Nakala zingine katika safu:
- Historia ya relay
- Historia ya kompyuta za elektroniki
- Historia ya transistor
- Historia ya mtandao
Kama tulivyoona katika , wahandisi wa redio na simu waliokuwa wakitafuta vikuza sauti vyenye nguvu zaidi waligundua uwanja mpya wa kiteknolojia ambao uliitwa upesi umeme. Kikuza sauti cha kielektroniki kinaweza kubadilishwa kwa urahisi kuwa swichi ya dijiti, inayofanya kazi kwa kasi ya juu zaidi kuliko binamu yake wa kielektroniki, relay ya simu. Kwa sababu hapakuwa na sehemu za mitambo, bomba la utupu lingeweza kuwashwa na kuzimwa kwa sekunde ndogo au chini yake, badala ya milisekunde kumi au zaidi inayohitajika na relay.
Kuanzia 1939 hadi 1945, kompyuta tatu ziliundwa kwa kutumia vipengele hivi vipya vya elektroniki. Sio bahati mbaya kwamba tarehe za ujenzi wao zinapatana na kipindi cha Vita vya Kidunia vya pili. Mgogoro huu - usio na kifani katika historia kwa jinsi ulivyofunga watu kwenye gari la vita - ulibadilisha milele uhusiano kati ya majimbo na kati ya sayansi na teknolojia, na pia ulileta idadi kubwa ya vifaa vipya ulimwenguni.
Hadithi za kompyuta tatu za kwanza za kielektroniki zimeunganishwa na vita. Ya kwanza ilijitolea kuchambua jumbe za Kijerumani, na ilibakia chini ya usiri hadi miaka ya 1970, wakati haikuwa ya manufaa tena isipokuwa ya kihistoria. Ya pili ambayo wasomaji wengi walipaswa kusikia ilikuwa ENIAC, kikokotoo cha kijeshi ambacho kilikamilishwa kuchelewa sana kusaidia katika vita. Lakini hapa tunaangalia mashine ya kwanza kati ya hizi tatu, ubongo wa .
Atanasov
Mnamo 1930, Atanasov, mtoto wa mzaliwa wa Amerika wa mhamiaji kutoka , hatimaye alifanikisha ndoto yake ya ujana na kuwa mwanafizikia wa kinadharia. Lakini, kama ilivyo kwa matarajio mengi kama hayo, ukweli haukuwa vile alivyotarajia. Hasa, kama wanafunzi wengi wa uhandisi na sayansi ya mwili katika nusu ya kwanza ya karne ya XNUMX, Atanasov alilazimika kuteseka na mizigo chungu ya mahesabu ya mara kwa mara. Tasnifu yake katika Chuo Kikuu cha Wisconsin juu ya mgawanyiko wa heliamu ilihitaji wiki nane za hesabu za kuchosha kwa kutumia kikokotoo cha dawati cha mitambo.
John Atanasov katika ujana wake
Kufikia 1935, akiwa tayari amekubali nafasi kama profesa katika Chuo Kikuu cha Iowa, Atanasov aliamua kufanya kitu kuhusu mzigo huu. Alianza kufikiria juu ya njia zinazowezekana za kuunda kompyuta mpya, yenye nguvu zaidi. Kukataa njia za analogi (kama vile kichanganuzi cha tofauti cha MIT) kwa sababu za kizuizi na kutokuwa sahihi, aliamua kuunda mashine ya dijiti ambayo ilishughulikia nambari kama maadili tofauti badala ya vipimo vinavyoendelea. Kuanzia ujana wake, alifahamu mfumo wa nambari za binary na alielewa kuwa inafaa zaidi katika muundo wa kuwasha/kuzima wa swichi ya dijiti kuliko nambari za desimali za kawaida. Kwa hivyo aliamua kutengeneza mashine ya binary. Na hatimaye, aliamua kwamba ili iwe ya haraka zaidi na rahisi zaidi, inapaswa kuwa ya umeme, na kutumia zilizopo za utupu kwa mahesabu.
Atanasov pia alihitaji kuamua juu ya nafasi ya shida - ni aina gani ya mahesabu ambayo kompyuta yake inapaswa kufaa? Kama matokeo, aliamua kwamba atashughulika na utatuzi wa mifumo ya milinganyo ya mstari, na kuipunguza kuwa tofauti moja (kwa kutumia )βhesabu zilezile zilizotawala tasnifu yake. Itasaidia hadi milinganyo thelathini, ikiwa na hadi vigeu thelathini kila kimoja. Kompyuta kama hiyo inaweza kutatua shida ambazo ni muhimu kwa wanasayansi na wahandisi, na wakati huo huo haitaonekana kuwa ngumu sana.
Kipande cha sanaa
Kufikia katikati ya miaka ya 1930, teknolojia ya elektroniki ilikuwa imebadilika sana kutoka kwa asili yake miaka 25 mapema. Maendeleo mawili yalikuwa yanafaa sana kwa mradi wa Atanasov: relay ya trigger na mita ya elektroniki.
Tangu karne ya 1918, wahandisi wa telegrafu na simu wamekuwa na kifaa cha mkono kinachoitwa swichi. Swichi ni relay ya bistable ambayo hutumia sumaku za kudumu kuishikilia katika hali uliyoiacha ikiwa imefunguliwa au kufungwaβhadi itakapopokea mawimbi ya umeme kubadili hali. Lakini zilizopo za utupu hazikuwa na uwezo wa hili. Hazikuwa na sehemu ya mitambo na zinaweza kuwa "wazi" au "kufungwa" wakati umeme ulikuwa au haukuwa unapita kupitia mzunguko. Mnamo 1, wanafizikia wawili wa Uingereza, William Eccles na Frank Jordan, waliunganisha taa mbili na waya ili kuunda "relay ya kichochezi" - relay ya elektroniki ambayo inabaki kuwashwa kila wakati baada ya kuwashwa na msukumo wa awali. Eccles na Jordan waliunda mfumo wao kwa madhumuni ya mawasiliano ya simu kwa Admiralty ya Uingereza mwishoni mwa Vita vya Kwanza vya Kidunia. Lakini mzunguko wa Eccles-Jordan, ambao baadaye ulijulikana kuwa kichochezi [Kiingereza. flip-flop] pia inaweza kuchukuliwa kama kifaa cha kuhifadhi tarakimu ya jozi - 0 ikiwa mawimbi yanatumwa, na XNUMX vinginevyo. Kwa njia hii, kupitia n flip-flops iliwezekana kuwakilisha nambari ya binary ya n bits.
Karibu miaka kumi baada ya trigger, mafanikio makubwa ya pili katika umeme yalitokea, yakigongana na ulimwengu wa kompyuta: mita za elektroniki. Kwa mara nyingine tena, kama ilivyotokea mara nyingi katika historia ya mapema ya kompyuta, uchovu ukawa mama wa uvumbuzi. Wanafizikia wanaosoma utoaji wa chembe ndogo ndogo walilazimika kusikiliza kwa kubofya au kutumia saa nyingi kusoma rekodi za picha, kuhesabu idadi ya ugunduzi ili kupima kiwango cha utoaji wa chembe kutoka kwa vitu mbalimbali. Mita za mitambo au electromechanical zilikuwa chaguo la kumjaribu kuwezesha vitendo hivi, lakini walisonga polepole sana: hawakuweza kujiandikisha matukio mengi yaliyotokea ndani ya milliseconds ya kila mmoja.
Jambo kuu katika kutatua tatizo hili lilikuwa , ambaye alifanya kazi chini ya Ernest Rutherford katika Maabara ya Cavendish huko Cambridge. Wynne-Williams alikuwa na ustadi wa vifaa vya elektroniki, na tayari alikuwa ametumia mirija (au vali, kama zilivyoitwa nchini Uingereza) kuunda vikuza sauti ambavyo vilifanya iwezekane kusikia kile kinachotokea kwa chembe. Mwanzoni mwa miaka ya 1930, aligundua kwamba vali zinaweza kutumiwa kuunda kihesabu, ambacho alikiita "kihesabu cha mizani ya binary" - hiyo ni, kihesabu cha binary. Kwa kweli, ilikuwa seti ya flip-flops ambayo inaweza kupitisha swichi juu ya mnyororo (kwa mazoezi, ilitumia , aina za taa zisizo na utupu, lakini gesi, ambayo inaweza kubaki katika nafasi baada ya ionization kamili ya gesi).
Kaunta ya Wynne-Williams haraka ikawa moja ya vifaa muhimu vya maabara kwa mtu yeyote anayehusika katika fizikia ya chembe. Wanafizikia walijenga counters ndogo sana, mara nyingi huwa na tarakimu tatu (yaani, uwezo wa kuhesabu hadi saba). kwa mita ya polepole ya mitambo, na kwa kurekodi matukio yanayotokea kwa kasi zaidi kuliko mita yenye sehemu za mitambo zinazosonga polepole zinaweza kurekodi.
Lakini kwa nadharia, kaunta kama hizo zinaweza kupanuliwa hadi nambari za saizi isiyo ya kawaida au usahihi. Hizi zilikuwa, madhubuti, mashine za kwanza za kukokotoa za elektroniki za dijiti.
Kompyuta ya Atanasov-Berry
Atanasov alifahamu hadithi hii, ambayo ilimshawishi juu ya uwezekano wa kujenga kompyuta ya elektroniki. Lakini hakutumia moja kwa moja kaunta za binary au flip-flops. Mara ya kwanza, kwa msingi wa mfumo wa kuhesabu, alijaribu kutumia vihesabu vilivyobadilishwa kidogo - baada ya yote, ni nini kuongeza ikiwa sio kuhesabu mara kwa mara? Lakini kwa sababu fulani hakuweza kufanya mizunguko ya kuhesabu kuaminika vya kutosha, na ilimbidi kuendeleza mizunguko yake ya kuongeza na kuzidisha. Hakuweza kutumia flip-flops kuhifadhi kwa muda nambari binary kwa sababu alikuwa na bajeti ndogo na lengo kuu la kuhifadhi coefficients thelathini kwa wakati mmoja. Kama tutakavyoona hivi karibuni, hali hii ilikuwa na madhara makubwa.
Kufikia 1939, Atanasov alikuwa amemaliza kuunda kompyuta yake. Sasa alihitaji mtu mwenye ujuzi sahihi wa kuijenga. Alipata mtu kama huyo katika mhitimu wa uhandisi wa Taasisi ya Jimbo la Iowa anayeitwa Clifford Berry. Kufikia mwisho wa mwaka, Atanasov na Berry walikuwa wameunda mfano mdogo. Mwaka uliofuata walikamilisha toleo kamili la kompyuta na coefficients thelathini. Katika miaka ya 1960, mwandishi ambaye alichimba historia yao aliiita Kompyuta ya Atanasoff-Berry (ABC), na jina likakwama. Hata hivyo, mapungufu yote hayakuweza kuondolewa. Hasa, ABC ilikuwa na hitilafu ya takriban tarakimu moja kati ya 10000, ambayo inaweza kuwa mbaya kwa hesabu yoyote kubwa.
Clifford Berry na ABC mnamo 1942
Hata hivyo, katika Atanasov na ABC yake mtu anaweza kupata mizizi na chanzo cha kompyuta zote za kisasa. Je, hakuunda (kwa usaidizi mzuri wa Berry) kompyuta ya kwanza ya kielektroniki ya kielektroniki? Je, hizi si sifa za kimsingi za mabilioni ya vifaa vinavyounda na kuendesha uchumi, jamii na tamaduni kote ulimwenguni?
Lakini turudi nyuma. Vivumishi vya digital na binary sio kikoa cha ABC. Kwa mfano, Kompyuta ya Nambari ya Bell Complex (CNC), iliyotengenezwa karibu wakati huo huo, ilikuwa kompyuta ya digital, binary, electromechanical yenye uwezo wa kompyuta kwenye ndege tata. Pia, ABC na CNC walikuwa sawa kwa kuwa walitatua matatizo katika eneo ndogo, na hawakuweza, tofauti na kompyuta za kisasa, kukubali mlolongo wa maagizo ya kiholela.
Kinachobaki ni "elektroniki". Lakini ingawa sehemu za ndani za hisabati za ABC zilikuwa za kielektroniki, zilifanya kazi kwa kasi ya kielektroniki. Kwa kuwa Atanasov na Berry hawakuweza kifedha kutumia mirija ya utupu kuhifadhi maelfu ya tarakimu za binary, walitumia vipengele vya kielektroniki kufanya hivyo. Mamia kadhaa ya triodes, kufanya mahesabu ya msingi ya hisabati, yalizungukwa na ngoma zinazozunguka na mashine za kupiga ngumi, ambapo maadili ya kati ya hatua zote za computational zilihifadhiwa.
Atanasov na Berry walifanya kazi ya kishujaa ya kusoma na kuandika data kwenye kadi zilizopigwa kwa kasi kubwa kwa kuzichoma kwa umeme badala ya kuzipiga kwa mashine. Lakini hii ilisababisha shida zake mwenyewe: ilikuwa vifaa vya kuchoma ambavyo viliwajibika kwa kosa 1 kwa nambari 10000. Zaidi ya hayo, hata kwa ubora wao, mashine haikuweza "kupiga" kasi zaidi ya mstari mmoja kwa sekunde, hivyo ABC inaweza kutekeleza hesabu moja tu kwa sekunde na kila moja ya vitengo vyake thelathini vya hesabu. Kwa muda uliobaki, mirija ya utupu ilikaa bila kufanya kazi, kwa kukosa subira "ikipiga vidole vyake kwenye meza" huku mashine hii yote ikizizunguka polepole kwa uchungu. Atanasov na Berry walimgonga farasi aliyefugwa kabisa kwenye gari la nyasi. (Kiongozi wa mradi wa kuunda upya ABC katika miaka ya 1990 alikadiria kasi ya juu ya mashine, akizingatia muda wote uliotumika, ikiwa ni pamoja na kazi ya operator katika kubainisha kazi, kwa nyongeza tano au kupunguza kwa sekunde. Hii, bila shaka, ni kasi zaidi kuliko kompyuta ya binadamu, lakini si kasi sawa , ambayo tunahusisha na kompyuta za kielektroniki.)
Mchoro wa ABC. Ngoma zilihifadhi pembejeo na pato la muda kwenye capacitors. Mzunguko wa kuchomwa kwa kadi ya thyratron na msomaji wa kadi ulirekodi na kusoma matokeo ya hatua nzima ya algorithm (kuondoa moja ya vigezo kutoka kwa mfumo wa equations).
Kazi kwenye ABC ilikwama katikati ya 1942 wakati Atanasoff na Berry walipojiandikisha kwa mashine ya vita ya Marekani inayokua kwa kasi, ambayo ilihitaji akili na miili. Atanasov aliitwa kwa Maabara ya Naval Ordnance huko Washington ili kuongoza timu inayotengeneza migodi ya acoustic. Berry aliolewa na katibu wa Atanasov na akapata kazi katika kampuni ya kandarasi ya kijeshi huko California ili kuepuka kuandikishwa kwenye vita. Atanasov alijaribu kwa muda kuweka hati miliki uumbaji wake katika jimbo la Iowa, lakini bila mafanikio. Baada ya vita, aliendelea na mambo mengine na hakuhusika tena kwa umakini na kompyuta. Kompyuta yenyewe ilitumwa kwa taka mnamo 1948 ili kutoa nafasi katika ofisi kwa mhitimu mpya kutoka kwa taasisi hiyo.
Labda Atanasov alianza kufanya kazi mapema sana. Alitegemea ruzuku za kawaida za chuo kikuu na angeweza kutumia dola elfu chache tu kuunda ABC, kwa hivyo uchumi ulishinda maswala mengine yote katika mradi wake. Ikiwa angengoja hadi mwanzoni mwa miaka ya 1940, angeweza kupokea ruzuku ya serikali kwa kifaa kamili cha kielektroniki. Na katika hali hii - mdogo katika matumizi, vigumu kudhibiti, isiyoaminika, si haraka sana - ABC haikuwa tangazo la kuahidi kwa manufaa ya kompyuta ya kielektroniki. Mashine ya vita ya Amerika, licha ya njaa yake yote ya kompyuta, iliacha ABC kwenye kutu katika mji wa Ames, Iowa.
Mashine za kompyuta za vita
Vita vya Kwanza vya Dunia viliunda na kuzindua mfumo wa uwekezaji mkubwa katika sayansi na teknolojia, na kuutayarisha kwa Vita vya Kidunia vya pili. Katika miaka michache tu, mazoezi ya vita juu ya nchi kavu na baharini yalibadilika na kutumia gesi za sumu, migodi ya sumaku, uchunguzi wa angani na ulipuaji wa mabomu, na kadhalika. Hakuna kiongozi wa kisiasa au kijeshi anayeweza kushindwa kuona mabadiliko hayo ya haraka. Walikuwa wa haraka sana hivi kwamba utafiti ulianza mapema vya kutosha unaweza kuelekeza mizani katika mwelekeo mmoja au mwingine.
Marekani ilikuwa na nyenzo na akili nyingi (wengi wao walikuwa wamekimbia Ujerumani ya Hitler) na walikuwa wamejitenga na vita vya mara moja vya kuishi na kutawala vilivyoathiri nchi nyingine. Hii iliruhusu nchi kujifunza somo hili kwa uwazi. Hii ilidhihirishwa katika ukweli kwamba rasilimali kubwa za viwanda na kiakili zilitolewa kwa uundaji wa silaha ya kwanza ya atomiki. Uwekezaji mdogo unaojulikana, lakini muhimu sawa au mdogo ulikuwa uwekezaji katika teknolojia ya rada iliyozingatia MIT's Rad Lab.
Kwa hivyo uwanja changa wa kompyuta otomatiki ulipata sehemu yake ya ufadhili wa kijeshi, ingawa kwa kiwango kidogo zaidi. Tayari tumegundua anuwai ya miradi ya kompyuta ya kielektroniki iliyotokana na vita. Uwezo wa kompyuta zinazotegemea relay ulikuwa, ukizungumza, unajulikana, kwani ubadilishanaji wa simu na maelfu ya relays ulikuwa ukifanya kazi kwa miaka mingi wakati huo. Vipengele vya elektroniki bado havijathibitisha utendaji wao kwa kiwango kama hicho. Wataalamu wengi waliamini kwamba kompyuta ya kielektroniki bila shaka haiwezi kutegemewa (ABC ilikuwa mfano) au itachukua muda mrefu sana kuijenga. Licha ya utitiri wa ghafla wa pesa za serikali, miradi ya kijeshi ya kompyuta ya kielektroniki ilikuwa michache sana. Ni tatu tu zilizinduliwa, na mbili tu kati yao zilisababisha mashine za kufanya kazi.
Nchini Ujerumani, mhandisi wa mawasiliano ya simu Helmut Schreyer alimthibitishia rafiki yake Konrad Zuse thamani ya mashine ya kielektroniki juu ya "V3" ya kielektroniki ambayo Zuse alikuwa akiijenga kwa tasnia ya angani (iliyojulikana baadaye kama Z3). Hatimaye Zuse alikubali kufanya kazi katika mradi wa pili na Schreyer, na Taasisi ya Utafiti wa Aeronautical ilijitolea kufadhili mfano wa mirija 100 mwishoni mwa 1941. Lakini watu hao wawili walianza kazi ya vita iliyopewa kipaumbele cha kwanza na kisha kazi yao ikapunguzwa sana na uharibifu wa mabomu, na kuwaacha wasiweze kupata mashine yao kufanya kazi kwa uhakika.
Zuse (kulia) na Schreyer (kushoto) wanafanya kazi kwenye kompyuta ya kielektroniki katika ghorofa ya Berlin ya wazazi wa Zuse.
Na kompyuta ya kwanza ya kielektroniki iliyofanya kazi muhimu iliundwa katika maabara ya siri nchini Uingereza, ambapo mhandisi wa mawasiliano ya simu alipendekeza mbinu mpya kali ya uchanganuzi wa msingi wa vali. Tutafunua hadithi hii wakati ujao.
Nini kingine cha kusoma:
β’ Alice R. Burks na Arthur W. Burks, Kompyuta ya Kwanza ya Kielektroniki: Hadithi ya Atansoff (1988)
β’ David Ritchie, The Computer Pioneers (1986)
β’ Jane Smiley, Mtu Aliyevumbua Kompyuta (2010)
Chanzo: mapenzi.com