Nakala zingine katika safu:
- Historia ya relay
- Historia ya kompyuta za elektroniki
- Historia ya transistor
- Historia ya mtandao
В Tulijifunza jinsi mwanasayansi na mwalimu wa Amerika alisafiri Ulaya kwa mara ya kwanza. Alipokuwa akizuru London, alisimama maalum ili kuona mwanahisabati ambaye alimheshimu sana. Henry aliandamana na rafiki yake, Alexander Bach, na rafiki yake mpya, pia mjaribio katika uwanja wa telegraphy, Babbage aliwaambia wageni wake kwamba hivi karibuni angeonyesha mashine yake ya kukokotoa kwa Mbunge, lakini kwa furaha kubwa zaidi aliwashirikisha wazo lake la mashine mpya, "ambayo ingepita uwezo wa kwanza." Henry aliandika muhtasari wa jumla wa mpango huu katika shajara yake:
Mashine hii imegawanywa katika sehemu mbili, moja ambayo Bwana B. anaita "hifadhi" na nyingine "kinu." "Hifadhi" imejazwa na magurudumu na nambari zilizochorwa juu yao. Mara kwa mara, levers huwavuta nje na kuwasogeza karibu na kinu, ambapo udanganyifu muhimu hufanyika. Baada ya kukamilika, mashine hii itaweza kuorodhesha fomula yoyote ya aljebra.
Mwanahistoria hawezi kujizuia kuhisi ubaridi ukishuka kwenye uti wa mgongo wake kwenye makutano ya bahati nasibu katika maisha ya wanadamu. Hapa, nyuzi mbili za historia ya kompyuta ziliingiliana, moja ikikaribia mwisho wake, nyingine inaanza tu.
Ingawa mashine ya Babbage mara nyingi huwasilishwa kama mwanzo wa historia ya kompyuta za kisasa za madhumuni ya jumla, uhusiano kati yao ni ngumu sana. Mashine yake (ambayo hakuwahi kujenga) ilikuwa kilele cha ndoto ya hesabu ya mitambo. Ndoto hii, iliyofafanuliwa kwa mara ya kwanza na Leibniz, ilitiwa msukumo na mifumo tata inayozidi kuwa ngumu iliyoundwa na mafundi tangu mwishoni mwa Zama za Kati. Lakini hakuna kompyuta ya kusudi la jumla ambayo imewahi kujengwa kwenye mechanics safi-kazi ni ngumu sana.
Relay ya sumakuumeme, iliyobuniwa na Henry na wengine, inaweza kuingizwa kwa urahisi katika saketi za kompyuta ambazo utata wake ungeonekana kuwa hauwezi kufikiria. Walakini, wakati huu ulikuwa bado miongo kadhaa, na Henry na watu wa wakati wake hawakuweza kuona maendeleo kama haya. Ikawa mzalishaji wa transistors isitoshe, ambayo iliwezesha ulimwengu wa kisasa wa dijiti, uliounganishwa sana na maisha yetu ya kisasa. Relay zilijaza matumbo ya kompyuta za mapema zinazoweza kupangwa, ambazo zilitawala kwa muda mfupi kabla ya kubadilishwa na binamu zao wa kielektroniki.
Relay iligunduliwa mara kadhaa kwa kujitegemea katika miaka ya 1830. Madhumuni yake yalikuwa tofauti (wavumbuzi wake watano walikuja na angalau matumizi matatu tofauti), kama vile kesi zake za utumiaji. Lakini ni rahisi kufikiria kama kifaa cha madhumuni mawili. Inaweza kutumika kama swichi, kudhibiti kifaa kingine cha umeme (ikiwa ni pamoja na, muhimu, relay nyingine), au kama amplifier, kubadilisha ishara dhaifu kuwa yenye nguvu.
Badili
Joseph Henry alichanganya katika mtu mmoja ujuzi wa kina wa falsafa ya asili, mechanics, na maslahi katika telegraph ya mitambo. Katika miaka ya 1830, labda Wheatstone pekee ndiye alikuwa na mchanganyiko kama huo wa sifa. Kufikia 1831, alikuwa ameunda saketi yenye urefu wa kilomita 2,5 yenye uwezo wa kupiga kengele, kwa kutumia sumaku yenye nguvu zaidi. Labda, ikiwa angeendelea kufanya kazi kwa bidii kwenye telegraph na kuonyesha uimara sawa na Morse, jina lake lingeandikwa katika vitabu vya kiada.
Lakini Henry, mwalimu katika Chuo cha Albany na baadaye katika Chuo cha New Jersey (sasa Chuo Kikuu cha Princeton), alijenga na kuboresha vifaa vya umeme kwa madhumuni ya utafiti, mafundisho, na maonyesho ya kisayansi. Hakuwa na nia ya kubadilisha chombo cha ufundishaji kuwa mfumo wa ujumbe.
Karibu 1835, alibuni onyesho la busara kwa kutumia saketi mbili. Kumbuka kwamba Henry aligundua umeme una vipimo viwili-nguvu na wingi (tunawaita voltage na sasa). Aliunda saketi zilizo na betri za nguvu na sumaku za kusambaza sumaku-umeme kwa umbali mrefu, na saketi zenye betri na sumaku za wingi ili kutoa nguvu zenye nguvu za sumakuumeme.
Kifaa chake kipya kilichanganya sifa zote mbili. Sumaku-umeme yenye nguvu ya kiasi inaweza kuinua mamia ya kilo. Sumaku yenye nguvu mwishoni mwa mzunguko mrefu ilitumiwa kuinua waya ndogo ya chuma: kubadili. Kufunga mzunguko wa kina ulisababisha sumaku kuinua waya, ambayo ilifungua kubadili na mzunguko wa kiasi. Sumaku-umeme ya kiasi kisha ghafla ikadondosha mzigo wake kwa mshindo wa viziwi.
Relay hii—kwa maana hiyo ilikuwa jukumu lililochezwa na sumaku kali na waya wake—ilikuwa muhimu kwa kuonyesha ubadilishaji wa nishati ya umeme kuwa nishati ya mitambo, na pia jinsi nguvu ndogo inaweza kudhibiti kubwa. Kuchovya waya kidogo kwenye asidi ili kukamilisha mzunguko kulisababisha msogeo mdogo wa swichi ndogo, ambayo hatimaye ilisababisha anguko kubwa la chuma, kiasi cha kumponda mtu yeyote mpumbavu wa kutosha kusimama chini yake. Kwa Henry, relay ilikuwa chombo cha kuonyesha kanuni za kisayansi. Ilikuwa ni lever ya umeme.
Huenda Henry alikuwa wa kwanza kuunganisha saketi mbili kwa njia hii—akitumia sumaku-umeme ya moja kudhibiti nyingine. Nafasi ya pili, kama tunavyojua, ni ya William Cooke na Charles Wheatstone, ingawa walikuwa na malengo tofauti sana.
Mnamo Machi 1836, muda mfupi baada ya kuhudhuria maonyesho huko Heidelberg ya telegraph kwa kutumia sindano ya galvanic kusambaza ishara, Cooke aliongozwa na sanduku la muziki. Cooke aliamini kwamba kutumia sindano kuwakilisha barua katika telegraph halisi itahitaji sindano nyingi, ambazo zingehitaji nyaya nyingi. Cooke, hata hivyo, alitaka sumaku-umeme kuamilisha utaratibu ambao unaweza kuwa tata kama inavyotakiwa kuwakilisha herufi inayotaka.
Alichukua mimba ya mashine inayofanana na sanduku la muziki, na pipa iliyozungukwa na pini nyingi. Kwa upande mmoja wa pipa itakuwa piga mviringo na barua. Sanduku sawa lingekuwa kwenye kila mwisho wa laini ya telegraph. Chemchemi ya jeraha ingesababisha pipa kuzunguka, lakini mara nyingi ingeshikiliwa na kizuizi. Wakati ufunguo wa telegraph uliposisitizwa, mzunguko ulifungwa, kuwezesha sumaku-umeme ambazo zilitoa kufuli zote mbili, na kusababisha mashine zote mbili kuzunguka. Wakati piga ilionyesha barua inayotakiwa, ufunguo ulitolewa, kufuli kupigwa mahali, kuacha harakati za mapipa. Cook, bila kujua, alikuwa ameunda tena kielelezo cha telegraph cha Ronald, alichotunga miongo miwili mapema, na majaribio ya mapema ya akina Chappe kwa telegrafu (isipokuwa kwamba walitumia sauti, si umeme, kusawazisha piga).
Cook alitambua kwamba utaratibu kama huo ungeweza kutatua tatizo la muda mrefu na telegrafu—kujulisha mwisho wa kupokea ujumbe mpya. Ili kufanya hivyo, angeweza kutumia mzunguko wa pili na sumaku-umeme nyingine ambayo ingewasha kengele ya mitambo. Kufunga mzunguko kunaweza kuvuta kizuizi, na kusababisha kengele kulia.
Mnamo Machi 1837, Cooke alianza kufanya kazi na Wheatstone kwenye telegrafu, na karibu wakati huo walianza kufikiria uhitaji wa mzunguko wa pili. Badala ya kuunda sakiti huru kwa ishara ya onyo (na kukimbia maili ya waya isiyo ya lazima), haingekuwa rahisi kutumia saketi kuu kudhibiti ishara?
Kufikia wakati huo, Cooke na Wheatstone walikuwa wamerudi kwenye muundo wa sindano, na ilikuwa wazi kwamba wangeweza kuunganisha kipande kidogo cha waya kwenye sindano ili ncha yake ilipovutwa na sumaku-umeme, mkia wake ukamilishe mzunguko wa pili. Mzunguko huu unaweza kuamsha ishara. Baada ya muda fulani, wakati ambapo mpokeaji ujumbe angeweza kuamka, kuzima ishara, na kuandaa penseli na karatasi, sindano hiyo ingeweza kutumiwa kusambaza ujumbe kama kawaida.
Kwa muda wa miaka miwili, katika mabara mawili, mara mbili, na malengo mawili tofauti, watu waligundua kuwa sumaku-umeme inaweza kutumika kama swichi inayodhibiti mzunguko mwingine. Lakini pia iliwezekana kufikiria njia tofauti kabisa ya mizunguko miwili kuingiliana.
Amplifier
Kufikia msimu wa 1837, Samuel Morse alikuwa na hakika kwamba wazo lake la telegraph ya umeme linaweza kufanywa kufanya kazi. Kwa kutumia betri yenye nguvu nyingi na sumaku ya Henry, angeweza kutuma ujumbe kwa umbali wa nusu kilomita. Lakini ili kuthibitisha kwa Congress kwamba telegraph yake inaweza kusambaza ujumbe katika bara zima, alihitaji mengi zaidi. Ilikuwa wazi kwamba hata betri zikiwa na nguvu kiasi gani, wakati fulani sakiti ingekuwa ndefu sana kusambaza ishara inayoweza kusomeka hadi mwisho mwingine. Lakini Morse aligundua kuwa, licha ya kupungua kwa nguvu kwa umbali, sumaku-umeme inaweza kufungua na kufunga mzunguko mwingine, unaoendeshwa na betri yake mwenyewe, ambayo inaweza kusambaza ishara zaidi. Mchakato unaweza kurudiwa mara nyingi unavyotaka na kufunika umbali wa urefu wowote. Ndiyo maana sumaku hizi za kati ziliitwa "relays" - kama vile ofisi za posta za kubadilisha farasi. Walipokea ujumbe wa umeme kutoka kwa mshirika aliyedhoofika na wakauendeleza kwa nguvu mpya.
Haiwezekani kuamua ikiwa wazo hili liliongozwa na kazi ya Henry, lakini Morse alikuwa wa kwanza kutumia relay kwa kusudi hili. Kwa ajili yake, relay haikuwa kubadili, lakini amplifier, yenye uwezo wa kugeuza ishara dhaifu kuwa yenye nguvu.
Kwa upande mwingine wa Atlantiki karibu wakati huo huo , mfamasia wa London, alibuni wazo kama hilo. Inaelekea alipendezwa na telegrafu karibu 1835. Kufikia mapema 1837, alikuwa akifanya majaribio mara kwa mara na kitanzi cha kilomita 1.5 katika Hifadhi ya Regent kaskazini-magharibi mwa London.
Muda mfupi baada ya Cooke na Wheatstone kukutana Machi 1837, Davy alihisi ushindani na akaanza kufikiria kwa uzito zaidi kuhusu kujenga mfumo wa vitendo. Aligundua kuwa nguvu ya mgeuko ya sindano ya galvanic ilipungua sana kadri urefu wa waya ulivyoongezeka. Kama alivyoandika miaka mingi baadaye:
Kisha nilifikiri kwamba hata harakati kidogo ya sindano, unene wa nywele, itakuwa ya kutosha kuleta nyuso mbili za chuma katika kuwasiliana, kufunga mzunguko mpya unaotegemea betri ya ndani; na hii inaweza kurudiwa milele.
Davy aliita wazo hili la kubadilisha ishara dhaifu ya umeme kuwa yenye nguvu "rejeta ya umeme." Lakini alishindwa kutambua hili au wazo lingine lolote la telegraph. Alipokea hati miliki ya telegraph mnamo 1838, bila ya Cooke na Wheatstone. Lakini mwaka wa 1839, alisafiri kwa meli hadi Australia, akikimbia ndoa isiyo na furaha, akiwaacha uwanja kwa washindani. Kampuni yao ya telegraph ilinunua hati miliki miaka michache baadaye.
Relays duniani
Katika historia ya teknolojia, tunazingatia sana mifumo, lakini mara nyingi hupuuza vipengele vyake. Tunaandika historia ya telegraph, simu, na mwanga wa umeme, tukiwaogesha waundaji wao katika mwanga wa joto wa idhini yetu. Lakini mifumo hii iliweza kuibuka tu kupitia mchanganyiko, ujumuishaji, na urekebishaji wa vitu vilivyopo, hukua kimya kimya kwenye vivuli.
Relay ni kipengele kimoja kama hicho. Ilibadilika haraka na kubadilika wakati mitandao ya telegraph ilipoanza kukua kwa kasi katika miaka ya 1840 na 1850. Zaidi ya karne iliyofuata, ilionekana katika mifumo mbalimbali ya umeme. Marekebisho ya awali yalitumia nanga thabiti ya chuma, kama ishara ya telegrafu, ili kufunga saketi. Baada ya sumaku-umeme kuzimwa, nanga ilikatwa kutoka kwa mzunguko na chemchemi. Utaratibu huu ulikuwa wa kuaminika zaidi na wa kudumu kuliko vipande vya waya au sindano. Mifano ambazo zilifungwa kwa chaguo-msingi pia zilitengenezwa, pamoja na muundo wa awali wa wazi-kwa-msingi.
Relay ya kawaida kutoka mwishoni mwa karne ya 19. Spring T huzuia silaha B isiwasiliane na mguso C. Sumaku-umeme M inapowashwa, inashinda chemchemi na kufunga mzunguko kati ya waya W na mguso C.
Katika siku za kwanza za telegraphy, relays hazikutumiwa sana kama amplifiers au "updators," kwani mzunguko mmoja unaweza kupanua zaidi ya kilomita 150. Hata hivyo, zilikuwa muhimu sana kwa kuunganisha laini ndefu, za chini na za ndani, zenye voltage ya juu ambazo zingeweza kuendesha mashine nyingine, kama vile kinasa sauti cha Morse.
Kadhaa ya hataza nchini Marekani katika nusu ya mwisho ya karne ya 4 ilielezea aina mpya za relays na matumizi yao ya riwaya. Relay tofauti, ambayo iligawanya coil ili athari ya sumakuumeme ilighairiwa katika mwelekeo mmoja na kuimarishwa katika nyingine, iliwezesha mawasiliano ya simu ya duplex: ishara mbili zinazosafiri kwa njia tofauti pamoja na waya moja. Thomas Edison alitumia relay ya polarized (au polar) kuunda relay ya quadruplex, yenye uwezo wa kutuma ishara nne kwa wakati mmoja kwenye waya moja: mbili katika kila mwelekeo. Katika relay ya polarized, silaha yenyewe ilikuwa sumaku ya kudumu, ikijibu kwa mwelekeo wa sasa badala ya nguvu. Sumaku za kudumu zilifanya iwezekane kuunda relays zilizo na anwani za ubadilishaji ambazo zilibaki wazi au kufungwa baada ya kubadili.
Relay ya polarized
Mbali na telegrafu, relays pia zilianza kutumika katika mifumo ya kuashiria reli. Pamoja na ujio wa mitandao ya usambazaji wa nguvu, relays pia zilipata njia yao katika mifumo hii, haswa kama vifaa vya kinga.
Lakini hata mitandao hii pana na changamano haikuhitaji zaidi kutoka kwa relays kuliko wangeweza kutoa. Telegraph na reli zilifikia kila jiji, lakini sio kila jengo. Walikuwa na makumi ya maelfu ya ncha, lakini sio mamilioni. Mifumo ya upokezaji wa umeme haikujali ni wapi ilipoishia—ilisambaza umeme kwa saketi ya ndani, na kila nyumba na biashara zingeweza kuchukua kadri zilivyohitaji.
Simu lilikuwa jambo tofauti kabisa. Simu zinahitajika ili kuunda mawasiliano ya uhakika, kutoka kwa nyumba au ofisi yoyote hadi nyingine yoyote, na kwa hivyo ilihitaji saketi za udhibiti wa kiwango ambacho hakijawahi kushuhudiwa. Sauti ya mwanadamu, iliyopitishwa kama mitetemo kupitia waya, ilikuwa ishara tajiri lakini dhaifu. Kwa hivyo, mawasiliano ya simu ya umbali mrefu yalihitaji vikuza sauti vya hali ya juu. Ilibadilika kuwa swichi zinaweza kufanya kazi na amplifiers vile. Sasa, zaidi ya mfumo mwingine wowote, mitandao ya simu ilitawala mageuzi ya swichi.
Nini cha kusoma
• James B. Calvert, “The Electromagnetic Telegraph”
• Franklin Leonard Papa, "Mazoezi ya Kisasa ya Telegraph ya Umeme" (1891)
Chanzo: mapenzi.com
