Các bài viết khác trong sê-ri:
- Lịch sử của rơle
- Lịch sử máy tính điện tử
- Lịch sử của bóng bán dẫn
- lịch sử Internet
Cho đến nay, chúng ta đã nhìn lại ba nỗ lực đầu tiên nhằm chế tạo một máy tính điện tử kỹ thuật số: máy tính Atanasoff-Berry ABC, do John Atanasoff nghĩ ra; dự án British Colossus, do Tommy Flowers và ENIAC dẫn đầu, được thành lập tại Trường Moore thuộc Đại học Pennsylvania. Trên thực tế, tất cả các dự án này đều độc lập. Mặc dù John Mauchly, động lực chính đằng sau dự án ENIAC, đã biết về công việc của Atanasov, nhưng thiết kế của ENIAC không giống ABC chút nào. Nếu có một tổ tiên chung của thiết bị máy tính điện tử thì đó chính là chiếc máy đếm Wynne-Williams khiêm tốn, thiết bị đầu tiên sử dụng ống chân không để lưu trữ kỹ thuật số và đưa Atanasoff, Flowers và Mauchly vào con đường tạo ra máy tính điện tử.
Tuy nhiên, chỉ một trong ba chiếc máy này đóng vai trò trong các sự kiện sau đó. ABC chưa bao giờ tạo ra bất kỳ tác phẩm hữu ích nào và nhìn chung, rất ít người biết về nó đã quên nó. Hai cỗ máy chiến tranh này đã chứng tỏ khả năng hoạt động tốt hơn mọi máy tính khác hiện có, nhưng Colossus vẫn được giữ bí mật ngay cả sau khi đánh bại Đức và Nhật Bản. Chỉ ENIAC được biết đến rộng rãi và do đó trở thành người nắm giữ tiêu chuẩn cho máy tính điện tử. Và bây giờ bất cứ ai muốn tạo ra một thiết bị điện toán dựa trên ống chân không đều có thể lấy sự thành công của trường phái Moore để xác nhận. Sự hoài nghi thâm căn cố đế của cộng đồng kỹ sư từng chào đón tất cả các dự án như vậy trước năm 1945 đã biến mất; những người hoài nghi hoặc thay đổi ý định hoặc im lặng.
báo cáo EDVAC
Được phát hành vào năm 1945, tài liệu này dựa trên kinh nghiệm tạo và sử dụng ENIAC, đã đặt ra xu hướng định hướng cho công nghệ máy tính trong thế giới hậu Thế chiến thứ hai. Nó được gọi là "báo cáo dự thảo đầu tiên về EDVAC" [Máy tính tự động biến đổi rời rạc điện tử] và cung cấp một khuôn mẫu cho kiến trúc của những máy tính đầu tiên có thể lập trình theo nghĩa hiện đại - nghĩa là thực hiện các lệnh được lấy từ bộ nhớ tốc độ cao. Và mặc dù nguồn gốc chính xác của những ý tưởng được liệt kê trong đó vẫn còn là vấn đề tranh luận, nhưng nó đã được ký tên của nhà toán học. (tên khai sinh Janos Lajos Neumann). Điển hình cho tư duy của một nhà toán học, bài báo cũng lần đầu tiên thực hiện nỗ lực trừu tượng hóa thiết kế của một chiếc máy tính từ các thông số kỹ thuật của một chiếc máy cụ thể; ông đã cố gắng tách bản chất cốt lõi của cấu trúc máy tính khỏi các phiên bản ngẫu nhiên và có thể xảy ra khác nhau của nó.
Von Neumann, sinh ra ở Hungary, đến ENIAC thông qua Princeton (New Jersey) và Los Alamos (New Mexico). Năm 1929, với tư cách là một nhà toán học trẻ thành đạt với những đóng góp đáng chú ý cho lý thuyết tập hợp, cơ học lượng tử và lý thuyết trò chơi, ông rời Châu Âu để đảm nhận một vị trí tại Đại học Princeton. Bốn năm sau, Viện Nghiên cứu Cao cấp (IAS) gần đó đề nghị cho anh một vị trí trong biên chế. Do sự trỗi dậy của Chủ nghĩa Quốc xã ở Châu Âu, von Neumann đã vui vẻ chớp lấy cơ hội ở lại vô thời hạn ở bên kia Đại Tây Dương - và sau đó trở thành một trong những người tị nạn trí tuệ Do Thái đầu tiên từ Châu Âu của Hitler. Sau chiến tranh, ông than thở: “Cảm xúc của tôi đối với châu Âu trái ngược với nỗi nhớ, vì mọi ngóc ngách mà tôi biết đều gợi cho tôi về một thế giới đã biến mất và những tàn tích không mang lại sự thoải mái,” và nhớ lại “sự thất vọng hoàn toàn của tôi đối với tính nhân văn của con người ở châu Âu”. giai đoạn từ 1933 đến 1938.”
Chán ghét châu Âu đa quốc gia đã mất đi thời trẻ, von Neumann dồn toàn bộ tâm trí của mình để hỗ trợ cỗ máy chiến tranh thuộc về đất nước đã che chở cho ông. Trong 1943 năm tiếp theo, ông đi khắp đất nước, cố vấn và tư vấn về nhiều dự án vũ khí mới, đồng thời bằng cách nào đó tìm cách đồng tác giả một cuốn sách hay về lý thuyết trò chơi. Công việc bí mật và quan trọng nhất của ông với tư cách là cố vấn là vị trí của ông trong Dự án Manhattan - một nỗ lực tạo ra bom nguyên tử - nhóm nghiên cứu được đặt tại Los Alamos (New Mexico). Robert Oppenheimer tuyển dụng anh ta vào mùa hè năm XNUMX để giúp xây dựng mô hình toán học cho dự án, và những tính toán của anh ta đã thuyết phục những người còn lại trong nhóm hướng tới một quả bom bắn vào bên trong. Một vụ nổ như vậy, nhờ chất nổ di chuyển vật liệu phân hạch vào bên trong, sẽ cho phép đạt được phản ứng dây chuyền tự duy trì. Kết quả là, một số lượng lớn các phép tính đã được yêu cầu để đạt được vụ nổ hình cầu hoàn hảo hướng vào bên trong với áp suất mong muốn - và bất kỳ sai sót nào cũng sẽ dẫn đến sự gián đoạn của phản ứng dây chuyền và sự thất bại của quả bom.
Von Neumann khi làm việc tại Los Alamos
Tại Los Alamos, có một nhóm gồm 1944 người sử dụng máy tính để bàn nhưng họ không thể đáp ứng được khối lượng công việc tính toán. Các nhà khoa học đã cung cấp cho họ thiết bị của IBM để làm việc với thẻ đục lỗ, nhưng họ vẫn không theo kịp. Họ yêu cầu IBM cải tiến thiết bị và nhận được nó vào năm XNUMX, nhưng vẫn không thể theo kịp.
Vào thời điểm đó, von Neumann đã bổ sung thêm một loạt địa điểm khác vào chuyến hành trình xuyên quốc gia thường xuyên của mình: ông đã đến thăm mọi vị trí có thể có của thiết bị máy tính có thể hữu ích ở Los Alamos. Ông đã viết một lá thư cho Warren Weaver, người đứng đầu bộ phận toán ứng dụng của Ủy ban Nghiên cứu Quốc phòng Quốc gia (NDRC), và nhận được một số chỉ dẫn tốt. Anh ấy đến Harvard để xem Mark I, nhưng anh ấy đã bận rộn với công việc cho Hải quân. Anh ấy đã nói chuyện với George Stibitz và cân nhắc đặt mua một máy tính chuyển tiếp Bell cho Los Alamos, nhưng đã từ bỏ ý định sau khi biết sẽ mất bao lâu. Anh đến thăm một nhóm từ Đại học Columbia đã tích hợp một số máy tính IBM vào một hệ thống tự động lớn hơn dưới sự chỉ đạo của Wallace Eckert, nhưng không có cải tiến đáng chú ý nào so với các máy tính IBM đã có tại Los Alamos.
Tuy nhiên, Weaver không đưa một dự án nào vào danh sách mà ông đưa ra cho von Neumann: ENIAC. Ông chắc chắn biết về điều đó: trên cương vị giám đốc toán ứng dụng, ông chịu trách nhiệm giám sát tiến độ của tất cả các dự án điện toán của đất nước. Weaver và NDRC chắc chắn có thể đã nghi ngờ về khả năng tồn tại và thời điểm của ENIAC, nhưng khá ngạc nhiên là ông thậm chí còn không đề cập đến sự tồn tại của nó.
Dù lý do là gì đi nữa thì kết quả là von Neumann chỉ biết đến ENIAC qua một cuộc gặp gỡ tình cờ trên một sân ga đường sắt. Câu chuyện này được kể bởi Herman Goldstein, người liên lạc tại phòng thí nghiệm của Trường Moore, nơi ENIAC được xây dựng. Goldstein gặp von Neumann tại ga xe lửa Aberdeen vào tháng 1944 năm XNUMX - von Neumann đang rời đi để tham gia một trong những cuộc tư vấn của ông với tư cách là thành viên ủy ban cố vấn khoa học tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu đạn đạo Aberdeen. Goldstein biết danh tiếng của von Neumann như một con người vĩ đại và bắt chuyện với ông ta. Muốn tạo ấn tượng, anh không thể không nhắc đến một dự án mới và thú vị đang phát triển ở Philadelphia. Cách tiếp cận của Von Neumann ngay lập tức thay đổi từ cách tiếp cận của một đồng nghiệp tự mãn sang cách tiếp cận của một người kiểm soát cứng rắn, và ông đã hỏi Goldstein hàng loạt câu hỏi liên quan đến các chi tiết của chiếc máy tính mới. Ông đã tìm thấy một nguồn năng lượng máy tính tiềm năng mới thú vị cho Los Alamos.
Von Neumann đến thăm Presper Eckert, John Mauchly và các thành viên khác của nhóm ENIAC lần đầu tiên vào tháng 1944 năm XNUMX. Ông ngay lập tức yêu thích dự án và bổ sung thêm một hạng mục khác vào danh sách dài các tổ chức của mình để tham khảo ý kiến. Cả hai bên đều được hưởng lợi từ việc này. Dễ dàng hiểu tại sao von Neumann lại bị thu hút bởi tiềm năng của máy tính điện tử tốc độ cao. ENIAC, hay một cỗ máy tương tự, có khả năng khắc phục mọi hạn chế về tính toán đã cản trở tiến độ của Dự án Manhattan và nhiều dự án hiện có hoặc tiềm năng khác (tuy nhiên, Định luật Say, vẫn còn hiệu lực cho đến ngày nay, đảm bảo rằng sự ra đời của khả năng tính toán sẽ sớm tạo ra nhu cầu bình đẳng cho chúng). Đối với trường phái Moore, sự ban phước của một chuyên gia được công nhận như von Neumann có nghĩa là sự chấm dứt thái độ hoài nghi đối với họ. Hơn nữa, với trí thông minh nhạy bén và kinh nghiệm sâu rộng khắp cả nước, kiến thức sâu rộng của ông trong lĩnh vực máy tính tự động là không ai có thể sánh bằng.
Đây là cách von Neumann tham gia vào kế hoạch của Eckert và Mauchly nhằm tạo ra thiết bị kế thừa ENIAC. Cùng với Herman Goldstein và một nhà toán học khác của ENIAC, Arthur Burks, họ bắt đầu phác thảo các thông số cho thế hệ thứ hai của máy tính điện tử, và chính ý tưởng của nhóm này đã được von Neumann tóm tắt trong báo cáo "bản thảo đầu tiên". Máy mới phải mạnh hơn, có đường nét mượt mà hơn và quan trọng nhất là vượt qua rào cản lớn nhất khi sử dụng ENIAC - mất nhiều giờ thiết lập cho mỗi tác vụ mới, trong đó chiếc máy tính mạnh mẽ và cực kỳ đắt tiền này chỉ đơn giản là không hoạt động. Các nhà thiết kế thế hệ máy cơ điện mới nhất, Harvard Mark I và Bell Relay Computer, đã tránh điều này bằng cách nhập hướng dẫn vào máy tính bằng băng giấy có đục lỗ để người vận hành có thể chuẩn bị giấy trong khi máy thực hiện các nhiệm vụ khác. . Tuy nhiên, việc nhập dữ liệu như vậy sẽ phủ nhận lợi thế về tốc độ của thiết bị điện tử; không tờ giấy nào có thể cung cấp dữ liệu nhanh như ENIAC có thể nhận được nó. (“Colossus” làm việc với giấy bằng cảm biến quang điện và mỗi mô-đun trong số năm mô-đun điện toán của nó hấp thụ dữ liệu với tốc độ 5000 ký tự mỗi giây, nhưng điều này chỉ có thể thực hiện được nhờ tốc độ cuộn băng giấy nhanh nhất. Đi đến một địa điểm tùy ý trên băng yêu cầu độ trễ 0,5 giây cho mỗi 5000 dòng).
Giải pháp cho vấn đề, được mô tả trong "bản thảo đầu tiên", là chuyển việc lưu trữ các lệnh từ "phương tiện ghi bên ngoài" sang "bộ nhớ" - từ này được sử dụng lần đầu tiên liên quan đến việc lưu trữ dữ liệu máy tính (von Neumann đặc biệt sử dụng thuật ngữ này và các thuật ngữ sinh học khác trong tác phẩm - ông rất quan tâm đến hoạt động của não và các quá trình xảy ra trong tế bào thần kinh). Ý tưởng này sau này được gọi là “lưu trữ chương trình”. Tuy nhiên, điều này ngay lập tức dẫn đến một vấn đề khác - khiến Atanasov bối rối - đó là giá thành đèn ống điện tử quá cao. "Bản thảo đầu tiên" ước tính rằng một máy tính có khả năng thực hiện nhiều tác vụ tính toán sẽ cần bộ nhớ 250 số nhị phân để lưu trữ các lệnh và dữ liệu tạm thời. Bộ nhớ dạng ống có kích thước đó sẽ tốn hàng triệu đô la và hoàn toàn không đáng tin cậy.
Một giải pháp cho tình thế tiến thoái lưỡng nan này đã được đề xuất bởi Eckert, người đã nghiên cứu về radar vào đầu những năm 1940 theo hợp đồng giữa Trường Moore và Phòng thí nghiệm Rad của MIT, trung tâm nghiên cứu trung tâm về công nghệ radar ở Hoa Kỳ. Cụ thể, Eckert đang nghiên cứu một hệ thống radar có tên là “Chỉ báo mục tiêu di động” (MTI), hệ thống này đã giải quyết được vấn đề “ngọn lửa mặt đất”: bất kỳ tiếng ồn nào trên màn hình radar được tạo ra bởi các tòa nhà, đồi núi và các vật thể cố định khác gây khó khăn cho việc xác định mục tiêu. người điều khiển có thể tách biệt các thông tin quan trọng – kích thước, vị trí và tốc độ của máy bay đang di chuyển.
MTI đã giải quyết vấn đề bùng phát bằng cách sử dụng một thiết bị có tên . Nó chuyển đổi các xung điện của radar thành sóng âm thanh, sau đó gửi những sóng đó xuống một ống thủy ngân để âm thanh đến đầu kia và được chuyển trở lại thành xung điện khi radar quét lại cùng một điểm trên bầu trời (các đường trễ để truyền bá Âm thanh cũng có thể được sử dụng bởi các phương tiện khác: chất lỏng khác, tinh thể rắn và thậm chí cả không khí (theo một số nguồn, ý tưởng của họ được phát minh bởi nhà vật lý William Shockley của Bell Labs, người sau này). Bất kỳ tín hiệu nào đến từ radar cùng lúc với tín hiệu qua ống đều được coi là tín hiệu từ một vật thể đứng yên và bị loại bỏ.
Eckert nhận ra rằng các xung âm thanh trong đường trễ có thể được coi là số nhị phân - 1 biểu thị sự hiện diện của âm thanh, 0 biểu thị sự vắng mặt của âm thanh. Một ống thủy ngân có thể chứa hàng trăm chữ số này, mỗi chữ số đi qua dòng này vài lần trong mỗi mili giây, nghĩa là máy tính sẽ phải đợi vài trăm micro giây để truy cập vào chữ số đó. Trong trường hợp này, việc truy cập vào các chữ số liên tiếp trong điện thoại sẽ nhanh hơn vì các chữ số cách nhau chỉ vài micro giây.
Đường trễ thủy ngân trong máy tính EDSAC của Anh
Sau khi giải quyết các vấn đề lớn trong thiết kế máy tính, von Neumann đã biên soạn toàn bộ ý tưởng của nhóm thành một báo cáo "bản thảo đầu tiên" dài 101 trang vào mùa xuân năm 1945 và phân phát nó cho những nhân vật chủ chốt trong dự án EDVAC thế hệ thứ hai. Chẳng mấy chốc anh đã thâm nhập vào các vòng tròn khác. Ví dụ, nhà toán học Leslie Comrie đã mang một bản sao về nước Anh sau khi đến thăm trường của Moore vào năm 1946 và chia sẻ nó với các đồng nghiệp. Việc lưu hành báo cáo đã khiến Eckert và Mauchly tức giận vì hai lý do: thứ nhất, nó dành phần lớn công lao cho tác giả của bản dự thảo, von Neumann. Thứ hai, trên thực tế, tất cả các ý tưởng chính có trong hệ thống đều được xuất bản theo quan điểm của cơ quan cấp bằng sáng chế, điều này đã cản trở kế hoạch thương mại hóa máy tính điện tử của họ.
Chính cơ sở của sự phẫn nộ của Eckert và Mauchly đã gây ra sự phẫn nộ của các nhà toán học: von Neumann, Goldstein và Burks. Theo quan điểm của họ, báo cáo là những kiến thức mới quan trọng cần được phổ biến rộng rãi nhất có thể trên tinh thần tiến bộ khoa học. Ngoài ra, toàn bộ hoạt động kinh doanh này được chính phủ tài trợ và do đó người nộp thuế ở Mỹ phải gánh chịu chi phí. Họ bị đẩy lùi bởi chủ nghĩa thương mại trong nỗ lực kiếm tiền từ chiến tranh của Eckert và Mauchly. Von Neumann đã viết: “Tôi sẽ không bao giờ chấp nhận vị trí tư vấn ở trường đại học nếu biết rằng tôi đang tư vấn cho một tập đoàn thương mại.”
Các phe phái chia tay nhau vào năm 1946: Eckert và Mauchly mở công ty riêng dựa trên một bằng sáng chế có vẻ an toàn hơn dựa trên công nghệ ENIAC. Ban đầu họ đặt tên công ty là Công ty Điều khiển Điện tử, nhưng năm sau họ đổi tên thành Tập đoàn Máy tính Eckert-Mauchly. Von Neumann quay lại IAS để chế tạo máy tính dựa trên EDVAC, cùng với Goldstein và Burks. Để ngăn chặn tình trạng Eckert và Mauchly lặp lại, họ đảm bảo rằng tất cả tài sản trí tuệ của dự án mới đều thuộc phạm vi công cộng.
Von Neumann trước máy tính IAS, được chế tạo vào năm 1951.
Khóa tu dành riêng cho Alan Turing
Trong số những người xem báo cáo EDVAC một cách vòng vo có nhà toán học người Anh Alan Turing. Turing không phải là một trong những nhà khoa học đầu tiên tạo ra hoặc tưởng tượng ra một chiếc máy tính tự động, điện tử hay cách khác, và một số tác giả đã phóng đại quá mức vai trò của ông trong lịch sử máy tính. Tuy nhiên, chúng ta phải ghi nhận công lao của anh ấy vì đã là người đầu tiên nhận ra rằng máy tính có thể làm được nhiều việc hơn là chỉ “tính toán” một thứ gì đó bằng cách xử lý các chuỗi số lớn. Ý tưởng chính của ông là thông tin được xử lý bởi tâm trí con người có thể được biểu diễn dưới dạng các con số, do đó, bất kỳ quá trình tinh thần nào cũng có thể được chuyển thành phép tính.
Alan Turing vào năm 1951
Vào cuối năm 1945, Turing công bố báo cáo của riêng mình, trong đó có đề cập đến von Neumann, có tựa đề "Đề xuất một máy tính điện tử" và dành cho Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia Anh (NPL). Ông không đi sâu vào các chi tiết cụ thể của thiết kế máy tính điện tử được đề xuất. Sơ đồ của ông phản ánh tư duy của một nhà logic học. Nó không nhằm mục đích có phần cứng đặc biệt cho các chức năng cấp cao, vì chúng có thể được tạo thành từ các nguyên hàm cấp thấp; nó sẽ là một sự phát triển xấu xí trên tính đối xứng đẹp đẽ của chiếc xe. Turing cũng không phân bổ bất kỳ bộ nhớ tuyến tính nào cho chương trình máy tính - dữ liệu và hướng dẫn có thể cùng tồn tại trong bộ nhớ vì chúng chỉ là những con số. Một lệnh chỉ trở thành một lệnh khi nó được diễn giải như vậy (bài báo "về các số có thể tính toán" của Turing năm 1936 đã khám phá mối quan hệ giữa dữ liệu tĩnh và các lệnh động. Ông mô tả cái mà sau này được gọi là "máy Turing" và chỉ ra cách thức thực hiện nó. có thể được chuyển thành một số và được cung cấp làm đầu vào cho máy Turing phổ quát có khả năng diễn giải và thực thi bất kỳ máy Turing nào khác). Bởi vì Turing biết rằng các con số có thể biểu diễn bất kỳ dạng thông tin nào được xác định rõ ràng nên ông đã đưa vào danh sách các bài toán cần giải trên máy tính này không chỉ việc xây dựng bảng pháo binh và giải hệ phương trình tuyến tính mà còn cả lời giải các câu đố và học cờ vua.
Động cơ Turing tự động (ACE) chưa bao giờ được chế tạo ở dạng ban đầu. Nó quá chậm và phải cạnh tranh với các dự án máy tính háo hức hơn của Anh để tìm kiếm nhân tài giỏi nhất. Dự án bị đình trệ trong vài năm và sau đó Turing không còn hứng thú với nó nữa. Năm 1950, NPL chế tạo Pilot ACE, một chiếc máy nhỏ hơn với thiết kế hơi khác và một số thiết kế máy tính khác lấy cảm hứng từ kiến trúc ACE vào đầu những năm 1950. Nhưng cô không thể mở rộng tầm ảnh hưởng của mình và nhanh chóng chìm vào quên lãng.
Nhưng tất cả những điều này không làm giảm đi giá trị của Turing, nó chỉ đơn giản giúp đặt ông vào đúng bối cảnh. Tầm quan trọng của ảnh hưởng của ông đối với lịch sử máy tính không dựa trên các thiết kế máy tính của những năm 1950 mà dựa trên cơ sở lý thuyết mà ông đã cung cấp cho ngành khoa học máy tính xuất hiện vào những năm 1960. Những tác phẩm đầu tiên của ông về logic toán học, khám phá ranh giới của cái có thể tính toán được và cái không thể tính toán được, đã trở thành những văn bản cơ bản của ngành học mới.
Cách mạng chậm
Khi tin tức về ENIAC và báo cáo EDVAC lan rộng, trường học của Moore trở thành nơi hành hương. Rất nhiều du khách đã đến học dưới chân các bậc thầy, đặc biệt là từ Mỹ và Anh. Để sắp xếp luồng người nộp đơn, hiệu trưởng của trường vào năm 1946 đã phải tổ chức một khóa học hè trên máy tính tự động, làm việc theo lời mời. Các bài giảng được trình bày bởi những người nổi tiếng như Eckert, Mauchly, von Neumann, Burks, Goldstein và Howard Aiken (nhà phát triển máy tính cơ điện Harvard Mark I).
Bây giờ hầu hết mọi người đều muốn chế tạo máy theo hướng dẫn từ báo cáo EDVAC (trớ trêu thay, máy đầu tiên chạy chương trình được lưu trong bộ nhớ lại chính là ENIAC, vào năm 1948 đã được chuyển đổi sang sử dụng các hướng dẫn được lưu trong bộ nhớ. Chỉ sau đó nó mới bắt đầu hoạt động thành công tại ngôi nhà mới của mình, Aberdeen Proving Ground). Ngay cả tên của các thiết kế máy tính mới được tạo ra vào những năm 1940 và 50 cũng bị ảnh hưởng bởi ENIAC và EDVAC. Ngay cả khi bạn không tính đến UNIVAC và BINAC (được thành lập trong công ty mới của Eckert và Mauchly) và bản thân EDVAC (được hoàn thành tại Trường Moore sau khi những người sáng lập rời bỏ nó), vẫn có AVIDAC, CSIRAC, EDSAC, FLAC, ILLIAC, JOHNNIAC, ORDVAC, SEAC, SILLIAC, SWAC và WEIZAC. Nhiều người trong số họ sao chép trực tiếp thiết kế IAS được xuất bản tự do (với những thay đổi nhỏ), lợi dụng chính sách cởi mở về sở hữu trí tuệ của von Neumann.
Tuy nhiên, cuộc cách mạng điện tử phát triển dần dần, làm thay đổi trật tự hiện có từng bước. Chiếc máy kiểu EDVAC đầu tiên không xuất hiện cho đến tận năm 1948 và nó chỉ là một dự án thử nghiệm khái niệm nhỏ, một "đứa bé" Manchester được thiết kế để chứng minh khả năng tồn tại của bộ nhớ trên (hầu hết các máy tính đã chuyển từ ống thủy ngân sang một loại bộ nhớ khác, cũng có nguồn gốc từ công nghệ radar. Chỉ thay vì ống, nó sử dụng màn hình CRT. Kỹ sư người Anh Frederick Williams là người đầu tiên tìm ra cách giải quyết vấn đề với tính ổn định của bộ nhớ này, do đó các ổ đĩa đã nhận được tên của anh ấy). Năm 1949, bốn máy nữa được tạo ra: máy Manchester Mark I cỡ lớn, EDSAC tại Đại học Cambridge, CSIRAC ở Sydney (Úc) và máy BINAC của Mỹ - mặc dù máy sau này chưa bao giờ đi vào hoạt động. Nhỏ nhưng ổn định tiếp tục trong năm năm tiếp theo.
Một số tác giả đã mô tả ENIAC như thể nó đã vén bức màn về quá khứ và đưa chúng ta ngay lập tức bước vào kỷ nguyên của máy tính điện tử. Vì điều này, bằng chứng thực tế đã bị bóp méo rất nhiều. “Sự ra đời của ENIAC hoàn toàn bằng điện tử gần như ngay lập tức khiến Mark I trở nên lỗi thời (mặc dù nó vẫn tiếp tục hoạt động thành công trong 1982 năm sau đó),” Katherine Davis Fishman, The Computer Institutionment (XNUMX) viết. Tuyên bố này rõ ràng là tự mâu thuẫn đến mức người ta sẽ nghĩ rằng tay trái của Cô Người Cá không biết tay phải của mình đang làm gì. Tất nhiên, bạn có thể cho rằng điều này là do ghi chú của một nhà báo đơn giản. Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy một số nhà sử học thực sự một lần nữa chọn Mark I làm cậu bé đánh đòn của họ, viết: “Harvard Mark I không chỉ là một ngõ cụt về mặt kỹ thuật mà nó còn không mang lại lợi ích gì nhiều trong suốt XNUMX năm hoạt động. Nó được sử dụng trong một số dự án của Hải quân, và ở đó chiếc máy này tỏ ra đủ hữu ích để Hải quân đặt mua thêm máy tính cho Phòng thí nghiệm Aiken." [Aspray và Campbell-Kelly]. Một lần nữa, một sự mâu thuẫn rõ ràng.
Trên thực tế, máy tính chuyển tiếp có những ưu điểm và tiếp tục hoạt động cùng với những người anh em điện tử của chúng. Một số máy tính cơ điện mới đã được tạo ra sau Thế chiến II và thậm chí vào đầu những năm 1950 ở Nhật Bản. Máy rơle dễ thiết kế, chế tạo và bảo trì hơn, đồng thời không cần nhiều điện và điều hòa không khí (để tiêu tán lượng nhiệt khổng lồ phát ra từ hàng nghìn ống chân không). ENIAC sử dụng 150 kW điện, 20 kW trong số đó được dùng để làm mát máy.
Quân đội Mỹ tiếp tục là khách hàng chính về sức mạnh tính toán và không bỏ qua những mẫu cơ điện “lỗi thời”. Vào cuối những năm 1940, Quân đội có 1949 máy tính chuyển tiếp và Hải quân có XNUMX máy tính. Phòng thí nghiệm nghiên cứu đạn đạo ở Aberdeen có sức mạnh tính toán tập trung lớn nhất trên thế giới, với ENIAC, máy tính chuyển tiếp của Bell và IBM, và một máy phân tích vi phân cũ. Trong báo cáo tháng XNUMX năm XNUMX, mỗi vị trí đều được xác định vị trí của nó: ENIAC hoạt động tốt nhất với các phép tính dài và đơn giản; Máy tính Model V của Bell xử lý các phép tính phức tạp tốt hơn nhờ độ dài băng hướng dẫn và khả năng dấu phẩy động gần như không giới hạn, đồng thời IBM có thể xử lý lượng thông tin rất lớn được lưu trữ trên thẻ đục lỗ. Trong khi đó, một số thao tác nhất định, chẳng hạn như lấy căn bậc ba, vẫn dễ thực hiện thủ công hơn (sử dụng kết hợp bảng tính và máy tính để bàn) và tiết kiệm thời gian sử dụng máy.
Dấu mốc tốt nhất đánh dấu sự kết thúc của cuộc cách mạng điện toán điện tử không phải là năm 1945, khi ENIAC ra đời, mà là năm 1954, khi máy tính IBM 650 và 704 xuất hiện. Đây không phải là những chiếc máy tính điện tử thương mại đầu tiên, nhưng chúng là những chiếc đầu tiên được sản xuất tại hàng trăm người, và quyết định sự thống trị của IBM trong ngành công nghiệp máy tính kéo dài ba mươi năm. Trong thuật ngữ , máy tính điện tử không còn là điều dị thường xa lạ của những năm 1940, chỉ tồn tại trong giấc mơ của những kẻ bị ruồng bỏ như Atanasov và Mauchly; chúng đã trở thành khoa học bình thường.
Một trong nhiều máy tính IBM 650—trong trường hợp này là một ví dụ của Đại học Texas A&M. Bộ nhớ trống từ (phía dưới) làm cho nó tương đối chậm nhưng cũng tương đối rẻ.
Rời khỏi tổ
Vào giữa những năm 1950, mạch điện và thiết kế của thiết bị máy tính kỹ thuật số đã được tách rời khỏi nguồn gốc của nó là các bộ chuyển mạch và bộ khuếch đại analog. Các thiết kế máy tính của những năm 1930 và đầu những năm 40 chủ yếu dựa vào ý tưởng từ các phòng thí nghiệm vật lý và radar, đặc biệt là ý tưởng từ các kỹ sư viễn thông và phòng nghiên cứu. Giờ đây, máy tính đã tổ chức lĩnh vực riêng của chúng và các chuyên gia trong lĩnh vực này đang phát triển ý tưởng, từ vựng và công cụ của riêng họ để giải quyết vấn đề của riêng họ.
Máy tính xuất hiện theo nghĩa hiện đại của nó, và do đó chúng ta sắp kết thúc. Tuy nhiên, thế giới viễn thông còn có một con át chủ bài thú vị khác. Ống chân không vượt qua rơle do không có bộ phận chuyển động. Và rơle cuối cùng trong lịch sử của chúng ta có lợi thế là hoàn toàn không có bất kỳ bộ phận bên trong nào. Khối vật chất trông vô hại với một vài sợi dây nhô ra ngoài đã xuất hiện nhờ một nhánh điện tử mới được gọi là “trạng thái rắn”.
Mặc dù ống chân không có tốc độ nhanh nhưng chúng vẫn đắt, lớn, nóng và không đặc biệt đáng tin cậy. Ví dụ, không thể tạo ra một chiếc máy tính xách tay với họ. Von Neumann đã viết vào năm 1948 rằng "khó có khả năng chúng ta có thể vượt quá số lượng thiết bị chuyển mạch 10 (hoặc có thể là vài chục nghìn) chừng nào chúng ta buộc phải áp dụng công nghệ và triết lý hiện tại)." Rơle trạng thái rắn cung cấp cho máy tính khả năng đẩy đi lặp lại các giới hạn này, phá vỡ chúng nhiều lần; được sử dụng trong các doanh nghiệp nhỏ, trường học, gia đình, đồ gia dụng và bỏ vừa túi; để tạo ra một vùng đất kỹ thuật số kỳ diệu thấm sâu vào sự tồn tại của chúng ta ngày nay. Và để tìm ra nguồn gốc của nó, chúng ta cần quay ngược đồng hồ cách đây 000 năm và quay trở lại những ngày đầu thú vị của công nghệ không dây.
Có gì khác để đọc:
- David Anderson, “Có phải em bé Manchester được hình thành ở Bletchley Park?”, Hiệp hội Máy tính Anh (ngày 4 tháng 2004 năm XNUMX)
- William Aspray, John von Neumann và Nguồn gốc của máy tính hiện đại (1990)
- Martin Campbell-Kelly và William Aspray, Máy tính: Lịch sử của máy thông tin (1996)
- Thomas Haigh, et. cộng sự, Eniac đang hoạt động (2016)
- John von Neumann, “Bản thảo báo cáo đầu tiên về EDVAC” (1945)
- Alan Turing, “Máy tính điện tử được đề xuất” (1945)
Nguồn: www.habr.com