Artikuj të tjerë në seri:
- Historia e stafetës
- Historia e kompjuterëve elektronikë
- Historia e tranzistorit
- Historia e internetit
Siç e pamë në , inxhinierët e radios dhe telefonit në kërkim të amplifikatorëve më të fuqishëm zbuluan një fushë të re teknologjike që u quajt shpejt elektronik. Përforcuesi elektronik mund të shndërrohet lehtësisht në një ndërprerës dixhital, që funksionon me shpejtësi shumë më të larta se kushëriri i tij elektromekanik, releja e telefonit. Për shkak se nuk kishte pjesë mekanike, një tub vakum mund të ndizet dhe fiket në një mikrosekondë ose më pak, në vend të dhjetë milisekondave ose më shumë të kërkuara nga një stafetë.
Nga viti 1939 deri në vitin 1945, tre kompjuterë u krijuan duke përdorur këto komponentë të rinj elektronikë. Nuk është rastësi që datat e ndërtimit të tyre përkojnë me periudhën e Luftës së Dytë Botërore. Ky konflikt - i pashembullt në histori në mënyrën se si i futi njerëzit në qerren e luftës - ndryshoi përgjithmonë marrëdhëniet midis shteteve dhe midis shkencës dhe teknologjisë, dhe gjithashtu solli një numër të madh pajisjesh të reja në botë.
Historitë e tre kompjuterëve të parë elektronikë janë të ndërthurura me luftën. E para iu kushtua deshifrimit të mesazheve gjermane dhe mbeti nën mbulesën e fshehtësisë deri në vitet 1970, kur nuk kishte më asnjë interes përveç historisë. E dyta për të cilën shumica e lexuesve duhet të kishin dëgjuar ishte ENIAC, një makinë llogaritëse ushtarake që u përfundua shumë vonë për të ndihmuar në luftë. Por këtu shikojmë më të hershmet nga këto tre makina, ideja e tyre .
Atanasov
Në vitin 1930, Atanasov, djali i lindur në Amerikë i një emigranti nga , më në fund arriti ëndrrën e tij rinore dhe u bë një fizikan teorik. Por, si me shumicën e aspiratave të tilla, realiteti nuk ishte ai që priste. Në veçanti, si shumica e studentëve të inxhinierisë dhe shkencave fizike në gjysmën e parë të shekullit të XNUMX-të, Atanasovit iu desh të vuante barrën e dhimbshme të llogaritjeve të vazhdueshme. Disertacioni i tij në Universitetin e Wisconsin mbi polarizimin e heliumit kërkonte tetë javë llogaritje të lodhshme duke përdorur një makinë llogaritëse mekanike.
John Atanasov në rininë e tij
Në vitin 1935, pasi kishte pranuar tashmë një pozicion si profesor në Universitetin e Iowa-s, Atanasov vendosi të bënte diçka për këtë barrë. Ai filloi të mendojë për mënyrat e mundshme për të ndërtuar një kompjuter të ri, më të fuqishëm. Duke refuzuar metodat analoge (siç është analizuesi diferencial MIT) për arsye kufizimi dhe paqartësie, ai vendosi të ndërtojë një makinë dixhitale që trajtonte numrat si vlera diskrete dhe jo si matje të vazhdueshme. Që në rininë e tij, ai ishte i njohur me sistemin e numrave binar dhe kuptoi se ai përshtatet shumë më mirë në strukturën e ndezjes/fikjes së një ndërprerësi dixhital sesa numrat e zakonshëm dhjetorë. Kështu ai vendosi të bënte një makinë binare. Dhe së fundi, ai vendosi që në mënyrë që të jetë më i shpejtë dhe më fleksibël, duhet të jetë elektronik dhe të përdorë tuba vakum për llogaritjet.
Atanasov gjithashtu duhej të vendoste për hapësirën e problemit - për çfarë lloj llogaritjesh duhet të jetë i përshtatshëm kompjuteri i tij? Si rezultat, ai vendosi që do të merrej me zgjidhjen e sistemeve të ekuacioneve lineare, duke i reduktuar ato në një ndryshore të vetme (duke përdorur )-të njëjtat përllogaritje që dominonin disertacionin e tij. Ai do të mbështesë deri në tridhjetë ekuacione, me deri në tridhjetë variabla secila. Një kompjuter i tillë mund të zgjidhë probleme që janë të rëndësishme për shkencëtarët dhe inxhinierët, dhe në të njëjtën kohë nuk do të duket të jetë tepër kompleks.
Pjesë arti
Nga mesi i viteve 1930, teknologjia elektronike ishte bërë jashtëzakonisht e larmishme nga origjina e saj 25 vjet më parë. Dy zhvillime ishin veçanërisht të përshtatshme për projektin e Atanasov: një stafetë këmbëzuese dhe një matës elektronik.
Që nga shekulli i 1918-të, inxhinierët e telegrafit dhe telefonit kanë në dispozicion një pajisje të dobishme të quajtur çelës. Një ndërprerës është një rele bistable që përdor magnet të përhershëm për ta mbajtur atë në gjendjen që e keni lënë - të hapur ose të mbyllur - derisa të marrë një sinjal elektrik për të ndërruar gjendjet. Por tubat e vakumit nuk ishin në gjendje për këtë. Ata nuk kishin asnjë komponent mekanik dhe mund të "hapen" ose "mbylleshin" ndërsa energjia elektrike kalonte ose nuk ishte në qark. Në vitin 1, dy fizikanë britanikë, William Eccles dhe Frank Jordan, lidhën dy llamba me tela për të krijuar një "rele shkas" - një stafetë elektronike që mbetet vazhdimisht e ndezur pasi ndizet nga një impuls fillestar. Eccles dhe Jordan krijuan sistemin e tyre për qëllime telekomunikacioni për Admiralitetin Britanik në fund të Luftës së Parë Botërore. Por qarku Eccles-Jordan, i cili më vonë u bë i njohur si shkas [angl. Flip-flop] mund të konsiderohet gjithashtu si një pajisje për ruajtjen e një shifre binare - 0 nëse sinjali transmetohet, dhe XNUMX ndryshe. Në këtë mënyrë, përmes n flip-flops ishte e mundur të përfaqësohej një numër binar prej n bitësh.
Rreth dhjetë vjet pas nisjes, ndodhi përparimi i dytë i madh në elektronikë, duke u përplasur me botën e informatikës: matësit elektronikë. Edhe një herë, siç ndodhte shpesh në historinë e hershme të informatikës, mërzia u bë nëna e shpikjes. Fizikanët që studionin emetimin e grimcave nënatomike duhej ose të dëgjonin për klikime ose të kalonin orë të tëra duke studiuar regjistrimet fotografike, duke numëruar numrin e zbulimeve për të matur shkallën e emetimit të grimcave nga substanca të ndryshme. Matësit mekanikë ose elektromekanikë ishin një mundësi joshëse për të lehtësuar këto veprime, por ata lëviznin shumë ngadalë: ata nuk mund të regjistronin ngjarjet e shumta që ndodhën brenda milisekondave nga njëri-tjetri.
Figura kryesore në zgjidhjen e këtij problemi ishte , i cili punoi nën Ernest Rutherford në Laboratorin Cavendish në Kembrixh. Wynne-Williams kishte një aftësi për elektronikën dhe kishte përdorur tashmë tuba (ose valvola, siç quheshin në Britani) për të krijuar amplifikues që bënin të mundur të dëgjonin se çfarë po ndodhte me grimcat. Në fillim të viteve 1930, ai kuptoi se valvulat mund të përdoreshin për të krijuar një numërues, të cilin ai e quajti "një numërues i shkallës binar" - domethënë një numërues binar. Në thelb, ishte një grup rrokullisjesh që mund të transmetonin çelsat lart në zinxhir (në praktikë, ai përdorte Llojet e llambave që nuk përmbajnë vakum, por gaz, i cili mund të mbetet në pozicionin e ndezur pas jonizimit të plotë të gazit).
Numëruesi Wynne-Williams u bë shpejt një nga pajisjet laboratorike të nevojshme për këdo që merrej me fizikën e grimcave. Fizikanët ndërtuan numërues shumë të vegjël, shpesh me tre shifra (d.m.th., të aftë për të numëruar deri në shtatë). për një matës mekanik të ngadaltë dhe për regjistrimin e ngjarjeve që ndodhin më shpejt se sa mund të regjistrojë një metër me pjesë mekanike me lëvizje të ngadaltë.
Por në teori, numërues të tillë mund të zgjerohen në numra me madhësi ose saktësi arbitrare. Këto ishin, në mënyrë rigoroze, makinat e para llogaritëse elektronike dixhitale.
Kompjuteri Atanasov-Berry
Atanasov ishte i njohur me këtë histori, e cila e bindi për mundësinë e ndërtimit të një kompjuteri elektronik. Por ai nuk përdori drejtpërdrejt numërues binare apo flip-flops. Në fillim, për bazën e sistemit të numërimit, ai u përpoq të përdorte numërues pak të modifikuar - në fund të fundit, çfarë është mbledhja nëse nuk numërimi i përsëritur? Por për disa arsye ai nuk mund t'i bënte qarqet e numërimit mjaftueshëm të besueshëm dhe iu desh të zhvillonte qarqet e tij të mbledhjes dhe shumëzimit. Ai nuk mund të përdorte flip-flops për të ruajtur përkohësisht numrat binar, sepse ai kishte një buxhet të kufizuar dhe një qëllim ambicioz për të ruajtur tridhjetë koeficientë në të njëjtën kohë. Siç do ta shohim së shpejti, kjo situatë pati pasoja të rënda.
Në vitin 1939, Atanasov kishte përfunduar dizajnimin e kompjuterit të tij. Tani ai kishte nevojë për dikë me njohuritë e duhura për ta ndërtuar atë. Ai gjeti një person të tillë në një të diplomuar për inxhinieri në Institutin Shtetëror të Iowa-s, të quajtur Clifford Berry. Deri në fund të vitit, Atanasov dhe Berry kishin ndërtuar një prototip të vogël. Një vit më pas ata përfunduan një version të plotë të kompjuterit me tridhjetë koeficientë. Në vitet 1960, një shkrimtar që gërmoi historinë e tyre e quajti atë Kompjuteri Atanasoff-Berry (ABC) dhe emri ngeci. Megjithatë, të gjitha mangësitë nuk mund të eliminoheshin. Në veçanti, ABC kishte një gabim prej rreth një shifre binare në 10000, që do të ishte fatale për çdo llogaritje të madhe.
Clifford Berry dhe ABC në 1942
Megjithatë, në Atanasov dhe ABC-në e tij mund të gjenden rrënjët dhe burimi i të gjithë kompjuterëve modernë. A nuk krijoi ai (me ndihmën e aftë të Berry) kompjuterin e parë binar elektronik dixhital? A nuk janë këto karakteristikat themelore të miliarda pajisjeve që formësojnë dhe drejtojnë ekonomitë, shoqëritë dhe kulturat në mbarë botën?
Por le të kthehemi. Mbiemrat dixhital dhe binar nuk janë domeni i ABC. Për shembull, Kompjuteri me numra kompleks Bell (CNC), i zhvilluar në të njëjtën kohë, ishte një kompjuter dixhital, binar, elektromekanik i aftë për të llogaritur në planin kompleks. Gjithashtu, ABC dhe CNC ishin të ngjashme në atë që zgjidhnin problemet në një zonë të kufizuar dhe nuk mund të pranonin, ndryshe nga kompjuterët modernë, një sekuencë arbitrare udhëzimesh.
Ajo që mbetet është "elektronike". Por, megjithëse pjesët e brendshme matematikore të ABC-së ishin elektronike, ai funksiononte me shpejtësi elektromekanike. Meqenëse Atanasov dhe Berry nuk ishin në gjendje financiarisht të përdornin tuba vakum për të ruajtur mijëra shifra binare, ata përdorën përbërës elektromekanikë për ta bërë këtë. Disa qindra trioda, që kryenin llogaritjet themelore matematikore, u rrethuan nga bateri rrotulluese dhe makina grushtuese rrotulluese, ku ruheshin vlerat e ndërmjetme të të gjithë hapave llogaritës.
Atanasov dhe Berry bënë një punë heroike të leximit dhe shkrimit të të dhënave në kartat e grushta me shpejtësi të jashtëzakonshme duke i djegur ato me energji elektrike në vend që t'i godasin mekanikisht. Por kjo çoi në problemet e veta: ishte aparati i djegies që ishte përgjegjës për 1 gabim për 10000 numra. Për më tepër, edhe në rastin më të mirë, makina nuk mund të "grushtonte" më shpejt se një rresht në sekondë, kështu që ABC mund të kryente vetëm një llogaritje në sekondë me secilën prej tridhjetë njësive të saj aritmetike. Për pjesën tjetër të kohës, tubat e vakumit qëndruan të papunë, me padurim "duke daulluar gishtat mbi tavolinë", ndërsa e gjithë kjo makineri rrotullohej ngadalë rreth tyre me dhimbje. Atanasov dhe Berry e lidhën kalin e pastër në karrocën e barit. (Udhëheqësi i projektit për të rikrijuar ABC në vitet 1990 vlerësoi shpejtësinë maksimale të makinës, duke marrë parasysh të gjithë kohën e shpenzuar, duke përfshirë punën e operatorit për specifikimin e detyrës, në pesë shtesa ose zbritje në sekondë. Kjo, natyrisht, është më i shpejtë se një kompjuter njerëzor, por jo me të njëjtën shpejtësi, të cilën ne e lidhim me kompjuterët elektronikë.)
Diagrami ABC. Bateritë ruanin hyrjen dhe daljen e përkohshme në kondensatorë. Qarku i goditjes së kartës thyratron dhe lexuesi i kartave regjistroi dhe lexoi rezultatet e një hapi të tërë të algoritmit (duke eliminuar një nga variablat nga sistemi i ekuacioneve).
Puna në ABC ngeci në mesin e vitit 1942 kur Atanasoff dhe Berry u regjistruan për makinën e luftës amerikane që po rritej me shpejtësi, e cila kërkonte tru dhe trupa. Atanasov u thirr në Laboratorin e Armëve Detare në Uashington për të udhëhequr një ekip që zhvillon mina akustike. Berry u martua me sekretaren e Atanasov dhe gjeti një punë në një kompani me kontratë ushtarake në Kaliforni për të shmangur tërheqjen në luftë. Atanasov u përpoq për ca kohë të patentonte krijimin e tij në shtetin e Iowa-s, por pa sukses. Pas luftës, ai kaloi në gjëra të tjera dhe nuk u mor më seriozisht me kompjuterët. Vetë kompjuteri u dërgua në një deponi në vitin 1948 për t'i bërë vend në zyrë një të diplomuari të ri nga instituti.
Ndoshta Atanasov thjesht filloi të punojë shumë herët. Ai mbështetej në grante modeste universitare dhe mund të shpenzonte vetëm disa mijëra dollarë për të krijuar ABC, kështu që ekonomia zëvendësoi të gjitha shqetësimet e tjera në projektin e tij. Nëse do të kishte pritur deri në fillim të viteve 1940, ai mund të kishte marrë një grant qeveritar për një pajisje elektronike të plotë. Dhe në këtë gjendje - e kufizuar në përdorim, e vështirë për t'u kontrolluar, e pabesueshme, jo shumë e shpejtë - ABC nuk ishte një reklamë premtuese për përfitimet e informatikës elektronike. Makina amerikane e luftës, me gjithë urinë e saj kompjuterike, e la ABC-në të ndryshket në qytetin Ames, Iowa.
Makinat kompjuterike të luftës
Lufta e Parë Botërore krijoi dhe nisi një sistem investimesh masive në shkencë dhe teknologji dhe e përgatiti atë për Luftën e Dytë Botërore. Në vetëm pak vite, praktika e luftës në tokë dhe det kaloi në përdorimin e gazeve helmuese, minave magnetike, zbulimit dhe bombardimeve ajrore, etj. Asnjë udhëheqës politik apo ushtarak nuk mund të mos vinte re ndryshime kaq të shpejta. Ata ishin aq të shpejtë sa që kërkimet e nisura mjaft herët mund të anonin peshoren në një drejtim ose në tjetrin.
Shtetet e Bashkuara kishin mjaft materiale dhe trura (shumë prej të cilëve kishin ikur nga Gjermania e Hitlerit) dhe ishin të anashkaluara nga betejat e menjëhershme për mbijetesë dhe dominim që preknin vendet e tjera. Kjo i lejoi vendit të mësonte veçanërisht qartë këtë mësim. Kjo u manifestua në faktin se burime të mëdha industriale dhe intelektuale iu kushtuan krijimit të armës së parë atomike. Një investim më pak i njohur, por po aq i rëndësishëm ose më i vogël ishte investimi në teknologjinë e radarëve të përqendruar në Laboratorin Rad të MIT.
Pra, fusha e sapolindur e llogaritjes automatike mori pjesën e saj të financimit ushtarak, megjithëse në një shkallë shumë më të vogël. Ne kemi vërejtur tashmë shumëllojshmërinë e projekteve informatike elektromekanike të krijuara nga lufta. Potenciali i kompjuterëve të bazuar në rele ishte, relativisht i folur, i njohur, pasi qendrat telefonike me mijëra rele kishin funksionuar për shumë vite deri në atë kohë. Komponentët elektronikë nuk e kanë provuar ende performancën e tyre në një shkallë të tillë. Shumica e ekspertëve besonin se një kompjuter elektronik në mënyrë të pashmangshme do të ishte i pabesueshëm (ABC ishte një shembull) ose do të merrte shumë kohë për t'u ndërtuar. Megjithë fluksin e papritur të parave të qeverisë, projektet kompjuterike elektronike ushtarake ishin të pakta. Vetëm tre u lëshuan, dhe vetëm dy prej tyre rezultuan në makineri operative.
Në Gjermani, inxhinieri i telekomunikacionit Helmut Schreyer i vërtetoi mikut të tij Konrad Zuse vlerën e makinës elektronike mbi "V3" elektromekanike që Zuse po ndërtonte për industrinë aeronautike (e njohur më vonë si Z3). Zuse përfundimisht ra dakord të punonte në një projekt të dytë me Schreyer, dhe Instituti i Kërkimeve Aeronautike ofroi financimin e një prototipi me 100 tuba në fund të vitit 1941. Por të dy burrat fillimisht filluan punën me prioritet më të lartë të luftës dhe më pas puna e tyre u ngadalësua rëndë nga dëmtimet e bombardimeve, duke i lënë ata të paaftë për të vënë në punë makinën e tyre në mënyrë të besueshme.
Zuse (djathtas) dhe Schreyer (majtas) punojnë në një kompjuter elektromekanik në apartamentin e prindërve të Zuse në Berlin
Dhe kompjuteri i parë elektronik që bëri punë të dobishme u krijua në një laborator sekret në Britani, ku një inxhinier telekomunikacioni propozoi një qasje të re radikale për kriptanalizën e bazuar në valvula. Këtë histori do ta zbulojmë herën tjetër.
Çfarë tjetër për të lexuar:
• Alice R. Burks dhe Arthur W. Burks, Kompjuteri i parë elektronik: Historia e Atasoff (1988)
• David Ritchie, The Computer Pioneers (1986)
• Jane Smiley, Njeriu që shpiku kompjuterin (2010)
Burimi: www.habr.com