Сериядағы басқа мақалалар:
- Эстафетаның шығу тарихы
- Электрондық есептеуіш машиналардың пайда болу тарихы
- Транзистордың пайда болу тарихы
- Интернет тарихы
Біз көргендей , радио және телефон инженерлері неғұрлым қуатты күшейткіштерді іздеуде тез электроника деп аталатын жаңа технологиялық өрісті ашты. Электрондық күшейткішті оңай сандық қосқышқа айналдыруға болады, ол өзінің электромеханикалық туысы телефон релесіне қарағанда әлдеқайда жоғары жылдамдықта жұмыс істейді. Механикалық бөліктер болмағандықтан, вакуумдық түтікті реле талап ететін он миллисекунд немесе одан да көп емес, микросекундта немесе одан аз уақыт ішінде қосуға және өшіруге болады.
1939 жылдан 1945 жылға дейін осы жаңа электронды құрамдастарды пайдаланып үш компьютер жасалды. Олардың салыну мерзімі Екінші дүниежүзілік соғыс кезеңіне сәйкес келуі кездейсоқ емес. Бұл қақтығыс – тарихта теңдесі жоқ, адамдарды соғыс арбасына отырғызу – мемлекеттер арасындағы, ғылым мен техника арасындағы қарым-қатынасты мәңгілікке өзгертті, сонымен қатар әлемге көптеген жаңа құрылғыларды әкелді.
Алғашқы үш электронды компьютердің тарихы соғыспен байланысты. Біріншісі неміс хабарламаларының шифрын ашуға арналды және 1970-ші жылдарға дейін құпияның астында қалды, ол бұдан былай тарихтан басқа қызығушылық тудырмайды. Оқырмандардың көпшілігі естіген екіншісі - соғысқа көмектесу үшін тым кеш аяқталған әскери калькулятор ENIAC болды. Бірақ бұл жерде біз осы үш машинаның ең ертесін қарастырамыз .
Атанасов
1930 жылы Атанасов, американдық эмигранттың ұлы , ақыры жастық арманына жетіп, теориялық физик атанған. Бірақ, көптеген ұмтылыстар сияқты, шындық ол күткендей болмады. Атап айтқанда, XNUMX-ғасырдың бірінші жартысындағы инженерлік-физикалық ғылымдар студенттерінің көпшілігі сияқты, Атанасовқа да тұрақты есептеулердің ауыр жүгін бастан кешіруге тура келді. Оның Висконсин университетінде гелийдің поляризациясы туралы диссертациясы механикалық үстелдік калькуляторды пайдаланып сегіз апта бойы жалықтыратын есептеулерді қажет етті.
Джон Атанасов жас кезінде
1935 жылға қарай Айова университетінің профессоры лауазымын қабылдап алған Атанасов бұл ауыртпалықпен күресуді шешті. Ол жаңа, анағұрлым қуатты компьютер құрудың мүмкін жолдары туралы ойлана бастады. Аналогтық әдістерден (мысалы, MIT дифференциалдық анализаторы) шектеулер мен дәлсіздікке байланысты бас тарта отырып, ол сандарды үздіксіз өлшеулер ретінде емес, дискретті мәндер ретінде қарастыратын цифрлық машина жасауды шешті. Жас кезінен ол екілік санау жүйесімен таныс болды және оның әдеттегі ондық сандарға қарағанда цифрлық қосқыштың қосу/өшіру құрылымына әлдеқайда жақсы сәйкес келетінін түсінді. Сондықтан ол екілік машина жасауды шешті. Ақырында, ол ең жылдам және икемді болуы үшін электронды болуы керек және есептеулер үшін вакуумдық түтіктерді пайдалану керек деп шешті.
Атанасов проблемалық кеңістікті де шешуі керек болды - оның компьютері қандай есептеулерге жарамды болуы керек? Нәтижесінде ол сызықтық теңдеулер жүйесін шешумен айналысамын деп шешті, оларды бір айнымалыға келтіреді (қолдану арқылы). ) — оның диссертациясында басым болған дәл сол есептеулер. Ол әрқайсысында отызға дейін айнымалысы бар отызға дейін теңдеуді қолдайды. Мұндай компьютер ғалымдар мен инженерлер үшін маңызды мәселелерді шеше алады және сонымен бірге ол керемет күрделі емес сияқты.
Өнер туындысы
1930 жылдардың ортасына қарай электронды технология 25 жыл бұрын пайда болғаннан бастап өте әртараптандырылды. Атанасов жобасына екі әзірлеме өте қолайлы болды: іске қосу релесі және электронды есептегіш.
1918 ғасырдан бастап телеграф және телефон инженерлерінің қолдарында коммутатор деп аталатын ыңғайлы құрылғы болды. Коммутатор - күйлерді ауыстыру үшін электр сигналын алғанша, оны ашық немесе жабық күйде қалдыру үшін тұрақты магниттерді пайдаланатын екі тұрақты реле. Бірақ вакуумдық түтіктер бұған қабілетті емес еді. Олардың механикалық құрамдас бөлігі болмады және электр тізбегі арқылы ағып жатқан немесе ағып жатқан кезде «ашық» немесе «жабық» болуы мүмкін. 1 жылы екі британдық физик Уильям Эклс пен Фрэнк Джордан екі шамды сыммен қосып, «триггер релесін» - бастапқы импульспен қосылғаннан кейін үнемі қосулы болып қалатын электрондық реле жасады. Экклс пен Иордания Бірінші дүниежүзілік соғыстың соңында Британдық адмиралтат үшін телекоммуникация мақсатында өз жүйесін құрды. Бірақ кейінірек триггер ретінде белгілі болған Эклс-Джордан тізбегі [Ағылшын. flip-flop] екілік цифрды сақтауға арналған құрылғы ретінде де қарастырылуы мүмкін - егер сигнал берілсе 0, ал басқа жағдайда XNUMX. Осылайша, n флип-флоп арқылы n биттің екілік санын көрсету мүмкін болды.
Триггерден шамамен он жыл өткен соң, электроникадағы екінші үлкен серпіліс компьютер әлемімен соқтығысты: электронды есептегіштер. Тағы да, компьютердің ерте тарихында жиі болғандай, зерігу өнертабыстың анасы болды. Субатомдық бөлшектердің эмиссиясын зерттейтін физиктер әр түрлі заттардан бөлшектердің шығарылу жылдамдығын өлшеу үшін анықтаулар санын есептей отырып, не шертулерді тыңдауға немесе фотографиялық жазбаларды зерттеуге бірнеше сағат жұмсауға тура келді. Механикалық немесе электромеханикалық есептегіштер бұл әрекеттерді жеңілдету үшін қызықты нұсқа болды, бірақ олар тым баяу қозғалды: олар бір-бірінің миллисекундтарында орын алған көптеген оқиғаларды тіркей алмады.
Бұл мәселені шешудегі басты тұлға болды Кембридждегі Кавендиш зертханасында Эрнест Рутерфордтың басшылығымен жұмыс істеген. Уинн-Уильямс электрониканы меңгерген және бөлшектермен не болып жатқанын естуге мүмкіндік беретін күшейткіштерді жасау үшін түтіктерді (немесе оларды Ұлыбританияда осылай атаған клапандарды) пайдаланған. 1930 жылдардың басында ол клапандарды есептегішті жасау үшін қолдануға болатынын түсінді, ол оны «екілік шкала есептегіші» деп атады, яғни екілік санауыш. Негізінде бұл коммутаторларды тізбек бойынша жібере алатын флип-флоптар жиынтығы болды (іс жүзінде ол қолданылған , құрамында вакуум емес, газ толық ионданғаннан кейін қосулы күйінде қалуы мүмкін шамдар түрлері).
Wynne-Williams есептегіші тез арада бөлшектер физикасымен айналысатын кез келген адам үшін қажетті зертханалық құрылғылардың біріне айналды. Физиктер көбінесе үш цифрдан тұратын өте кішкентай есептегіштерді құрастырды (яғни жетіге дейін санауға қабілетті). баяу механикалық есептегіш үшін және баяу қозғалатын механикалық бөліктері бар есептегіштен жылдамырақ орын алатын оқиғаларды жазу үшін.
Бірақ теорияда мұндай есептегіштерді ерікті өлшем немесе дәлдік сандарына дейін кеңейтуге болады. Бұл, нақты айтқанда, алғашқы цифрлық электронды есептеу машиналары болды.
Атанасов-Берри компьютері
Атанасов бұл оқиғамен таныс болды, ол оны электронды есептеуіш машина жасау мүмкіндігіне сендірді. Бірақ ол екілік есептегіштерді немесе флип-флоптарды тікелей пайдаланбады. Алғашында, санау жүйесінің негізі үшін ол сәл өзгертілген санауыштарды қолдануға тырысты - ақыр соңында, қайталап санау болмаса, қосу дегеніміз не? Бірақ қандай да бір себептермен ол санау тізбектерін жеткілікті сенімді ете алмады және ол өзінің қосу және көбейту схемаларын әзірлеуге мәжбүр болды. Ол екілік сандарды уақытша сақтау үшін флип-флоптарды пайдалана алмады, өйткені оның бюджеті шектеулі және бір уақытта отыз коэффициентті сақтау амбициясы бар еді. Жақында көретініміздей, бұл жағдайдың салдары ауыр болды.
1939 жылға қарай Атанасов өзінің компьютерін жобалауды аяқтады. Енді оны құрастыру үшін оған дұрыс білімі бар адам керек болды. Ол мұндай адамды Айова штатының инженерлік факультетін бітірген Клиффорд Берриден тапты. Жылдың соңына қарай Атанасов пен Берри шағын прототипін құрастырды. Келесі жылы олар компьютердің отыз коэффициенті бар толық нұсқасын аяқтады. 1960 жылдары олардың тарихын қазып алған бір жазушы оны Атанасофф-Берри компьютері (ABC) деп атады, ал аты қалды. Алайда барлық кемшіліктерді жою мүмкін болмады. Атап айтқанда, ABC жүйесінде 10000 XNUMX-ға жуық екілік санның қатесі болды, бұл кез келген үлкен есептеу үшін өлімге әкеледі.
Клиффорд Берри және ABC 1942 ж
Дегенмен, Атанасов пен оның ABC жүйесінде барлық заманауи компьютерлердің тамыры мен көзін табуға болады. Ол (Берридің қабілетті көмегімен) алғашқы екілік электронды цифрлық компьютерді жасаған жоқ па? Бұл дүние жүзіндегі экономикаларды, қоғамдар мен мәдениеттерді қалыптастыратын және басқаратын миллиардтаған құрылғылардың негізгі сипаттамалары емес пе?
Бірақ қайтайық. Сандық және екілік сын есімдер ABC домені емес. Мысалы, дәл сол уақытта жасалған Bell Complex Number Computer (CNC) күрделі жазықтықта есептеуге қабілетті сандық, екілік, электромеханикалық компьютер болды. Сондай-ақ, ABC және CNC шектеулі аймақтағы есептерді шешетіндігімен ұқсас болды және қазіргі компьютерлерден айырмашылығы, нұсқаулардың ерікті тізбегін қабылдай алмады.
Қалғаны – «электрондық». Бірақ ABC математикалық ішкі бөліктері электронды болғанымен, ол электромеханикалық жылдамдықпен жұмыс істеді. Атанасов пен Берри мыңдаған екілік сандарды сақтау үшін вакуумдық түтіктерді пайдалана алмағандықтан, олар бұл үшін электромеханикалық компоненттерді пайдаланды. Негізгі математикалық есептеулерді орындайтын бірнеше жүз триодтар айналмалы барабандармен және барлық есептеу қадамдарының аралық мәндері сақталатын бұралмалы штамптау машиналарымен қоршалған.
Атанасов пен Берри перфокарталарды механикалық түрде тесудің орнына электр тогымен жағу арқылы перфокарталарға деректерді оқу және жазу бойынша ерлік жұмыс жасады. Бірақ бұл өз проблемаларына әкелді: бұл 1 10000 нөмірге 1990 қатеге жауап беретін жану аппараты болды. Оның үстіне, тіпті ең жақсы жағдайда да, машина секундына бір сызықтан жылдамырақ «тестіле» алмады, сондықтан ABC өзінің отыз арифметикалық бірлігінің әрқайсысымен секундына бір ғана есеп жүргізе алды. Қалған уақыт ішінде вакуумдық түтіктер шыдамсыз «саусақтарын үстелге ұрып», жұмыс істемей отырды, ал бұл техниканың бәрі олардың айналасында ауыр баяу айналды. Атанасов пен Берри асыл тұқымды жылқыны шөп арбасына қондырды. (XNUMX жылдардағы ABC-ті қайта құру жобасының жетекшісі оператордың тапсырманы нақтылау бойынша жұмысын қоса алғанда, жұмсалған барлық уақытты ескере отырып, машинаның максималды жылдамдығын секундына бес қосу немесе азайту арқылы бағалады. Бұл, әрине, адам компьютерінен жылдамырақ, бірақ біз электронды компьютерлермен байланыстыратын жылдамдықпен бірдей емес.)
ABC диаграммасы. Барабандар конденсаторларда уақытша кіріс пен шығысты сақтайды. Тиратрон картасының перфелі тізбегі және картаны оқу құрылғысы алгоритмнің бүкіл қадамының нәтижелерін жазып алды және оқыды (теңдеулер жүйесінен айнымалылардың бірін алып тастайды).
ABC-тегі жұмыс 1942 жылдың ортасында Атанасофф пен Берри АҚШ-тың тез дамып келе жатқан соғыс машинасына қол қойған кезде тоқтап қалды, бұл ми мен денені қажет етеді. Атанасов Вашингтондағы Әскери-теңіз оқ-дәрілер зертханасына акустикалық кеніштерді жасаушы топты басқаруға шақырылды. Берри Атанасовтың хатшысына үйленіп, соғысқа тартылмау үшін Калифорниядағы әскери келісімшарт компаниясына жұмысқа орналасты. Атанасов өз туындысын Айова штатында біраз уақыт патенттеуге тырысты, бірақ нәтиже болмады. Соғыстан кейін ол басқа істерге көшті және енді компьютермен шындап айналыспайды. Компьютердің өзі 1948 жылы институттың жаңа түлегі үшін кеңседен орын беру үшін полигонға жіберілді.
Атанасов жұмысқа тым ерте кіріскен шығар. Ол қарапайым университет гранттарына сүйенді және ABC құру үшін бар болғаны бірнеше мың доллар жұмсай алды, сондықтан экономика оның жобасындағы барлық басқа алаңдаушылықтарды ауыстырды. Егер ол 1940 жылдардың басына дейін күтсе, ол толыққанды электронды құрылғы үшін мемлекеттік грантқа ие болуы мүмкін еді. Және бұл күйде - пайдалану шектеулі, басқару қиын, сенімсіз, өте жылдам емес - ABC электрондық есептеуіш техниканың артықшылықтарының перспективалы жарнамасы болмады. Американдық соғыс машинасы компьютерлік аштыққа қарамастан, Айова штатындағы Эймс қаласында тот басып ABC-ті тастап кетті.
Соғыс кезіндегі есептеу машиналары
Бірінші дүниежүзілік соғыс ғылым мен техникаға жаппай инвестиция салу жүйесін құрып, іске қосты және оны Екінші дүниежүзілік соғысқа дайындады. Небәрі бірнеше жылдың ішінде құрлықтағы және теңіздегі соғыс тәжірибесі улы газдарды, магниттік миналарды, әуеден барлау мен бомбалауды және т.б. пайдалануға көшті. Мұндай жылдам өзгерістерді ешбір саяси немесе әскери басшы байқамауы мүмкін емес. Олар соншалықты жылдам болды, сондықтан ерте басталған зерттеулер таразыларды бір бағытта немесе басқа бағытта айналдыруы мүмкін.
Құрама Штаттардың көптеген материалдары мен миы болды (олардың көпшілігі Гитлерлік Германиядан қашып кеткен) және басқа елдерге әсер ететін тірі қалу мен үстемдік үшін дереу шайқастардан аулақ болды. Бұл елге бұл сабақты әсіресе анық білуге мүмкіндік берді. Бұл бірінші атом қаруын жасауға орасан зор өндірістік және интеллектуалдық ресурстар жұмсалуынан көрінді. Азырақ белгілі, бірақ бірдей маңызды немесе азырақ инвестиция MIT Rad Lab орталығында орналасқан радар технологиясына инвестиция болды.
Осылайша, автоматты есептеудің жаңа өрісі әлдеқайда аз көлемде болса да, әскери қаржыландырудың өз үлесін алды. Біз соғыс кезінде жасалған электромеханикалық есептеу жобаларының әртүрлілігін атап өттік. Релелік компьютерлердің әлеуеті салыстырмалы түрде белгілі болды, өйткені ол кезде мыңдаған релелері бар телефон станциялары көп жылдар бойы жұмыс істеді. Электрондық құрамдас бөліктер мұндай масштабта өнімділігін әлі дәлелдеген жоқ. Көптеген сарапшылар электронды компьютер сөзсіз сенімсіз болады деп сенді (мысалы, ABC болды) немесе оны құру тым ұзаққа созылады. Үкімет ақшасының кенеттен ағынына қарамастан, әскери электронды есептеуіш жобалар аз болды. Тек үшеуі ғана іске қосылды, олардың екеуі ғана жұмыс істейтін машиналарға әкелді.
Германияда инженер-байланыс инженері Гельмут Шрейер өзінің досы Конрад Зузеге электронды машинаның Цузе аэронавигациялық өнеркәсібі үшін жасап жатқан электромеханикалық «V3» (кейінірек Z3 деп аталды) үшін құндылығын дәлелдеді. Ақырында Зузе Шрейермен екінші жобада жұмыс істеуге келісті, ал Аэронавигациялық зерттеу институты 100 жылдың соңында 1941 түтік прототипін қаржыландыруды ұсынды. Бірақ екі адам бірінші кезекте соғыс жұмысын бастады, содан кейін олардың жұмысы бомбаның зақымдануынан айтарлықтай баяулады, бұл олардың машинасын сенімді жұмыс істей алмады.
Зузе (оң жақта) және Шрейер (сол жақта) Зузенің ата-анасының Берлиндегі пәтерінде электромеханикалық компьютерде жұмыс істейді.
Ал пайдалы жұмыс жасаған алғашқы электронды компьютер Ұлыбританиядағы құпия зертханада жасалды, онда телекоммуникация инженері клапанға негізделген криптоталдаудың түбегейлі жаңа тәсілін ұсынды. Бұл оқиғаны келесі жолы ашамыз.
Тағы не оқу керек:
• Элис Р. Беркс және Артур В. Беркс, Бірінші электронды компьютер: Атансофтың тарихы (1988)
• Дэвид Ричи, «Компьютер пионерлері» (1986)
• Джейн Смайли, компьютерді ойлап тапқан адам (2010)
Ақпарат көзі: www.habr.com