Serideki diğer makaleler:
- Rölenin tarihi
- Elektronik bilgisayarların tarihi
- Transistörün tarihi
- İnternet geçmişi
İçinde gördüğümüz gibi Daha güçlü amplifikatörler arayan radyo ve telefon mühendisleri, hızla elektronik olarak adlandırılan yeni bir teknolojik alan keşfettiler. Elektronik amplifikatör, elektromekanik kuzeni telefon rölesinden çok daha yüksek hızlarda çalışan bir dijital anahtara kolayca dönüştürülebilir. Hiçbir mekanik parça olmadığından, bir vakum tüpü, bir rölenin gerektirdiği on milisaniye veya daha fazla süre yerine, bir mikrosaniye veya daha kısa sürede açılıp kapatılabiliyordu.
1939'dan 1945'e kadar bu yeni elektronik bileşenler kullanılarak üç bilgisayar oluşturuldu. Yapım tarihlerinin İkinci Dünya Savaşı dönemine denk gelmesi tesadüf değildir. İnsanları savaş arabasına bağlamasıyla tarihte eşi benzeri olmayan bu çatışma, devletler arasındaki ve bilim ile teknoloji arasındaki ilişkiyi sonsuza dek değiştirdi ve aynı zamanda dünyaya çok sayıda yeni cihaz getirdi.
İlk üç elektronik bilgisayarın hikayeleri savaşla iç içedir. İlki Alman mesajlarının şifresini çözmeye ayrılmıştı ve 1970'lere kadar gizlilik örtüsü altında kaldı, o zaman artık tarihsel olmaktan başka bir ilgi alanı yoktu. Çoğu okuyucunun duymuş olması gereken ikincisi, savaşta yardımcı olamayacak kadar geç tamamlanan bir askeri hesap makinesi olan ENIAC'tı. Ama burada bu üç makinenin en eskisine, yani buluşa bakıyoruz. .
Atanasov
1930 yılında, Amerika doğumlu bir göçmenin oğlu olan Atanasov Sonunda gençlik hayalini gerçekleştirdi ve teorik fizikçi oldu. Ancak bu tür arzuların çoğunda olduğu gibi gerçeklik beklediği gibi değildi. Özellikle XNUMX. yüzyılın ilk yarısında mühendislik ve fizik bilimleri öğrencilerinin çoğu gibi Atanasov da sürekli hesaplamaların acı verici yüküne katlanmak zorunda kaldı. Helyumun polarizasyonu üzerine Wisconsin Üniversitesi'ndeki tezi, mekanik bir masa hesap makinesi kullanılarak sekiz hafta süren sıkıcı hesaplamalar gerektirdi.
John Atanasov gençliğinde
1935'te Iowa Üniversitesi'nde profesörlük pozisyonunu kabul eden Atanasov, bu yük hakkında bir şeyler yapmaya karar verdi. Yeni ve daha güçlü bir bilgisayar oluşturmanın olası yollarını düşünmeye başladı. Sınırlama ve belirsizlik nedeniyle analog yöntemleri (MIT diferansiyel analizörü gibi) reddederek, sayıları sürekli ölçümler yerine ayrı değerler olarak ele alan dijital bir makine oluşturmaya karar verdi. Gençliğinden beri ikili sayı sistemine aşinaydı ve dijital anahtarın açma/kapama yapısına alışılagelmiş ondalık sayılardan çok daha iyi uyduğunu anladı. Böylece ikili bir makine yapmaya karar verdi. Ve son olarak, en hızlı ve en esnek olabilmesi için elektronik olması ve hesaplamalarda vakum tüpleri kullanılması gerektiğine karar verdi.
Atanasov'un ayrıca problem alanına karar vermesi gerekiyordu - bilgisayarı ne tür hesaplamalara uygun olmalı? Sonuç olarak, doğrusal denklem sistemlerini tek bir değişkene indirgeyerek çözmeye karar verdi (kullanarak ) - tezine hakim olan aynı hesaplamalar. Her biri otuza kadar değişken içeren otuza kadar denklemi destekleyecektir. Böyle bir bilgisayar, bilim adamları ve mühendisler için önemli olan sorunları çözebilir ve aynı zamanda inanılmaz derecede karmaşık görünmeyecektir.
Sanat eseri
1930'ların ortalarına gelindiğinde elektronik teknolojisi, 25 yıl önceki kökenlerinden son derece farklılaşmıştı. Atanasov'un projesine özellikle iki gelişme çok uygundu: bir tetikleme rölesi ve bir elektronik sayaç.
1918. yüzyıldan bu yana telgraf ve telefon mühendislerinin elinde anahtar adı verilen kullanışlı bir cihaz bulunuyor. Anahtar, durumları değiştirmek için bir elektrik sinyali alana kadar, onu bıraktığınız durumda (açık veya kapalı) tutmak için kalıcı mıknatıslar kullanan, iki durumlu bir röledir. Ancak vakum tüpleri bunu başaramadı. Hiçbir mekanik bileşeni yoktu ve devreden elektrik akarken veya akmazken "açık" veya "kapalı" olabilirler. 1'de iki İngiliz fizikçi, William Eccles ve Frank Jordan, iki lambayı kablolarla birbirine bağlayarak bir "tetikleme rölesi" oluşturdular; bu, ilk dürtüyle açıldıktan sonra sürekli açık kalan bir elektronik röleydi. Eccles ve Jordan, Birinci Dünya Savaşı'nın sonunda İngiliz Deniz Kuvvetleri için telekomünikasyon amaçlı sistemlerini oluşturdular. Ancak daha sonra tetikleyici olarak anılacak olan Eccles-Jordan devresi [İngilizce. flip-flop] ayrıca, sinyal iletiliyorsa 0, aksi halde XNUMX olan ikili rakamı depolamak için bir cihaz olarak düşünülebilir. Bu şekilde, n adet flip-flop aracılığıyla, n adet bitlik bir ikili sayıyı temsil etmek mümkün olmuştur.
Tetiklemeden yaklaşık on yıl sonra, elektronikte bilgisayar dünyasıyla çarpışan ikinci büyük atılım gerçekleşti: elektronik sayaçlar. Bilgisayar tarihinin erken dönemlerinde sık sık olduğu gibi, bir kez daha can sıkıntısı icatların anası haline geldi. Atom altı parçacıkların emisyonunu inceleyen fizikçiler, çeşitli maddelerden parçacık emisyonu oranını ölçmek için ya tıklamaları dinlemek ya da fotoğraf kayıtlarını incelemek için saatler harcamak ve tespit sayısını saymak zorunda kaldı. Mekanik veya elektromekanik sayaçlar bu eylemleri kolaylaştırmak için cazip bir seçenekti, ancak çok yavaş hareket ediyorlardı: milisaniyeler içinde meydana gelen birçok olayı kaydedemiyorlardı.
Bu sorunun çözümünde anahtar figür şuydu: Cambridge'deki Cavendish Laboratuvarı'nda Ernest Rutherford'un yanında çalıştı. Wynne-Williams'ın elektronik konusunda bir yeteneği vardı ve parçacıklara ne olduğunu duymayı mümkün kılan amplifikatörler yaratmak için zaten tüpleri (veya Britanya'daki adıyla valfleri) kullanmıştı. 1930'ların başında, vanaların bir sayaç oluşturmak için kullanılabileceğini fark etti; buna "ikili ölçekli sayaç", yani ikili sayaç adını verdi. Temel olarak, anahtarları zincir boyunca iletebilen bir dizi parmak arası terlikten oluşuyordu (pratikte, , vakum içermeyen ancak gazın tamamen iyonlaşmasından sonra açık konumda kalabilen bir gaz içeren lamba türleri).
Wynne-Williams sayacı kısa sürede parçacık fiziğiyle ilgilenen herkes için gerekli laboratuvar cihazlarından biri haline geldi. Fizikçiler genellikle üç rakamdan oluşan (yani yediye kadar sayabilen) çok küçük sayaçlar inşa ettiler. Yavaş bir mekanik ölçüm cihazı için ve yavaş hareket eden mekanik parçalara sahip bir ölçüm cihazının kaydedebileceğinden daha hızlı meydana gelen olayları kaydetmek için.
Ancak teoride bu tür sayaçlar, isteğe bağlı boyut veya hassasiyetteki sayılara genişletilebilir. Bunlar, kesin olarak söylemek gerekirse, ilk dijital elektronik hesaplama makineleriydi.
Atanasov-Berry bilgisayarı
Atanasov, onu elektronik bir bilgisayar yapma olasılığına ikna eden bu hikayeye aşinaydı. Ancak doğrudan ikili sayıcılar veya parmak arası terlik kullanmadı. İlk başta, sayma sisteminin temeli olarak, biraz değiştirilmiş sayaçlar kullanmaya çalıştı - sonuçta, tekrarlanan sayma değilse toplamanın anlamı nedir? Ancak bazı nedenlerden dolayı sayma devrelerini yeterince güvenilir hale getiremedi ve kendi toplama ve çarpma devrelerini geliştirmek zorunda kaldı. Sınırlı bir bütçesi ve bir seferde otuz katsayıyı depolamak gibi iddialı bir hedefi olduğundan, ikili sayıları geçici olarak depolamak için parmak arası terlik kullanamıyordu. Birazdan göreceğimiz gibi bu durumun ciddi sonuçları oldu.
1939'da Atanasov bilgisayarını tasarlamayı bitirmişti. Şimdi onu inşa etmek için doğru bilgiye sahip birine ihtiyacı vardı. Böyle bir kişiyi Iowa Devlet Enstitüsü mühendislik mezunu Clifford Berry'de buldu. Yıl sonuna doğru Atanasov ve Berry küçük bir prototip yapmıştı. Ertesi yıl bilgisayarın otuz katsayılı tam sürümünü tamamladılar. 1960'larda bunların tarihini araştıran bir yazar, ona Atanasoff-Berry Bilgisayarı (ABC) adını verdi ve bu isim kaldı. Ancak tüm eksiklikler giderilemedi. Özellikle ABC'de yaklaşık 10000'de bir ikili basamak hatası vardı ve bu, herhangi bir büyük hesaplama için ölümcül olurdu.
1942'de Clifford Berry ve ABC
Ancak Atanasov ve ABC'sinde tüm modern bilgisayarların kökleri ve kaynağı bulunabilir. İlk ikili elektronik dijital bilgisayarı (Berry'nin yetenekli yardımıyla) yaratmadı mı? Bunlar dünya çapında ekonomileri, toplumları ve kültürleri şekillendiren ve yönlendiren milyarlarca cihazın temel özellikleri değil mi?
Ama geri dönelim. Dijital ve ikili sıfatlar ABC'nin alanı değildir. Örneğin, aynı zamanlarda geliştirilen Bell Karmaşık Sayı Bilgisayarı (CNC), karmaşık düzlemde hesaplama yapabilen dijital, ikili, elektromekanik bir bilgisayardı. Ayrıca ABC ve CNC, sınırlı bir alandaki sorunları çözmeleri ve modern bilgisayarların aksine keyfi bir talimat dizisini kabul edememeleri açısından benzerdi.
Geriye “elektronik” kalıyor. Ancak ABC'nin matematiksel yapısı elektronik olmasına rağmen elektromekanik hızlarda çalışıyordu. Atanasov ve Berry, binlerce ikili rakamı depolamak için vakum tüplerini mali açıdan kullanamadıkları için, bunu yapmak için elektromekanik bileşenler kullandılar. Temel matematiksel hesaplamaları gerçekleştiren yüzlerce triyot, tüm hesaplama adımlarının ara değerlerinin depolandığı, dönen tamburlar ve dönen delme makineleriyle çevrelendi.
Atanasoff ve Berry, delikli kartları mekanik olarak delmek yerine elektrikle yakarak muazzam bir hızla delikli kartlara veri okuyup yazarak kahramanca bir iş başardılar. Ancak bu da kendi sorunlarına yol açtı: 1 sayı başına 10000 hatadan sorumlu olan şey, yakma aparatıydı. Üstelik, en iyi durumda bile makine saniyede bir satırdan daha hızlı "delme" yapamadığından ABC, otuz aritmetik biriminin her biriyle saniyede yalnızca bir hesaplama gerçekleştirebiliyordu. Geri kalan süre boyunca vakum tüpleri boşta kaldı, tüm bu makineler etraflarında acı verici derecede yavaş dönerken sabırsızca "parmaklarını masanın üzerinde tempo tutuyordu". Atanasov ve Berry safkan atı saman arabasına bağladılar. (1990'larda ABC'yi yeniden yaratma projesinin lideri, operatörün görevi belirleme çalışması da dahil olmak üzere harcanan tüm zamanı hesaba katarak makinenin maksimum hızını saniyede beş ekleme veya çıkarma olarak tahmin etti. Bu, elbette, insan bilgisayarından daha hızlıdır ancak elektronik bilgisayarlarla ilişkilendirdiğimiz hız ile aynı değildir.)
ABC diyagramı. Tamburlar, kapasitörlerde geçici giriş ve çıkışı depoladı. Tiratron kart delme devresi ve kart okuyucu, algoritmanın tüm adımının sonuçlarını (denklem sisteminden değişkenlerden birini ortadan kaldırarak) kaydetti ve okudu.
ABC üzerindeki çalışmalar 1942 ortalarında Atanasoff ve Berry'nin bedenlerin yanı sıra beyin de gerektiren, hızla büyüyen ABD savaş makinesine kaydolmasıyla durdu. Atanasov, akustik mayın geliştiren bir ekibe liderlik etmesi için Washington'daki Donanma Mühimmat Laboratuvarı'na çağrıldı. Berry, Atanasov'un sekreteriyle evlendi ve savaşa katılmaktan kaçınmak için Kaliforniya'daki bir askeri sözleşme şirketinde iş buldu. Atanasov bir süre Iowa eyaletinde eserinin patentini almaya çalıştı, ancak işe yaramadı. Savaştan sonra başka şeylere yöneldi ve artık bilgisayarlarla ciddi olarak ilgilenmiyordu. Enstitüden yeni mezun olan birine ofiste yer açmak için bilgisayar 1948'de çöp sahasına gönderildi.
Belki de Atanasov çok erken çalışmaya başladı. Mütevazı üniversite bağışlarına güveniyordu ve ABC'yi yaratmak için yalnızca birkaç bin dolar harcayabiliyordu, dolayısıyla projesinde ekonomi diğer tüm kaygıların önüne geçti. 1940'lı yılların başına kadar bekleseydi tam teşekküllü bir elektronik cihaz için devletten hibe alabilirdi. Ve bu haliyle - kullanımı sınırlı, kontrolü zor, güvenilmez, çok hızlı değil - ABC, elektronik bilgi işlemin yararları konusunda umut verici bir reklam değildi. Amerikan savaş makinesi, tüm bilgi işlem açlığına rağmen ABC'yi Iowa'nın Ames kasabasında paslanmaya terk etti.
Savaşın bilgisayar makineleri
Birinci Dünya Savaşı, bilim ve teknolojiye büyük bir yatırım sistemi yarattı, başlattı ve onu İkinci Dünya Savaşı'na hazırladı. Sadece birkaç yıl içinde karada ve denizde savaş uygulaması zehirli gazların, manyetik mayınların, havadan keşif ve bombalamanın vb. kullanımına dönüştü. Hiçbir siyasi veya askeri liderin bu kadar hızlı değişimleri fark etmemesi mümkün değil. O kadar hızlıydılar ki yeterince erken başlayan araştırmalar teraziyi şu ya da bu yöne çevirebilirdi.
Amerika Birleşik Devletleri bol miktarda malzemeye ve beyne sahipti (bunların çoğu Hitler Almanya'sından kaçmıştı) ve diğer ülkeleri etkileyen acil hayatta kalma ve egemenlik mücadelelerinden uzaktı. Bu, ülkenin bu dersi özellikle net bir şekilde öğrenmesini sağladı. Bu, geniş endüstriyel ve entelektüel kaynakların ilk atom silahının yaratılmasına adandığı gerçeğinde ortaya çıktı. Daha az bilinen ancak aynı derecede önemli veya daha küçük bir yatırım, MIT Rad Laboratuvarı merkezli radar teknolojisine yapılan yatırımdı.
Böylece, yeni ortaya çıkan otomatik hesaplama alanı, çok daha küçük ölçekte de olsa, askeri finansmandan payını aldı. Savaşın yarattığı elektromekanik bilgi işlem projelerinin çeşitliliğine daha önce dikkat çekmiştik. Aktarım tabanlı bilgisayarların potansiyeli, o zamana kadar binlerce aktarmalı telefon santrallerinin uzun yıllardır faaliyette olması nedeniyle göreceli olarak biliniyordu. Elektronik bileşenler henüz bu ölçekte performanslarını kanıtlamadı. Uzmanların çoğu, elektronik bir bilgisayarın kaçınılmaz olarak güvenilmez olacağına (ABC bir örnekti) veya yapımının çok uzun süreceğine inanıyordu. Ani hükümet parası akışına rağmen, askeri elektronik bilgi işlem projeleri çok azdı. Yalnızca üçü piyasaya sürüldü ve bunlardan yalnızca ikisi çalışır durumda makinelerle sonuçlandı.
Almanya'da telekomünikasyon mühendisi Helmut Schreyer, arkadaşı Konrad Zuse'ye elektronik makinenin değerini, Zuse'un havacılık endüstrisi için ürettiği elektromekanik "V3" (daha sonra Z3 olarak anılacaktır) karşısında kanıtladı. Zuse sonunda Schreyer ile ikinci bir proje üzerinde çalışmayı kabul etti ve Havacılık Araştırma Enstitüsü 100'in sonlarında 1941 tüplük bir prototipi finanse etmeyi teklif etti. Ancak iki adam önce yüksek öncelikli savaş işlerini üstlendiler ve ardından bombalama hasarı nedeniyle çalışmaları ciddi şekilde yavaşladı ve makinelerini güvenilir bir şekilde çalıştıramaz hale geldi.
Zuse (sağda) ve Schreyer (solda), Zuse'nin ebeveynlerinin Berlin'deki dairesinde elektromekanik bir bilgisayar üzerinde çalışıyorlar
Yararlı işler yapan ilk elektronik bilgisayar, Britanya'daki gizli bir laboratuvarda yaratıldı; burada bir telekomünikasyon mühendisi, valf tabanlı kriptanalize radikal yeni bir yaklaşım önerdi. Bir dahaki sefere bu hikayeyi açıklayacağız.
Başka ne okunacak:
• Alice R. Burks ve Arthur W. Burks, İlk Elektronik Bilgisayar: Atansoff Hikayesi (1988)
• David Ritchie, Bilgisayar Öncüleri (1986)
• Jane Smiley, Bilgisayarı İcat Eden Adam (2010)
Kaynak: habr.com