkuit relay ing generasi komputer digital pisanan - saiki lali.
Relay ing zenith sawijining
Yen sampeyan ngelingi, operasi relay adhedhasar prinsip prasaja: elektromagnet ngoperasikake saklar logam. Gagasan relay diusulake sacara mandiri dening sawetara naturalis lan pengusaha ing bisnis telegraf ing taun 1830-an. Banjur, ing pertengahan abad kaping-XNUMX, panemu lan mekanik ngowahi relay dadi komponen jaringan telegraf sing dipercaya lan ora bisa dipisahake. Ing wilayah iki, urip relay tekan puncak: miniatur, lan generasi insinyur nggawe macem-macem desain nalika resmi latihan ing matématika lan fisika.
Ing wiwitan abad kaping 1870, ora mung sistem switching otomatis, nanging uga meh kabeh peralatan jaringan telpon ngemot sawetara jinis relay. Salah sawijining panggunaan paling wiwitan ing komunikasi telpon wiwit taun XNUMX-an, ing papan switch manual. Nalika pelanggan nguripake gagang telpon (pegangan magneto), sinyal dikirim menyang ijol-ijolan telpon, nguripake blender. A blanker minangka relay sing, nalika dipicu, nyebabake tutup logam tiba ing meja switching operator telpon, sing nuduhake telpon mlebu. Banjur operator wanita enom masang plug menyang konektor, relay wis direset, sawise iku bisa kanggo mundhakaken tutup maneh, kang dianakaké ing posisi iki dening elektromagnet.
Ing taun 1924, loro insinyur Bell nulis, ijol-ijolan telpon manual sing khas nyedhiyakake sekitar 10 pelanggan. Peralatan dheweke ngemot 40-65 ewu relay, sing total gaya magnet "cukup kanggo ngangkat 10 ton." Ing ijol-ijolan telephone gedhe karo ngalih mesin, ciri iki pingan loro. Akeh mayuta-yuta relay digunakake ing saindhenging sistem telpon AS, lan nomer terus saya tambah amarga ijol-ijolan telpon otomatis. Siji sambungan telpon bisa dilayani saka sawetara nganti pirang-pirang atus relay, gumantung saka jumlah lan peralatan ing ijol-ijolan telpon.
Pabrik-pabrik Western Electric, anak perusahaan manufaktur Bell Corporation, ngasilake relay sing akeh banget. Insinyur wis nggawe akeh modifikasi supaya peternak asu utawa penjaga merpati sing paling canggih bakal iri karo macem-macem iki. Kacepetan operasi lan sensitivitas relay dioptimalake, lan ukurane suda. Ing taun 1921, Western Electric ngasilake meh 5 yuta relay saka satus jinis dhasar. Sing paling populer yaiku relay universal Tipe E, piranti sing rata, meh persegi panjang sing bobote pirang-pirang puluh gram. Umume, digawe saka bagean logam sing dicap, yaiku produksi kanthi teknologi maju. Omah kasebut nglindhungi kontak saka bledug lan arus induksi saka piranti tetanggan: biasane relay dipasang cedhak, ing rak kanthi atusan lan ewu relay. Gunggunge 3 varian Tipe E dikembangake, saben duwe konfigurasi belitan lan kontak sing beda.
Rauh relay iki wiwit digunakake ing ngalih paling Komplek.
Koordinat komutator
Ing taun 1910, Gotthilf Betulander, insinyur ing Royal Telegrafverket, perusahaan negara sing nguwasani sebagian besar pasar telepon Swedia (suwene pirang-pirang dekade, meh kabeh), duwe ide. Dheweke percaya yen dheweke bisa ningkatake efisiensi operasi Telegrafverket kanthi mbangun sistem switching otomatis adhedhasar relay. Luwih tepate, ing matriks relay: kothak rod baja sing disambungake menyang saluran telpon, kanthi relay ing persimpangan rod. Saklar kasebut kudu luwih cepet, luwih dipercaya, lan luwih gampang dijaga tinimbang sistem adhedhasar kontak geser utawa puteran.
Menapa malih, Betulander teka munggah karo idea sing iku bisa kanggo misahake pilihan lan bagean sambungan saka sistem menyang sirkuit relay sawijining. Lan liyane saka sistem kudu digunakake mung kanggo nggawe saluran swara, lan banjur dibebaske kanggo nangani telpon liyane. Sing, Betulander teka karo idea sing banjur disebut "kontrol umum".
Dheweke disebut sirkuit sing nyimpen nomer telpon mlebu "recorder" (istilah liyane register). Lan sirkuit sing nemokake lan "tandha" sambungan sing kasedhiya ing kothak diarani "marker". Penulis paten sisteme. Sawetara stasiun kasebut muncul ing Stockholm lan London. Lan ing taun 1918, Betulander sinau babagan inovasi Amerika: saklar koordinat, digawe dening insinyur Bell John Reynolds limang taun sadurunge. Ngalih iki meh padha karo desain Betulander, nanging digunakake n+m relay layanan n+m simpul matriks, kang luwih trep kanggo expansion luwih saka ijol-ijolan telpon. Nalika nggawe sambungan, bar nyekeli clamped senar piano "driji" lan bar milih dipindhah bebarengan matriks kanggo nyambung menyang telpon liyane. Ing taun sabanjure, Betulander nggabungake ide kasebut menyang desain switch.
Nanging akeh insinyur nganggep kreasi Betulander aneh lan ora perlu rumit. Nalika teka wektu kanggo milih sistem ngoper kanggo ngotomatisasi jaringan kutha paling gedhe ing Swedia, Telegrafverket milih desain dikembangaké dening Ericsson. Ngalih Betulander mung digunakake ing ijol-ijolan telpon cilik ing deso: relay luwih dipercaya tinimbang otomatisasi saklar Ericsson lan ora mbutuhake teknisi pangopènan ing saben ijol-ijolan.
Nanging, insinyur telpon Amerika duwe pendapat sing beda babagan perkara iki. Ing taun 1930, spesialis Bell Labs teka ing Swedia lan "banget kesengsem karo paramèter modul switch koordinat." Nalika Amerika bali, padha langsung miwiti nggarap sistem koordinat No.. 1, ngganti switch panel ing kutha-kutha gedhe. Ing taun 1938, rong sistem kasebut dipasang ing New York. Padha dadi peralatan standar kanggo ijol-ijolan telpon kutha, nganti saklar elektronik diganti luwih saka 30 taun sabanjure.
Komponen paling menarik saka X-Switch No. Iki dimaksudake kanggo nggoleki rute gratis saka panelpon menyang sing diarani liwat sawetara modul koordinat sing disambungake, saengga nggawe sambungan telpon. Penanda uga kudu nyoba saben sambungan kanggo negara bebas / sibuk. Iki mbutuhake aplikasi logika kondisional. Minangka sejarawan Robert Chapuis wrote:
Pilihan iku kondisional amarga sambungan gratis mung dianakake yen menehi akses menyang kothak sing nduweni sambungan gratis menyang level sabanjure minangka output. Yen sawetara set sambungan nyukupi kondisi sing dikarepake, banjur "logika preferensial" milih salah siji saka sambungan paling sithik...
Saklar koordinat minangka conto sing apik babagan fertilisasi silang ide teknologi. Betulander nggawe saklar kabeh-relay, banjur nambah karo Reynolds matriks ngoper lan mbuktekaken kinerja desain asil. Insinyur AT&T banjur ngrancang ulang switch hibrida iki, nambah, lan nggawe Sistem Koordinat No.
Tenaga kerja matematika
Kanggo ngerti carane lan ngapa relay lan sedulure elektronik mbantu ngrevolusi komputasi, kita butuh ringkesan babagan jagad kalkulus. Sawise iku, bakal dadi jelas kenapa ana panjaluk sing didhelikake kanggo ngoptimalake proses komputasi.
Ing wiwitan abad kaping XNUMX, kabeh sistem ilmu lan teknik modern adhedhasar karya ewonan wong sing nindakake petungan matematika. Padha disebut komputer (komputer) [Kanggo ngindhari kebingungan, istilah kasebut bakal digunakake ing saindhenging teks kalkulator. — Wigati. jalur]. Ing taun 1820-an, Charles Babbage nggawe (sanajan aparate duwe pendahulu ideologis). Tugas utamane yaiku ngotomatisasi pambangunan tabel matematika, contone kanggo navigasi (pitungan fungsi trigonometri kanthi perkiraan polinomial ing 0 derajat, 0,01 derajat, 0,02 derajat, lan liya-liyane). Ana uga panjaluk gedhe kanggo petungan matematika ing astronomi: perlu kanggo ngolah asil mentah saka pengamatan teleskopik ing wilayah tetep ing bola langit (gumantung saka wektu lan tanggal pengamatan) utawa nemtokake orbit obyek anyar (contone, komet Halley).
Wiwit jaman Babbage, kabutuhan mesin komputasi saya mundhak kaping pirang-pirang. Perusahaan tenaga listrik kudu ngerti prilaku sistem transmisi tenaga balung mburi kanthi sifat dinamis sing kompleks banget. bedhil baja Bessemer, saged mbuwang cangkang liwat cakrawala (lan mulane, thanks kanggo pengamatan langsung saka target, padha ora ono target), dibutuhake tabel balistik tambah akurat. Piranti statistik anyar sing nglibatake pitungan matematika sing akeh (kayata metode kuadrat paling sithik) saya akeh digunakake ing ilmu pengetahuan lan aparat pemerintah sing berkembang. Departemen komputasi muncul ing universitas, lembaga pemerintah, lan perusahaan industri, sing biasane ngrekrut wanita.
Kalkulator mekanik mung nggawe masalah kalkulasi luwih gampang, nanging ora ngrampungake. Kalkulator nyepetake operasi aritmetika, nanging masalah ilmiah utawa teknik sing rumit mbutuhake atusan utawa ewu operasi, saben kalkulator (manungsa) kudu nindakake kanthi manual, kanthi ati-ati ngrekam kabeh asil penengah.
Sawetara faktor nyumbang kanggo munculé pendekatan anyar kanggo masalah petungan matématika. Ilmuwan lan insinyur enom, sing ngetung tugas kanthi susah ing wayah wengi, pengin ngaso tangan lan mripate. Manajer proyek kepeksa ngetokake dhuwit luwih akeh kanggo gaji akeh komputer, utamane sawise Perang Dunia I. Pungkasan, akeh masalah ilmiah lan teknik canggih sing angel dietung nganggo tangan. Kabeh faktor iki mimpin kanggo nggawe seri saka komputer, kang digawa metu ing pimpinan Vannevar Bush, electrical engineer ing Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Analisa diferensial
Nganti titik iki, sejarah asring ora pribadi, nanging saiki kita bakal miwiti ngomong luwih akeh babagan wong tartamtu. Fame liwati liwat pencipta saklar panel, Tipe E relay lan sirkuit penanda fiducial. Malah ora ana anekdot biografi sing isih ana. Siji-sijine bukti sing kasedhiya kanggo umum yaiku sisa-sisa fosil mesin sing digawe.
Saiki kita bisa ngerteni luwih jero babagan wong lan masa lalu. Nanging kita ora bakal ketemu maneh wong-wong sing kerja keras ing loteng lan lokakarya ing ngarep - Morse lan Vail, Bell lan Watson. Ing pungkasan Perang Donya I, jaman panemu heroik wis meh rampung. Thomas Edison bisa dianggep minangka tokoh transisi: ing wiwitan kariré, dheweke dadi penemu sing disewakake, lan ing pungkasan dheweke dadi pemilik "pabrik penemuan". Nalika iku, pangembangan teknologi anyar sing paling misuwur wis dadi domain organisasi-universitas, departemen riset perusahaan, laboratorium pemerintah. Wong-wong sing bakal kita bahas ing bagean iki kalebu organisasi kasebut.
Contone, Vannevar Bush. Dheweke teka ing MIT ing taun 1919, nalika umure 29 taun. Luwih saka 20 taun sabanjure, dheweke dadi salah sawijining wong sing mengaruhi partisipasi Amerika Serikat ing Perang Donya II lan mbantu nambah dana pemerintah, sing salawas-lawase ngganti hubungan antarane pemerintah, akademisi, lan pangembangan ilmu pengetahuan lan teknologi. Nanging kanggo tujuan artikel iki, kita kasengsem ing seri mesin sing dikembangake ing laboratorium Bush wiwit pertengahan 1920-an lan dimaksudake kanggo ngatasi masalah petungan matematika.
MIT, sing bubar pindhah saka tengah Boston menyang pinggir kali Charles River ing Cambridge, rapet selaras karo kabutuhan industri. Bush dhewe, saliyane dadi profesor, duwe kapentingan finansial ing sawetara perusahaan ing bidang elektronik. Dadi, ora kaget yen masalah sing ndadékaké Busch lan murid-muridé bisa nggarap piranti komputasi anyar asalé saka industri energi: simulasi prilaku saluran transmisi ing kondisi beban puncak. Temenan, iki mung salah siji saka pirang-pirang aplikasi komputer: petungan matematika sing angel ditindakake ing endi wae.
Busch lan kanca-kancane nggawe rong mesin sing diarani integrasi produk. Nanging mesin MIT sing paling misuwur lan sukses yaiku mesin liyane - penganalisa diferensial, rampung ing taun 1931. Dheweke ngrampungake masalah karo transmisi listrik, ngitung orbit elektron, lintasan radiasi kosmik ing medan magnet bumi, lan liya-liyane. Peneliti ing saindhenging donya, mbutuhake daya komputasi, nggawe puluhan salinan lan variasi penganalisis diferensial ing taun 1930-an. Sawetara malah saka Meccano (analog Inggris saka set konstruksi anak-anak Amerika saka merek kasebut ).
Analisa diferensial yaiku komputer analog. Fungsi matematika diwilang nggunakake rod logam puteran, kacepetan rotasi saben sing dibayangke sawetara nilai kuantitatif. Motor ndamel rod independen - variabel (biasane diwakili wektu), sing, ing siji, muter rod liyane (variabel diferensial beda) liwat sambungan mechanical, lan fungsi wis diwilang adhedhasar kacepetan rotasi input. Asil petungan digambar ing kertas kanthi bentuk kurva. Komponen sing paling penting yaiku integrator - roda sing muter minangka disk. Integrator bisa ngetung integral saka kurva tanpa petungan manual sing mboseni.
Analisa diferensial. Modul integral - kanthi tutup sing diunggahake, ing sisih jendela ana tabel kanthi asil petungan, lan ing tengah - set rod komputasi
Ora ana komponen analisa sing ngemot relay switch diskrit utawa switch digital. Dadi kenapa kita ngomong babagan piranti iki? Wangsulane yaiku kaping papat mobil kulawarga.
Ing wiwitan taun 1930-an, Bush wiwit pacaran karo Yayasan Rockefeller kanggo entuk dana kanggo pangembangan luwih lanjut saka analisa kasebut. Warren Weaver, kepala yayasan ilmu alam, wiwitane ora yakin. Teknik dudu bidang keahliane. Nanging Busch disebut-sebut potensial limitless mesin anyar kang kanggo aplikasi ngelmu-utamané ing biologi matématika, project pet Weaver kang. Bush uga janji akeh dandan kanggo analyzer, kalebu "kemampuan kanggo cepet ngalih analyzer saka siji masalah kanggo liyane, kaya switchboard telpon." Ing taun 1936, usahane diganjar karo hibah $ 85 kanggo nggawe piranti anyar, sing banjur diarani Rockefeller Differential Analyzer.
Minangka komputer praktis, analisa iki dudu terobosan sing apik. Bush, sing dadi wakil presiden lan dekan teknik MIT, ora bisa nyisihake akeh wektu kanggo ngarahake pembangunan kasebut. Nyatane, dheweke langsung mundur, njupuk tugas minangka ketua Institusi Carnegie ing Washington. Bush ngrasa perang wis cedhak, lan dheweke duwe sawetara ide ilmiah lan industri sing bisa nyukupi kabutuhan militer. Yaiku, dheweke kepengin nyedhaki pusat kekuwatan, ing ngendi dheweke bisa luwih efektif mengaruhi resolusi masalah tartamtu.
Ing wektu sing padha, masalah teknis sing didikte dening desain anyar wis ditanggulangi dening staf laboratorium, lan banjur wiwit dialihake kanggo nggarap masalah militer. Mesin Rockefeller rampung mung ing taun 1942. Militer nemokake iku migunani kanggo produksi in-line meja balistik kanggo artileri. Nanging rauh piranti iki eclipsed murni digital komputer-makili nomer ora minangka jumlah fisik, nanging abstrak, nggunakake posisi ngalih. Iku mung kedaden sing analyzer Rockefeller dhewe digunakake cukup akeh ngalih padha, dumadi saka sirkuit relay.
Shannon
Ing taun 1936, Claude Shannon mung umur 20 taun, nanging dheweke wis lulus saka Universitas Michigan kanthi gelar sarjana teknik elektro lan matematika. Dheweke digawa menyang MIT kanthi selebaran sing dipasang ing papan buletin. Vannevar Bush nggoleki asisten anyar kanggo nggarap penganalisa diferensial. Shannon ngirim lamaran tanpa mangu-mangu lan enggal nggarap masalah anyar sadurunge piranti anyar wiwit dibentuk.
Shannon ora kaya Bush. Dheweke dudu pengusaha, utawa pembangun kekaisaran akademik, utawa administrator. Kabeh urip kang tresna game, teka-teki lan hiburan: catur, juggling, mazes, cryptograms. Kaya akeh wong ing jamane, nalika perang, Shannon ngabdi marang bisnis serius: dheweke nyekel jabatan ing Bell Labs miturut kontrak pemerintah, sing nglindhungi awak sing ringkih saka wajib militer. Panliten babagan kontrol geni lan kriptografi sajrone periode kasebut nyebabake karya seminal babagan teori informasi (sing ora bakal kita demek). Ing taun 1950-an, nalika perang lan akibate suda, Shannon bali mulang ing MIT, mbuwang wektu luang kanggo pangalihan: kalkulator sing makarya sacara eksklusif nganggo angka Romawi; mesin, nalika diuripake, lengen mechanical katon saka iku lan mateni mesin.
Struktur mesin Rockefeller sing ditemoni Shannon kanthi logis padha karo analisa 1931, nanging dibangun saka komponen fisik sing beda. Busch nyadari yen rod lan gear mekanik ing mesin lawas nyuda efisiensi panggunaan: kanggo nindakake petungan, mesin kasebut kudu diatur, sing mbutuhake akeh jam kerja dening mekanik trampil.
Analisa anyar wis ilang kekurangan iki. Desaine ora adhedhasar meja kanthi rod, nanging ing komutator salib disk, prototipe keluwihan sing disumbang dening Bell Labs. Tinimbang ngirim daya saka poros tengah, saben modul integral iki independen mimpin dening motor listrik. Kanggo ngatur mesin kanggo ngatasi masalah anyar, cukup kanggo ngatur relay ing matriks koordinat kanggo nyambungake integrators ing urutan sing dikarepake. A maca tape punched (dipinjam saka piranti telekomunikasi liyane, teletype muter) maca konfigurasi mesin, lan sirkuit relay diowahi sinyal saka tape menyang sinyal kontrol kanggo matriks-iku kaya nyetel seri telpon antarane integrators.
Mesin anyar iki ora mung luwih cepet lan luwih gampang kanggo nyiyapake, iku uga luwih cepet lan luwih akurat saka sawijining leluhur. Dheweke bisa ngatasi masalah sing luwih rumit. Dina iki komputer iki bisa dianggep primitif, malah boros, nanging ing wektu iku ketoke kanggo pengamat sawetara gedhe - utawa mbok menawa elek - Intelligence ing karya:
Sejatine, iku robot math. Otomat sing nganggo listrik dirancang ora mung kanggo ngredhakaké otak manungsa saka beban pitungan lan analisis sing abot, nanging kanggo nyerang lan ngatasi masalah matematika sing ora bisa ditanggulangi dening pikiran.
Shannon klempakan ing Ngonversi data saka tape kertas menyang instruksi kanggo "otak", lan sirkuit relay tanggung jawab kanggo operasi iki. Dheweke ngerteni korespondensi antarane struktur sirkuit lan struktur matematika aljabar Boolean, sing dheweke sinau ing sekolah pascasarjana ing Michigan. Iki minangka aljabar sing operan kasebut BENER lan LALI, lan dening operator - LAN, UTAWA, ORA lsp. Aljabar sing cocog karo pernyataan logis.
Sawise nglampahi musim panas taun 1937 makarya ing Bell Labs ing Manhattan (panggonan sing cocog kanggo mikir babagan sirkuit relay), Shannon nulis tesis master kanthi irah-irahan "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits." Bebarengan karo karya Alan Turing taun sadurunge, tesis Shannon mbentuk pondasi ilmu komputer.
Ing taun 1940-an lan 1950-an, Shannon mbangun sawetara mesin komputasi/logis: kalkulator kalkulus Romawi THROBAC, mesin endgame catur, lan Theseus, labirin sing bisa dipindhah mouse elektromekanis (gambar)
Shannon nemokake yen sistem persamaan logika proposisi bisa langsung diowahi kanthi mekanis dadi sirkuit fisik saklar relay. Dheweke nyimpulake: "Meh kabeh operasi sing bisa diterangake ing sawetara langkah kanthi nggunakake tembung YEN, LAN, UTAWA lan liya-liyane, bisa ditindakake kanthi otomatis nggunakake relay." Contone, loro relay switch kontrol disambungake ing seri mbentuk logis И: Saiki bakal mili liwat kabel utama mung nalika loro elektromagnet diaktifake kanggo nutup ngalih. Ing wektu sing padha, loro relay disambungake ing wangun podo Utawa: Saiki mili liwat sirkuit utama, diaktifake dening salah siji saka elektromagnet. Output saka sirkuit logika kasebut bisa ngontrol elektromagnet saka relay liyane kanggo ngasilake operasi logika sing luwih rumit kaya (A). И B) utawa (C И G).
Shannon ngrampungake disertasi kanthi lampiran sing ngemot sawetara conto sirkuit sing digawe nggunakake metode kasebut. Wiwit operasi aljabar Boolean meh padha karo operasi aritmetika ing biner (yaiku, nggunakake angka biner), dheweke nuduhake carane relay bisa dirakit dadi "penambah listrik ing binar" - kita nyebat panambah binar. Sawetara wulan sabanjure, salah sawijining ilmuwan Bell Labs nggawe penambah kasebut ing meja pawon.
Stibitz
George Stibitz, peneliti ing departemen matématika ing markas Bell Labs ing Manhattan, nggawa peralatan aneh ing wayah sore November 1937. Sel baterei garing, rong lampu cilik kanggo panel hardware, lan sawetara relay Tipe U sing rata sing ditemokake ing tong sampah. Kanthi nambahake sawetara kabel lan sawetara sampah, dheweke ngrakit piranti sing bisa nambah rong nomer biner siji digit (diwakili dening anané utawa ora ana voltase input) lan output nomer rong digit nggunakake bolam lampu: siji kanggo on, zero. kanggo mati.
Penambah Stiebitz binar
Stiebitz, fisikawan kanthi latihan, dijaluk ngevaluasi sifat fisik magnet relay. Dheweke ora duwe pengalaman sadurunge karo relay lan wiwit sinau babagan panggunaan ing sirkuit telpon Bell. George enggal weruh podho antarane sawetara sirkuit lan operasi aritmetika binar. Kaget, dheweke ngrakit proyek sisih ing meja pawon.
Ing kawitan, Stiebitz kang dabbling karo relay aroused sethitik kapentingan ing antarane Manajemen Bell Labs. Nanging ing taun 1938, kepala kelompok riset takon George yen kalkulator bisa digunakake kanggo operasi aritmetika kanthi nomer kompleks (contone. a+bingendi i iku akar kuadrat saka nomer negatif). Pranyata sawetara departemen komputasi ing Bell Labs wis groaning amarga terus-terusan kudu multiply lan dibagi nomer kuwi. Multiplying siji nomer Komplek mbutuhake papat operasi aritmetika ing desktop kalkulator, divisi mbutuhake 16 operasi. Stibitz ngandika bisa ngatasi masalah lan ngrancang sirkuit mesin kanggo petungan kuwi.
Desain pungkasan, sing diwujudake ing logam dening insinyur telpon Samuel Williams, diarani Komputer Nomer Komplek - utawa singkatan Komputer Komplek - lan diluncurake ing taun 1940. 450 relay digunakake kanggo petungan, asil penengah disimpen ing sepuluh ngalih koordinat. Data dilebokake lan ditampa kanthi nggunakake teletype roll. Departemen Bell Labs nginstal telung teletype kasebut, sing nuduhake kabutuhan gedhe kanggo daya komputasi. Relay, matriks, teletypes - ing kabeh cara iku produk saka sistem Bell.
Jam paling apik ing Komplek Komputer nalika tanggal 11 September 1940. Stiebitz presented laporan ing komputer ing rapat saka American Mathematical Society ing Dartmouth College. Dheweke sarujuk yen teletype bakal dipasang ing kana kanthi sambungan telegraf menyang Komplek Komputer ing Manhattan, 400 kilometer. Sing kasengsem bisa pindhah menyang teletype, ketik kondisi masalah ing keyboard lan ndeleng carane ing kurang saka menit teletype gaib prints asil. Antarane sing nguji produk anyar yaiku John Mauchly lan John von Neumann, sing saben-saben bakal duwe peran penting kanggo nerusake crita kita.
Peserta rapat ndeleng sekilas babagan jagad sing bakal teka. Mengko, komputer dadi larang banget nganti pangurus ora bisa nglilani wong-wong mau nganggur nalika pangguna ngeruk dagu ing ngarep konsol manajemen, mikir apa sing kudu diketik sabanjure. Sajrone 20 taun sabanjure, para ilmuwan bakal mikir babagan carane nggawe komputer tujuan umum sing bakal tansah nunggu sampeyan nglebokake data, sanajan lagi nggarap liyane. Banjur 20 taun liyane bakal liwati nganti mode komputasi interaktif iki dadi urutan dina.
Stiebitz ing mburi Terminal Interaktif Dartmouth ing taun 1960-an. Dartmouth College minangka pionir ing komputasi interaktif. Stiebitz dadi profesor kuliah ing taun 1964
Iku ngageti sing, senadyan masalah solves, Komplek Komputer, dening standar modern, ora komputer ing kabeh. Bisa nindakake operasi aritmetika ing nomer kompleks lan bisa uga ngrampungake masalah liyane sing padha, nanging ora masalah umum. Iku ora bisa diprogram. Dheweke ora bisa nindakake operasi kanthi urutan acak utawa bola-bali. Iki minangka kalkulator sing bisa nindakake pitungan tartamtu sing luwih apik tinimbang sing sadurunge.
Kanthi pecah Perang Donya II, Bell, ing pimpinan Stiebitz, nyipta seri komputer sing diarani Model II, Model III lan Model IV (Komputer Kompleks, mula dijenengi Model I). Akèh-akèhé dibangun ing panjalukan saka Komite Riset Pertahanan Nasional, lan dipimpin déning Vannevar Bush. Stibitz ngapikake desain mesin ing syarat-syarat versatility luwih saka fungsi lan programmability.
Contone, Kalkulator Balistik (mengko Model III) dikembangake kanggo kabutuhan sistem kontrol geni anti-pesawat. Iki dioperasikake ing taun 1944 ing Fort Bliss, Texas. Piranti kasebut ngemot 1400 relay lan bisa nglakokake program operasi matematika sing ditemtokake kanthi urutan instruksi ing tape kertas sing digulung. Pita karo data input diwenehake kanthi kapisah, lan data tabular diwenehake kanthi kapisah. Iki ndadekake iku bisa kanggo cepet golek nilai, contone, fungsi trigonometri tanpa petungan nyata. Insinyur lonceng ngembangake sirkuit telusuran khusus (sirkuit mburu) sing mindhai tape maju / mundur lan nggoleki alamat nilai tabel sing dikarepake, preduli saka petungan. Stibitz nemokake yen komputer Model III, ngeklik relay awan lan wengi, ngganti 25-40 komputer.
Lonceng Model III Relay Racks
Mobil Model V ora duwe wektu maneh kanggo ndeleng layanan militer. Iku wis dadi malah luwih Versatile lan kuat. Yen kita ngevaluasi jumlah komputer sing diganti, banjur kira-kira sepuluh kaping luwih gedhe tinimbang Model III. Sawetara modul komputasi kanthi 9 ewu relay bisa nampa data input saka sawetara stasiun, ing ngendi pangguna ngetik kahanan tugas sing beda-beda. Saben stasiun kasebut duwe siji maca tape kanggo entri data lan lima kanggo instruksi. Iki ndadekake iku bisa kanggo nelpon macem-macem subrutin saka tape utama nalika ngitung tugas. Modul kontrol utama (utamane analog saka sistem operasi) mbagekke instruksi ing antarane modul komputasi gumantung kasedhiyan, lan program bisa nindakake cabang kondisional. Iku ora maneh mung kalkulator.
Taun Ajaib: 1937
Taun 1937 bisa dianggep minangka titik balik ing sajarah komputasi. Ing taun iku, Shannon lan Stibitz weruh podho antarane sirkuit relay lan fungsi matematika. Temuan kasebut nyebabake Bell Labs nggawe seri mesin digital sing penting. Iku jenis - utawa malah substitusi - nalika relay telpon andhap asor, tanpa ngganti wujud fisik, dadi pawujudan saka matématika abstrak lan logika.
Ing taun sing padha ing edisi Januari publikasi Prosiding London Mathematical Society nerbitake artikel dening matématikawan Inggris Alan Turing "On computable numbers in relation to "(Ing Nomer Komputasi, Kanthi Aplikasi menyang Entscheidungsproblem). Iki nggambarake mesin komputasi universal: penulis mbantah manawa bisa nindakake tumindak sing padha karo tumindak komputer manungsa. Turing, sing wis mlebu sekolah pascasarjana ing Universitas Princeton taun sadurunge, uga kasengsem karo sirkuit relay. Lan, kaya Bush, dheweke prihatin babagan ancaman perang karo Jerman. Dadi dheweke njupuk proyek kriptografi sisih - multiplier binar sing bisa digunakake kanggo encrypt komunikasi militer. Turing dibangun saka relay sing dipasang ing toko mesin universitas.
Uga ing taun 1937, Howard Aiken mikir babagan mesin komputasi otomatis sing diusulake. Siswa lulusan teknik elektro Harvard, Aiken nindakake pitungan sing adil kanthi nggunakake kalkulator mekanik lan buku tabel matematika sing dicithak. Dheweke ngusulake desain sing bakal ngilangi rutinitas iki. Ora kaya piranti komputasi sing wis ana, mesthine ngolah proses kanthi otomatis lan siklus, nggunakake asil petungan sadurunge minangka input menyang sabanjure.
Sauntara kuwi, ing Nippon Electric Company, insinyur telekomunikasi Akira Nakashima wis njelajah sambungan antarane sirkuit relay lan matématika wiwit taun 1935. Pungkasan, ing taun 1938, dheweke mbuktekake kanthi mandiri babagan persamaan sirkuit relay karo aljabar Boolean, sing ditemokake Shannon setaun sadurunge.
Ing Berlin, Konrad Zuse, mantan insinyur pesawat sing kesel karo petungan tanpa wates sing dibutuhake ing karya, golek dana kanggo mbangun komputer kapindho. Dheweke ora bisa nggawe piranti mekanik pisanane, V1, bisa dipercaya, mula dheweke pengin nggawe komputer relay, sing dikembangake bareng karo kancane, insinyur telekomunikasi Helmut Schreyer.
Versatility relay telpon, kesimpulan babagan logika matematika, kepinginan saka pikiran sing padhang kanggo nyingkirake karya-karya pikiran-numbing - kabeh iki intertwined lan mimpin kanggo emergence saka idea saka jinis anyar saka mesin logis.
Generasi Kelalen
Woh-wohan saka panemuan lan pangembangan taun 1937 kudu masak nganti pirang-pirang taun. Perang mbuktekaken minangka pupuk paling kuat, lan kanthi tekane, komputer relay wiwit katon ing ngendi wae ana keahlian teknis sing dibutuhake. Logika matematika dadi trellis kanggo anggur teknik listrik. Wujud anyar mesin komputasi sing bisa diprogram - sketsa pisanan komputer modern.
Saliyane mesin Stiebitz, ing taun 1944 AS bisa gumunggung karo Harvard Mark I/IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), minangka asil saka proposal Aiken. Jeneng kaping pindho muncul amarga rusake hubungan antarane akademisi lan industri: kabeh wong ngaku hak piranti kasebut. Mark I / ASCC nggunakake sirkuit kontrol relay, nanging unit aritmetika utama adhedhasar arsitektur kalkulator mekanik IBM. Kendaraan kasebut digawe kanggo kabutuhan Biro Perkapalan AS. Peneruse, Mark II, wiwit operasi ing taun 1948 ing situs tes Angkatan Laut, lan kabeh operasi adhedhasar kabeh relay-13 relay.
Sajrone perang, Zuse mbangun sawetara komputer relay, tambah rumit. Puncak kasebut yaiku V4, sing, kaya Bell Model V, kalebu setelan kanggo nelpon subrutin lan nindakake cabang kondisional. Amarga kekurangan materi ing Jepang, ora ana rancangan Nakashima lan kanca-kancane sing diwujudake ing logam nganti negara kasebut pulih saka perang. Ing taun 1950-an, Kamentrian Perdagangan Luar Negeri lan Industri sing mentas dibentuk mbiayai nggawe rong mesin relay, sing nomer loro yaiku monster kanthi 20 ewu relay. Fujitsu, sing melu nggawe, wis ngembangake produk komersial dhewe.
Dina iki mesin iki meh rampung lali. Mung siji jeneng tetep ing memori - ENIAC. Alesan kanggo lalen ora ana hubungane karo kerumitan, utawa kemampuan, utawa kacepetan. Sifat komputasi lan logis saka relay, sing ditemokake dening para ilmuwan lan peneliti, ditrapake kanggo piranti apa wae sing bisa dadi saklar. Lan kedadeyan manawa piranti liyane sing padha kasedhiya - elektronik switch sing bisa operate atusan kaping luwih cepet saka relay.
Pentinge Perang Donya II ing sajarah komputasi mesthine wis jelas. Perang paling elek dadi impetus kanggo pangembangan mesin elektronik. Peluncuran kasebut mbebasake sumber daya sing dibutuhake kanggo ngatasi kekurangan saklar elektronik sing jelas. Pamrentahan komputer elektromekanis ora suwe. Kaya Titans, padha dibuwang dening anak-anake. Kaya relay, switch elektronik muncul saka kabutuhan industri telekomunikasi. Lan kanggo mangerteni saka ngendi asale, kita kudu mundurake sejarah kita menyang wayahe nalika wiwitan jaman radio.
Source: www.habr.com