Di me de bilindbûna guhêzbarên têlefonê yên otomatîkî, yên ku bi karanîna çerxên rele têne kontrol kirin, diyar kir. Vê carê em dixwazin bipeyivin ka zanyar û endezyar çawa di nifşa yekem - ku nuha hatî jibîrkirin - komputerên dîjîtal de çerxên rele pêşve xistin.
Relay di zenita xwe de
Ger tê bîra we, xebata relayek li ser prensîbek hêsan e: elektromagnet guhezek metalê dixebitîne. Fikra relayek di salên 1830-an de ji hêla gelek xwezayîparêz û karsazan ve di karsaziya telegrafê de serbixwe hate pêşniyar kirin. Dûv re, di nîvê sedsala XNUMX-an de, dahêner û mekanîka releyan veguherandin pêkhateyek pêbawer û domdar a torên telegrafê. Di vê deverê de bû ku jiyana releyê gihîşte zenita xwe: ew piçûktir bû, û nifşên endezyaran gelek sêwiran çêkirin dema ku bi fermî di matematîk û fîzîkê de perwerde dikirin.
Di destpêka sedsala 1870-an de, ne tenê pergalên veguheztina otomatîkî, lê di heman demê de hema hema hemî alavên tora têlefonê jî cûreyek relay vedihewîne. Yek ji wan karanîna herî pêşîn di ragihandina têlefonê de vedigere salên XNUMX-an, di tabloyên destan de. Dema ku aboneyê destika têlefonê (destê magneto) zivirand, îşaretek ji buroya têlefonê re hate şandin, blender vekir. Blanker relayek e ku, dema ku tê çewisandin, dihêle ku pêlekek metalî li ser maseya veguheztina operatorê têlefonê bikeve, ku banga têlefonê nîşan dide. Dûv re operatora jina ciwan fîşa têxe hundurê girêdanê, rele ji nû ve hate vegerandin, piştî wê yekê gengaz bû ku pêlava ku di vê pozîsyonê de ji hêla elektromagnetê ve hatî girtin ji nû ve bilind bike.
Di sala 1924-an de, du endezyarên Bell nivîsand, danûstendina têlefonê ya tîpîk a destan ji 10 aboneyan re xizmet kir. Amûrên wê 40-65 hezar rele hene, ku hêza wan a magnetîkî ya tevahî "têra hilkirina 10 ton" bû. Di danûstendinên mezin ên têlefonê yên bi guhêzbarên makîneyê de, ev taybetmendî bi duyan hatin zêdekirin. Bi mîlyonan rele li seranserê pergala têlefonê ya Dewletên Yekbûyî hatin bikar anîn, û her ku guheztinên têlefonê bixweber bûn jimar her gav zêde dibû. Têkiliyek têlefonê dikare ji çend sed heya çend sed releyan ve were xizmet kirin, li gorî hejmar û alavên danûstendinên têlefonê yên têkildar.
Kargehên Western Electric, pargîdaniyek hilberînê ya Bell Corporation, rêzek mezin a releyan hilberandin. Endezyaran ew qas guheztin çêkirine ku çêkerên kûçikan an kevokparêzên herî sofîstîke dê ji vê cûrbecûr çavnebariyê bikin. Leza xebitandinê û hesasiyeta releyê xweşbîn kirin, û pîvan kêm bûn. Di sala 1921 de, Western Electric hema hema 5 mîlyon releyên sed celebên bingehîn hilberandin. Ya herî populer releya gerdûnî ya Tîpa E bû, amûrek rût, hema bêje çargoşe ku çend deh gram giran bû. Bi piranî, ew ji perçeyên metal ên morkirî hatî çêkirin, ango di hilberînê de ji hêla teknolojîk ve pêşkeftî bû. Xanî têkilî ji tozê û herikînên pêvekirî yên ji alavên cîran diparast: bi gelemperî rele nêzî hev, di refikên bi sedan û bi hezaran releyan de hatine danîn. Bi tevahî 3 guhertoyên Tîpa E hatin pêşve xistin, her yek bi veavakirinên pêl û pêwendiyê yên cihêreng.
Zû zû van releyan dest pê kir ku di guheztinên herî tevlihev de têne bikar anîn.
Koordînat commutator
Di 1910 de, Gotthilf Betulander, endezyarek li Royal Telegrafverket, pargîdaniya dewletê ya ku piraniya bazara têlefonê ya Swêdî (bi dehsalan, hema hema hemî) kontrol dikir, xwediyê ramanek bû. Wî bawer kir ku ew dikare bi avakirina pergalên veguheztina otomatîkî ku bi tevahî li ser bingeha releyan ve girêdayî ye, karbidestiya karûbarên Telegrafverket pir çêtir bike. Zêdetir, li ser matrîsên relay: torên darên pola yên ku bi xetên têlefonê ve girêdayî ne, bi relayên li xaçerêyên daran. Pêdivî ye ku guheztinek wusa ji pergalên ku li ser pêwendiyên guheztin an zivirî ne bileztir, pêbawertir û hêsantir be.
Digel vê yekê, Betulander bi ramana xwe re hat ku gengaz e ku beşên hilbijartî û girêdana pergalê di nav çerxên rele yên serbixwe de veqetînin. Û pergala mayî divê tenê ji bo damezrandina kanalek deng were bikar anîn, û paşê were azad kirin ku bangek din bike. Ango, Betulander ramanek ku paşê jê re "kontrola hevpar" hat gotin, hat.
Wî ji çerxa ku jimareya bangewaziya hatî hilanîn re got "qeydkar" (terîmek din qeyd e). Û çerxa ku di torê de pêwendiyek berdest dibîne û "nîşan dike" jê re "marker" tê gotin. Nivîskar pergala xwe patent kir. Çend qereqolên weha li Stockholm û Londonê derketin. Û di 1918 de, Betulander li ser nûbûnek Amerîkî fêr bû: Guhestina hevrêzê, ku pênc sal berê ji hêla endezyarê Bell John Reynolds ve hatî afirandin. Ev guhêrbar pir dişibihe sêwirana Betulander, lê ew bikar anî n+m relay xizmetê n+m girêkên matrixê, ku ji bo berfirehkirina danûstendinên têlefonê pir hêsantir bû. Dema ku têkiliyek çêdike, barika hilgirtinê "tiliyên" têla piyanoyê girt û barika hilbijartî li ser matrixê diçû da ku bi bangek din ve were girêdan. Sala paşîn, Betulander vê ramanê di sêwirana xweya guheztinê de kir.
Lê piraniya endezyaran afirandina Betulander xerîb û nehewce tevlihev dihesibînin. Dema ku dema hilbijartina pergalek veguheztinê hat ku torên bajarên herî mezin ên Swêdê bixweber bike, Telegrafverket sêwiranek ku ji hêla Ericsson ve hatî pêşve xistin hilbijart. Veguheztinên Betulander tenê di navendên têlefonê yên piçûk ên li deverên gundewarî de têne bikar anîn: rele ji otomasyona motorîzekirî ya guhêrbarên Ericsson pêbawertir bûn û di her danûstendinê de hewcedariya teknîsyenên lênihêrînê nedikirin.
Lêbelê, endezyarên têlefonê yên Amerîkî di vê mijarê de xwedî nêrînek cûda bûn. Di sala 1930 de, pisporên Bell Labs hatin Swêdê û "ji pîvanên modula veguherîna hevrêziyê pir bandor bûn." Dema ku Amerîkî vegeriyan, wan yekser dest bi xebatê kir ku wekî pergala hevrêziya 1-ê tê zanîn, li bajarên mezin veguherînên panelê veguherînin. Di sala 1938 de, du pergalên weha li New Yorkê hatin saz kirin. Ew zû bûn alavên standard ji bo danûstendinên têlefonê yên bajêr, heya ku 30 sal şûnda guhezên elektronîkî şûna wan girtin.
Hêmana herî balkêş a X-Switch No. 1 nîşanek nû, tevlihevtir bû ku li Bell hate pêşve xistin. Mebest ew bû ku bi riya çend modulên hevrêziyê yên ku bi hev ve girêdayî ne, li rêyek belaş ji bangkerê berbi bangewazê bigere, bi vî rengî pêwendiyek têlefonê biafirîne. Di heman demê de nîşanker neçar ma ku her girêdanê ji bo dewleta belaş / mijûl biceribîne. Ji bo vê pêwîstî bi sepandina mantiqa şertî hebû. Wekî ku dîrokzan Robert Chapuis nivîsand:
Hilbijartin şert e ji ber ku têkiliyek belaş tenê tê girtin heke ew gihîştina tora ku pêwendiyek belaş a asta paşîn wekî encamek wê heye peyda bike. Ger çend komên girêdan şert û mercên xwestinê têr bikin, wê hingê "mantiqa tercîhî" yek ji hindiktirîn girêdan hildibijêre ...
Guhestina koordînat mînakek mezin a hevberdana ramanên teknolojîk e. Betulander guheztina xweya hemî-relay afirand, dûv re ew bi matrixek veguheztina Reynolds çêtir kir û performansa sêwirana encam îspat kir. Endezyarên AT&T paşê ev veguhertina hîbrid ji nû ve dîzayn kirin, ew çêtir kirin, û Pergala Koordînasyona Hejmar 1 ava kirin. Piştre ev pergal bû pêkhateyek ji du komputerên destpêkê, ku yek ji wan niha wekî qonaxek di dîroka komputerê de tê zanîn.
Xebata matematîkî
Ji bo ku em fam bikin ka çawa û çima rele û pismamên wan ên elektronîkî alîkariya şoreşgerî ya hesabkirinê kirin, ji me re hewceyek kurt li cîhana hesaban heye. Piştî wê, dê zelal bibe ka çima daxwazek veşartî ji bo xweşbînkirina pêvajoyên hesabkirinê hebû.
Di destpêka sedsala XNUMX-an de, tevahiya pergala zanist û endezyariya nûjen li ser bingeha xebata bi hezaran kesan bû ku hesabên matematîkî dikirin. Ew gazî kirin komputeran (komputer) [Ji bo ku ji tevliheviyê dûr nekevin, ev têgîn dê li seranserê nivîsê were bikar anîn calculators. - Nîşe. kûçe]. Di salên 1820-an de, Charles Babbage afirand (tevî ku amûra wî pêşiyên îdeolojîk hebûn). Karê wê yê sereke ew bû ku çêkirina tabloyên matematîkî bixweber bike, mînakî ji bo navîgasyonê (hesabkirina fonksiyonên trîgonometrîk bi nêzîkatiyên polînomî yên li 0 derece, 0,01 pileyî, 0,02 dereceyan, hwd.). Di astronomiyê de ji bo hesabên matematîkî jî daxwazek mezin hebû: hewce bû ku encamên xav ên çavdêriyên teleskopî yên li deverên sabît ên qada ezmanî (li gorî dem û dîroka çavdêriyan ve girêdayî) werin hilanîn an rêgezên tiştên nû werin destnîşankirin (mînak, kometa Halley).
Ji dema Babbage ve, hewcedariya makîneyên komputerê gelek caran zêde bûye. Pargîdaniyên hêza elektrîkê hewce bûn ku behreya pergalên veguheztina hêza piştê bi taybetmendiyên dînamîkî yên zehf tevlihev fam bikin. Çekên pola Bessemer, ku karîn şeqilan bavêjin ser asoyê (û ji ber vê yekê, bi saya çavdêriya rasterast a armancê, ew êdî nehatin armanc kirin), hewceyê tabloyên balîstîkî yên rasttir bûn. Amûrên îstatîstîkî yên nû yên ku hejmareke mezin ji hesabên matematîkî vedihewîne (wek rêbaza çargoşeyên herî kêm) hem di zanistî de hem jî di sazûmanên hukûmetê yên mezin de zêde dihatin bikar anîn. Di zanîngehan, saziyên hikûmetê, û pargîdaniyên pîşesaziyê de, ku bi gelemperî jin di nav xwe de digirin, beşên komputerê derketin.
Hesabkerên mekanîkî tenê pirsgirêka hesaban hêsantir kir, lê çareser nekir. Hesabker operasyonên jimartinê lez dikirin, lê her pirsgirêkek zanistî an endezyariyê ya tevlihev bi sedan an bi hezaran operasyonan hewce dikir, ku her yek ji wan hesabkerê (mirovî) bi destan diviya bû, bi baldarî hemî encamên navîn tomar bike.
Gelek faktor bûne sedema derketina nêzîkbûnên nû yên pirsgirêka hesabên matematîkî. Zanyar û endezyarên ciwan ên ku bi şev karên xwe bi êş hesab dikirin, xwestin dest û çavên xwe rehet bikin. Rêvebirên projeyê neçar bûn ku ji bo mûçeyên gelek komputeran, nemaze piştî Şerê Cîhanê yê Yekem, bêtir û bêtir drav bidin. Di dawiyê de, gelek pirsgirêkên pêşkeftî yên zanistî û endezyariyê dijwar bûn ku bi destan bêne hesibandin. Van hemû faktoran bûn sedema afirandina rêze komputeran, ku kar li ser wan di bin serokatiya Vannevar Bush, endezyarek elektrîkê li Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusetts (MIT) de hate kirin.
Analîzatorê cûda
Heya vê nuqteyê, dîrok pir caran ne kesane bû, lê naha em ê dest pê bikin ku bêtir li ser mirovên taybetî biaxivin. Navdar di ser afirînerên guheztina panelê, releya Tîpa E û çerxa nîşankera fiducial re derbas bû. Li ser wan çîrokên jînenîgarî jî ne mane. Yekane delîlên ku ji raya giştî re hene yên jiyana wan bermahiyên fosîlên makîneyên ku wan afirandine ne.
Niha em dikarin têgihiştinek kûr a mirovan û rabirdûya wan bi dest bixin. Lê em ê êdî bi wan kesên ku li mal û atolyeyên malê bi dijwarî xebitîn - Morse and Vail, Bell û Watson, nebin. Di dawiya Şerê Cîhanê yê Yekem de, serdema dahênerên leheng hema hema bi dawî bû. Thomas Edison dikare wekî kesayetiyek veguhêz were hesibandin: di destpêka kariyera xwe de ew dahênerek kirê bû, û di dawiya wê de ew bû xwediyê "karxaneyek dahênanê". Wê hingê, pêşkeftina teknolojiyên nû yên herî berbiçav bû qada rêxistinan - zanîngeh, beşên lêkolînê yên pargîdanî, laboratîfên hukûmetê. Kesên ku em ê di vê beşê de behsa wan bikin, ji rêxistinên bi vî rengî bûn.
Mînakî, Vannevar Bush. Di 1919 saliya xwe de di sala 29an de hat MÎTê. Zêdetirî 20 sal şûnda, ew yek ji wan kesan bû ku bandor li beşdarbûna Dewletên Yekbûyî di Warerê Cîhanê yê Duyemîn de kir û alîkariya zêdekirina fonên hukûmetê kir, ku her dem têkiliya di navbera hukûmet, akademî û pêşkeftina zanist û teknolojiyê de guherand. Lê ji bo mebestên vê gotarê, em bala xwe didin rêze makîneyên ku ji nîvê salên 1920-an ve di laboratûara Bush de hatine pêşve xistin û ji bo çareserkirina pirsgirêka hesabên matematîkî hatine armanc kirin.
MÎT, ku di van demên dawî de ji navenda Bostonê çûbû ber ava çemê Charles a li Cambridge, ji nêz ve bi hewcedariyên pîşesaziyê re têkildar bû. Bush bi xwe, ji bilî profesoriya xwe, di gelek pargîdaniyên di warê elektronîkî de xwedî berjewendîyên darayî bû. Ji ber vê yekê pêdivî ye ku ne surprîz be ku pirsgirêka ku bû sedem ku Busch û xwendekarên wî li ser cîhaza nû ya hesabkirinê bixebitin di pîşesaziya enerjiyê de derket holê: simulkirina tevgera xetên veguheztinê di bin şert û mercên bargiraniyê de. Eşkere ye, ev tenê yek ji gelek serîlêdanên gengaz ên komputeran bû: li her derê hesabên matematîkî yên westayî hatin kirin.
Busch û hevkarên wî pêşî du makîneyên bi navê întegrafên hilberan çêkirin. Lê makîneya MIT-ê ya herî navdar û serfiraz yekî din bû - analyzer cuda, di sala 1931 de qedandiye. Wî pirsgirêkên bi veguheztina elektrîkê çareser kir, rêgezên elektronan, rêgezên tîrêjên kozmîk ên di qada magnetîkî ya Erdê de û hêj bêtir hesab kir. Lekolînwanên li çaraliyê cîhanê, ku hewcedariya hêza hesabkirinê ne, di salên 1930-an de bi dehan kopiyek û guhertoyên analîzkerê cihêreng afirandin. Hin jî ji Meccano ne (analoga îngîlîzî ya komên çêkirina zarokan ên Amerîkî yên marqeyê ).
Analîzatorek cûda komputerek analog e. Fonksiyonên matematîkî bi karanîna darên metal ên zivirî hatin hesibandin, leza zivirandina her yek ji wan hin nirxek mîqdar nîşan dide. Motorê çîpek serbixwe ajot - guhêrbar (bi gelemperî ew dem temsîl dike), ku, di encamê de, bi girêdanên mekanîkî ve çîpên din (guhêrbarên cihêreng) dizivirîne, û fonksiyonek li ser bingeha leza zivirîna têketinê hate hesibandin. Encamên hesaban li ser kaxezê bi şiklê kêşan hatine xêzkirin. Parçeyên herî girîng entegrator bûn - çerxên ku wekî dîskê dizivirin. Entegrator dikaribûn entegreya kevokekê bêyî hesabên destanî yên bêzar bihesibînin.
Analîzatorê cûda. Modula entegre - bi qapaxek bilindkirî, li kêleka pencereyê tabloyên bi encamên hesaban hene, û di navîn de - komek çîpên hesabkirinê
Yek ji hêmanên analîstê releyên veguheztinê yên veqetandî an guheztinek dîjîtal tune. Ji ber vê yekê çima em li ser vê cîhazê dipeyivin? Bersiv e çarem erebeya malbatê.
Di destpêka salên 1930-an de, Bush dest bi darazkirina Weqfa Rockefeller kir ku ji bo pêşkeftina bêtir analîzkerê drav bistîne. Warren Weaver, serokê weqfê ya zanistên xwezayî, di destpêkê de nebawer bû. Endezyarî ne qada pisporiya wî bû. Lê Busch potansiyela bêsînor a makîneya xwe ya nû ji bo sepanên zanistî-nemaze di biyolojiya matematîkî de, projeya heywanên Weaver-ê destnîşan kir. Bush di heman demê de soza gelek çêtirkirina analîzkerê da, di nav de "qabiliyeta ku meriv zû analîzkerê ji pirsgirêkek pirsgirêkek din veguhezîne, mîna panelek têlefonê." Di sala 1936-an de, hewildanên wî bi 85 $ ji bo afirandina amûrek nû, ku paşê jê re hate gotin Rockefeller Differential Analyzer, hate xelat kirin.
Wekî komputerek pratîkî, ev analîzer ne serkeftinek mezin bû. Bush, ku bû cîgirê serokê MÎT'ê û dekanê endezyariyê, nikarîbû pir dem veqetîne ji bo rêvebirina pêşveçûnê. Di rastiyê de, ew zû vekişiya, erkên serokê Enstîtuya Carnegie li Washington. Bush hîs kir ku şer nêzîk dibe, û wî xwediyê çend ramanên zanistî û pîşesazî bû ku dikarin ji hewcedariyên artêşê re xizmet bikin. Ango wî dixwest zêdetir nêzî navenda desthilatdariyê bibe, li wir bi bandortir bandorê li çareseriya hin pirsgirêkan bike.
Di heman demê de, pirsgirêkên teknîkî yên ku ji hêla sêwirana nû ve hatî destnîşan kirin ji hêla xebatkarên laboratûwarê ve hatin çareser kirin, û di demek kurt de wan dest pê kir ku ji bo xebata li ser pirsgirêkên leşkerî werin veguheztin. Makîneya Rockefeller tenê di sala 1942 de hate qedandin. Leşkerî ew ji bo hilberîna di rêzê de maseyên balîstîk ên ji bo topan kêrhatî dît. Lê di demek kurt de ev amûr bi tevahî hate qewirandin dîjîtal komputer-hejmaran ne wekî mîqdarên fizîkî, lê bi rengekî razber, bi karanîna pozîsyonên guhêrbar temsîl dikin. Wusa qewimî ku analyzerê Rockefeller bixwe gelek guheztinên mîna hev, ku ji çerxên relay pêk tê, bikar anîn.
Shannon
Di sala 1936-an de, Claude Shannon tenê 20 salî bû, lê wî berê xwe da zanîngeha Michigan bi lîsansa endezyariya elektrîkê û matematîkê. Bi belavokeke ku li tabloya belavokan hatiye pêçandin anîn MÎT'ê. Vannevar Bush li arîkarek nû digeriya ku li ser analyzerê dîferansiyel bixebite. Shannon bêyî dudilî serlêdana xwe pêşkêş kir û di demek kurt de li ser pirsgirêkên nû dixebitî berî ku cîhaza nû dest pê bike.
Shannon ne mîna Bush bû. Ew ne karsaz bû, ne avakerek împaratoriyek akademîk, ne jî rêveber bû. Di tevahiya jiyana xwe de wî ji lîstik, puzzle û şahiyê hez dikir: şetranc, bazdan, mazî, krîptogram. Mîna gelek zilamên serdema xwe, di dema şer de Shannon xwe terxan kir karsaziyek cidî: wî li Bell Labs di bin peymanek hukûmetê de cîh girt, ku laşê wî yê qels ji leşkeriya leşkerî diparast. Lêkolîna wî ya li ser kontrolkirina agir û şîfrekirinê di vê serdemê de rê li ber xebata bingehîn a li ser teoriya agahdariyê (ya ku em ê dest nedin). Di salên 1950-î de, ji ber ku şer û encamên wî kêm bûn, Shannon vegeriya mamostetiya li MÎT'ê, dema xwe ya vala li ser diversiyonan derbas kir: hesabkerek ku tenê bi jimareyên romî dixebitî; maşîneyek, dema vedibû, milekî mekanîk jê xuya dibû û maşîn vedimirand.
Struktura makîneya Rockefeller ya ku Shannon pê re rû bi rû mabû bi mentiqî wekî ya analîzkera 1931-an bû, lê ew ji pêkhateyên laşî yên bi tevahî cûda hate çêkirin. Busch fêm kir ku di makîneyên kevnar de çîp û gemarên mekanîkî karbidestiya karanîna wan kêm dikin: ji bo pêkanîna hesaban, pêdivî bû ku makîne were saz kirin, ku ji hêla mekanîka jêhatî ve gelek demjimêrên mirov hewce dike.
Analîzatora nû vê kêmasiyê winda kiriye. Sêwirana wê ne li ser tabloyek bi daran bû, lê li ser komutatorek cross-disc, prototîpek zêde ya ku ji hêla Bell Labs ve hatî dayîn bû. Li şûna veguheztina hêzê ji şaftek navendî, her modulek entegre serbixwe ji hêla motorek elektrîkê ve hate ajotin. Ji bo mîhengkirina makîneyê da ku pirsgirêkek nû çareser bike, bes bû ku meriv bi tenê relayên di matrixa hevrêzê de mîheng bike da ku entegratoran bi rêza xwestî ve girêbide. Xwendevanek kasetek pêçandî (ji amûrek din a têlefonê hatî deyn kirin, têletîpa roll) veavakirina makîneyê dixwend, û şebekek relay sînyala ji kasêtê vediguherand îşaretên kontrolê yên ji bo matrixê - ew mîna sazkirina rêzek têlefonên di navbera entegratoran de bû.
Makîneya nû ne tenê ji bo sazkirinê pir zûtir û hêsantir bû, di heman demê de ji ya berê zûtir û rasttir bû. Wê dikaribû pirsgirêkên tevlihevtir çareser bike. Dibe ku îro ev kompîtur wek primitive, tewra jî zêde bête hesibandin, lê di wê demê de ji çavdêran re xuya bû ku îstîxbaratek mezin - an jî belkî tirsnak- li ser kar e:
Di bingeh de, ew robotek matematîkê ye. Otomotîkek bi elektrîkê ku ne tenê ji bo ku mejiyê mirovan ji bargiraniya hesab û analîzên giran xilas bike, lê ji bo êriş û çareserkirina pirsgirêkên matematîkî yên ku bi hiş nayên çareser kirin hatî çêkirin.
Shannon bal kişand ser veguheztina daneyên ji kasêta kaxezê di talîmatên ji bo "mejî" de, û çerxa relay berpirsiyarê vê operasyonê bû. Wî pêwendiya di navbera strukturên çerxê û strukturên matematîkî yên cebraya Boolean de, ya ku wî li dibistana mezûniyetê li Michigan xwend, dît. Ev cebrayek e ku operandeyên wê bûn RAST û DEWLETû ji hêla operatoran ve - Û, AN, NA hwd.. Cebra ku bi gotinên mantiqî re têkildar e.
Piştî ku havîna sala 1937-an li Bell Labs li Manhattanê xebitî (cihek îdeal ji bo ramana çerxên relay), Shannon teza xwe ya masterê bi sernavê "Analîzek Sembolîk a Relay û Circuits Switching" nivîsî. Digel xebata Alan Turing a salek berê, teza Shannon bingeha zanistiya komputerê ava kir.
Di salên 1940-an û 1950-an de, Shannon gelek makîneyên hesabker/mantiqî ava kirin: Hesabkera hesabê Romanî ya THROBAC, makîneya dawiya lîstikê ya satrancê û Theseus, labîrentek ku mişkek elektromekanîkî tê de digere (wêne)
Shannon keşif kir ku pergalek hevkêşeyên mantiqê yên pêşniyarî dikare rasterast bi mekanîzmayek veguhezîne dorhêlek laşî ya guhêrbarên rele. Wî bi dawî kir: "Bi rastî her operasyonek ku bi karanîna peyvan di çend gavan de were vegotin HEKE, Û, AN hwd., dikare bixweber bi karanîna releyekê were kirin. Mînakî, du relayên guhezbar ên kontrolkirî yên ku bi rêzê ve girêdayî ne mentiqî pêk tînin И: Tenê dema ku her du elektromagnet ji bo girtina guhêran werin aktîf kirin dê herik di têla sereke re biherike. Di heman demê de, du relayên bi forma paralel ve girêdayî ne An: Herik di çerxa sereke re diherike, ji hêla yek ji elektromagnetan ve tê çalak kirin. Hilberîna dorhêlek mentiqî ya weha dikare, di encamê de, elektromagnetên releyên din kontrol bike da ku operasyonên mantiqê yên tevlihevtir wekî (A И B) an (C И G).
Shannon teza xwe bi pêvekek ku tê de gelek mînakên çerxên ku bi rêbaza wî hatine afirandin bi dawî kir. Ji ber ku operasiyonên cebraya Boolean pir dişibin operasyonên arithmetîk ên di binaryê de (ango, bi karanîna hejmarên binaryê), wî nîşan da ku çawa releyek dikare di nav "zêdekarek elektrîkî ya binaryê" de were berhev kirin - em jê re dibêjin lêkerek binar. Çend meh şûnda, yek ji zanyarên Bell Labs li ser maseya xweya metbexê avahiyek wusa çêkir.
Stibitz
George Stibitz, lêkolînerê beşê matematîkê li navenda Bell Labs li Manhattan, di êvarek tarî ya Mijdarê de di sala 1937-an de komek alavên xerîb anî malê. Hucreyên bataryayê yên hişk, du roniyên piçûk ên ji bo panelên hardware, û çend releyên Tîpa U yên ku di çopê de hatine dîtin. Bi lêzêdekirina çend têl û hin gemarî, wî amûrek berhev kir ku dikare du hejmarên binaryê yên yek-hejmarî zêde bike (ku bi hebûn an nebûna voltaja têketinê tê temsîl kirin) û bi karanîna ampûlên ronahiyê jimareyek du-reqemî derxe: yek ji bo li ser, sifir. ji bo off.
Binary Stiebitz adder
Stiebitz, fîzîknasek ji hêla perwerdehiyê ve, hate xwestin ku taybetmendiyên laşî yên magnetên relay binirxîne. Tecrûbeya wî ya berê bi releyan re qet tune bû û ji ber vê yekê dest bi xwendina karanîna wan di çerxên têlefonê yên Bell de kir. George di demeke kurt de wekheviyên di navbera hin dorhêlan û operasyonên arithmetîk ên binary de dît. Meraq kir, wî projeya xweya alî li ser maseya metbexê kom kir.
Di destpêkê de, pêwendiya Stiebitz bi releyan re eleqeyek hindik di nav rêveberiya Bell Labs de peyda kir. Lê di sala 1938-an de, serokê koma lêkolînê ji George pirsî gelo hesapên wî dikarin ji bo operasyonên jimareyî yên bi jimareyên tevlihev werin bikar anîn (mînak. a+biko i koka çargoşe ya jimareke neyînî ye). Derket holê ku gelek beşên komputerê li Bell Labs berê nalîn bûn ji ber ku ew bi berdewamî neçar bûn ku hejmarên weha pir bikin û parve bikin. Pirkirina yek jimarek tevlihev çar operasyonên jimartinê yên li ser hesabkerek sermaseyê hewce dike, dabeşkirina 16 operasyonan hewce dike. Stibitz got ku ew dikare pirsgirêkê çareser bike û ji bo hesabên weha çerxa makîneyê dîzayn kir.
Sêwirana paşîn, ku ji hêla endezyarê têlefonê Samuel Williams ve di metalê de hate bicîh kirin, jê re Kompîturê Jimareya Tevlihev - an bi kurtasî Computer Complex - hate gotin û di sala 1940-an de hate destpêkirin. 450 rele ji bo hesaban hatin bikar anîn, encamên navber di deh guheztinên koordînat de hatin hilanîn. Daneyên bi karanîna teletype roll ketin û wergirtin. Dezgehên Bell Labs sê teletîpên weha saz kirin, ku ev yek hewcedariyek mezin ji bo hêza hesabkirinê destnîşan dike. Relay, matrix, teletypes - bi her awayî ew hilberek pergala Bell bû.
Demjimêra herî xweş a Complex Computer di 11-ê îlona 1940-an de pêk hat. Stiebitz di civîneke Civata Matematîkî ya Amerîkî li Koleja Dartmouth de raporek li ser komputerê pêşkêş kir. Wî li hev kir ku têlefonek bi têlefonek têlegrafî bi Complex Computer li Manhattan, 400 kîlometre dûr, li wir were saz kirin. Kesên eleqedar dikarin biçin teletype, şert û mercên pirsgirêkê li ser klavyeyê binivîsin û bibînin ka di kêmtirî deqîqeyek de teletîp bi efsûnî encamê çap dike. Di nav wan kesên ku berhema nû ceribandin John Mauchly û John von Neumann bûn, ku her yek ji wan dê di berdewamkirina çîroka me de rolek girîng bilîze.
Beşdarên civînê bi kurtî li ser cîhana pêşerojê dîtin. Dûv re, komputer ew qas buha bûn ku rêvebiran nema dikaribû bihêle ku ew bêkar rûnin dema ku bikarhêner çengê xwe li ber konsolê rêvebirinê xişandiye, meraq dike ka paşê çi binivîse. Di nav 20 salên pêş de, zanyar dê bifikirin ka meriv çawa komputerên gelemperî-armanca ku dê her gav li benda we bin ku hûn daneyan têxin nav wan, di heman demê de dema ku li ser tiştek din bixebitin jî çêbikin. Û dûv re 20 salên din jî dê derbas bibin heya ku ev moda înteraktîf ya hesabkirinê bibe fermana rojê.
Stiebitz di salên 1960-an de li pişt Termînala Interaktîf a Dartmouth. Koleja Dartmouth di komputera înteraktîf de pêşeng bû. Stiebitz di sala 1964 de bû profesorê zanîngehê
Ecêb e ku, tevî pirsgirêkên ku ew çareser dike, Complex Computer, li gorî standardên nûjen, qet ne komputerek e. Ew dikare li ser jimareyên tevlihev operasyonên arithmetîk pêk bîne û dibe ku pirsgirêkên din ên mîna wan çareser bike, lê ne pirsgirêkên gelemperî. Ew ne bernamekirî bû. Wî nikaribû operasyonan bi rêzek bêserûber an jî dubare bike. Ew hesabkerek bû ku karibû hin hesaban ji yên berê çêtir bike.
Bi derketina Şerê Cîhanê yê Duyemîn, Bell, di bin serokatiya Stiebitz de, rêzek komputerên bi navê Model II, Model III û Model IV (Komputera Tevhev, li gorî vê yekê, navê Model I bû) afirand. Piraniya wan li ser daxwaza Komîteya Lêkolînê ya Parastina Neteweyî hatine çêkirin, û ew ji hêla Vannevar Bush ve kesek din serokatiya wê dikir. Stibitz sêwirana makîneyan di warê pirrengiya fonksiyonan û bernamekirinê de çêtir kir.
Mînakî, Hesabkera Balistîkî (paşê Model III) ji bo hewcedariyên pergalên kontrolkirina agir ên dijî-firokeyê hate pêşve xistin. Ew di sala 1944-an de li Fort Bliss, Texas ket operasyonê. Di cîhazê de 1400 rele hene û dikaribû bernameyek operasyonên matematîkî yên ku bi rêzek rêwerzan li ser kaseta kaxezek vegirtî hatî destnîşankirin bicîh bîne. Kasetek bi daneya têketinê veqetandî, û daneyên tabloyê jî ji hev cuda hatin peyda kirin. Vê yekê mimkun kir ku meriv zû nirxên, wek nimûne, fonksiyonên trigonometrik bêyî hesabên rastîn bibîne. Endezyarên Bell çerxên lêgerînê yên taybetî (derdorên nêçîrê) pêşve xistin ku kasêta pêş/paş dişoxilînin û li navnîşana nirxa tabloya xwestinê geriyan, bêyî ku hesaban bikin. Stibitz dît ku komputera wî ya Model III, bi şev û roj klîkkirina releyan, şûna 25-40 komputeran girt.
Bell Model III Relay Racks
Otomobîla Model V êdî wext nemabû ku xizmeta leşkerî bibîne. Ew hîn pirtir û bi hêztir bûye. Ger em hejmara komputerên ku ew veguhezîne binirxînin, wê hingê ew bi qasî deh carî ji Model III mezintir bû. Gelek modulên hesabkirinê yên bi 9 hezar releyan dikarin daneya têketinê ji gelek stasyonên ku bikarhêner têkevin şert û mercên karên cihêreng bistînin. Her stasyonek wusa ji bo têketina daneyê yek kasetek xwendevan û ji bo talîmatan pênc xwendevan hebû. Vê yekê mimkun kir ku dema hesabkirina karekî ji kasêta sereke bangî binavberên cihêreng bike. Modula kontrolê ya sereke (bi bingehîn analogek pergala xebitandinê) li gorî hebûna wan rêwerzan di nav modulên hesabkirinê de belav kir, û bername dikarin şaxên şertî pêk bînin. Êdî ne tenê hesabker bû.
Sala Mucîzeyan: 1937
Sala 1937-an dikare di dîroka komputerê de wekî xalek veguherînek were hesibandin. Wê salê, Shannon û Stibitz di navbera çerxên relay û fonksiyonên matematîkî de wekhevî dîtin. Van vedîtan rê da ku Bell Labs rêzek makîneyên dîjîtal ên girîng biafirîne. Ew cûreyek bû - an tewra cîgir jî - dema ku relayek têlefonê ya nerm, bêyî ku forma xweya laşî biguhezîne, dibû cewhera matematîk û mantiqê razber.
Di heman salê de di hejmara Çile ya weşanê de Gotarên Civata Matematîkî ya Londonê gotarek matematîkzanê Brîtanî Alan Turing “Li ser jimarên bihejmarkirî yên li gorî "(Li ser Hejmarên Hêjmarbar, Bi Serlêdanek ji Entscheidungsproblem re). Wê makîneyek hesabker a gerdûnî diyar kir: Nivîskar angaşt kir ku ew dikare kiryarên ku bi mentiqî bi kiryarên komputerên mirovan re wekhev in pêk bîne. Turing, ku sala borî ketibû dibistana mezûniyetê li Zanîngeha Princeton, di heman demê de ji çerxên releyê jî balkêş bû. Û, mîna Bush, ew ji zêdebûna xetereya şer a bi Almanya re bi fikar e. Ji ber vê yekê wî projeyek krîptografiya alî girt - pirjimarek binaryê ku dikare ji bo şîfrekirina danûstendinên leşkerî were bikar anîn. Turing ew ji releyên ku di dikana makîneya zanîngehê de hatine berhev kirin ava kir.
Di heman demê de di sala 1937 de, Howard Aiken li ser makîneyek hesabkeriya otomatîkî ya pêşniyarkirî difikirî. Xwendekarek mezûn a endezyariya elektrîkê ya Harvardê, Aiken hesabên xwe yên hêja bi karanîna tenê hesabkerek mekanîkî û pirtûkên tabloyên matematîkê çap kir. Wî sêwiranek pêşniyar kir ku dê vê rûtîn ji holê rake. Berevajî cîhazên hesabker ên heyî, diviyabû ku ew pêvajoyên bixweber û çerxa pêvajoyê bike, encamên hesabên berê wekî têketina ya din bikar bîne.
Di vê navberê de, li Nippon Electric Company, endezyarê têlefonê Akira Nakashima ji sala 1935-an vir ve têkiliyên di navbera çerxên rele û matematîkê de keşif dikir. Di dawiyê de, di sala 1938-an de, wî bi rengek serbixwe wekheviya dorhêlên relay bi cebraya Boolean re, ku Shannon salek berê keşif kiribû, îsbat kir.
Li Berlînê, Konrad Zuse, endezyarek berê yê balafirê ku ji hesabên bêdawî yên ku di xebatê de hewce ne westiya bû, li fonan digeriya ku komputerek duyemîn ava bike. Wî nikarîbû amûra xweya mekanîkî ya yekem, V1, ku pêbawer bixebite, ji ber vê yekê wî xwest ku kompîturek rele çêbike, ku wî bi hevalê xwe, endezyarê têlefonê Helmut Schreyer re hevkarî kir.
Pirrengiya releyên têlefonê, encamên di derbarê mentiqê matematîkî de, xwesteka hişên geş ku ji karê hişbirê xilas bibin - ev hemî bi hev ve girêdayî bûn û bûn sedema derketina ramana celebek nû ya makîneya mantiqî.
nifşê jibîrkirî
Fêkiyên keşf û geşedanên 1937-an diviyabû çend sal bigihijin. Şer îsbat kir ku zibilê herî bi hêz e, û bi hatina wê re, komputerên rele dest pê kir ku li her deverê ku pisporiya teknîkî ya pêwîst hebû xuya bibe. Mantiqa matematîkî ji bo rezên endezyariya elektrîkê bû xelek. Formên nû yên makîneyên hesabker ên bernamekirî derketin holê - xêzkirina yekem a komputerên nûjen.
Ji bilî makîneyên Stiebitz, di sala 1944-an de Dewletên Yekbûyî dikare pesnê xwe bide Harvard Mark I/IBM Hesibkarê Xweseriya Kontrolkirî ya Rêzeya Xweser (ASCC), encama pêşniyara Aiken. Navê ducar ji ber xirabûna têkiliyên di navbera akademî û pîşesaziyê de derket: her kesî mafên cîhazê îdîa kir. Mark I/ASCC çerxên kontrolê yên relay bikar anî, lê yekîneya sereke ya jimartinê li ser bingeha mîmariya hesabkerên mekanîkî yên IBM-ê bû. Wesayît ji bo hewcedariyên Buroya Keştiyê ya Dewletên Yekbûyî hate çêkirin. Paşgirê wê, Mark II, di sala 1948-an de li cîhek ceribandinê ya Navy dest bi xebatê kir, û hemî operasyonên wê bi tevahî li ser releyan-13 rele-yê bingeh bûn.
Di dema şer de, Zuse gelek komputerên relay ava kir, ku her ku diçe tevlihev dibe. Serpêhatî V4 bû, ku, mîna Bell Model V, mîhengên gazîkirina binavûdengan vedihewîne û şaxên şertî pêk tîne. Ji ber kêmbûna materyalê li Japonya, yek ji sêwiranên Nakashima û hevwelatiyên wî di metalê de nehatin fêhm kirin heya ku welat ji şer xelas bû. Di salên 1950-an de, Wezareta Bazirganî û Pîşesazî ya Derve ya ku nû hatî damezrandin fînanse kir ku du makîneyên releyê çêbikin, ya duyemîn ji wan cinawirek bi 20 hezar releyan bû. Fujitsu, ku beşdarî afirandinê bû, hilberên xwe yên bazirganî pêşxistiye.
Îro ev makîneyên hema hema bi tevahî ji bîr kirin. Tenê navek di bîranînê de dimîne - ENIAC. Sedema jibîrbûnê ne bi tevlihevî, ne şiyan û ne jî leza wan ve girêdayî ye. Taybetmendiyên hesabkerî û mentiqî yên releyan, ku ji hêla zanyar û lêkolîneran ve hatine keşif kirin, ji bo her cûre amûrek ku dikare wekî guhêrbar tevbigere derbas dibe. Û wusa çêbû ku amûrek din a heman rengî peyda bû - elektronîkî guhêrbarek ku dikaribû bi sedan carî ji releyê zûtir bixebite.
Divê girîngiya Şerê Cîhanê yê Duyemîn di dîroka komputerê de jixwe diyar be. Şerê herî tirsnak bû sedema pêşkeftina makîneyên elektronîkî. Destpêka wê çavkaniyên ku hewce ne ji bo derbaskirina kêmasiyên eşkere yên guheztinên elektronîkî azad kir. Serdestiya komputerên elektromekanîk demek kurt bû. Mîna Tîtanan ji aliyê zarokên xwe ve hatin hilweşandin. Mîna releyan, veguheztina elektronîkî ji hewcedariyên pîşesaziya têlefonê derket. Û ji bo ku em bizanin ku ew ji ku derê hatî, divê em dîroka xwe vegerînin kêliyek di destpêka serdema radyoyê de.
Source: www.habr.com