Itan ti Awọn Kọmputa Itanna, Apá 1: Apejuwe

Itan ti Awọn Kọmputa Itanna, Apá 1: Apejuwe

Awọn nkan miiran ninu jara:

Bi a ti rii ninu kẹhin article, redio ati tẹlifoonu Enginners ni wiwa ti diẹ alagbara amplifiers awari titun kan imo aaye ti o ti ni kiakia gbasilẹ Electronics. Ampilifaya itanna le ni irọrun yipada si iyipada oni-nọmba kan, ti n ṣiṣẹ ni awọn iyara ti o ga pupọ ju ibatan ibatan elekitironika rẹ, yiyi tẹlifoonu. Nitoripe ko si awọn ẹya ẹrọ ẹrọ, tube igbale le wa ni titan ati pipa ni iṣẹju-aaya kan tabi kere si, kuku ju milliseconds mẹwa tabi diẹ sii ti a beere nipasẹ isọdọtun.

Lati ọdun 1939 si 1945, awọn kọnputa mẹta ni a ṣẹda nipa lilo awọn paati itanna tuntun wọnyi. Kii ṣe lasan pe awọn ọjọ ti ikole wọn ṣe deede pẹlu akoko Ogun Agbaye Keji. Rogbodiyan yii - ailẹgbẹ ninu itan ni ọna ti o so eniyan pọ mọ kẹkẹ ogun - lailai yipada ibatan laarin awọn ipinlẹ ati laarin imọ-jinlẹ ati imọ-ẹrọ, ati tun mu nọmba nla ti awọn ẹrọ tuntun wa si agbaye.

Awọn itan ti awọn kọnputa itanna akọkọ mẹta ti wa ni idapọ pẹlu ogun. Ni igba akọkọ ti a ti yasọtọ si deciphering German awọn ifiranṣẹ, ati ki o wà labẹ awọn ideri ti asiri titi 1970s, nigbati o jẹ ko si ohun to anfani miiran ju itan. Èkejì tí ó yẹ kí ọ̀pọ̀ àwọn òǹkàwé gbọ́ nípa rẹ̀ ni ENIAC, ẹ̀rọ ìṣírò ọmọ ogun kan tí ó ti pẹ́ jù láti ṣèrànwọ́ nínú ogun náà. Sugbon nibi ti a ba wo ni earliest ti awọn mẹta ero, awọn brainchild ti John Vincent Atanasoff.

Atanasov

Ni 1930, Atanasov, awọn American-bi ọmọ ti ẹya emigrant lati Ottoman Bulgaria, nipari waye rẹ youthful ala ati ki o di a tumq si physicist. Ṣugbọn, gẹgẹ bi pẹlu ọpọlọpọ iru awọn ireti, otitọ kii ṣe ohun ti o nireti. Ni pataki, bii ọpọlọpọ awọn ọmọ ile-iwe ti imọ-ẹrọ ati imọ-jinlẹ ti ara ni idaji akọkọ ti ọdun XNUMX, Atanasov ni lati jiya awọn ẹru irora ti awọn iṣiro igbagbogbo. Iwe afọwọkọ rẹ ni Ile-ẹkọ giga ti Wisconsin lori polarization ti helium nilo ọsẹ mẹjọ ti awọn iṣiro terious nipa lilo ẹrọ iṣiro tabili ẹrọ.

Itan ti Awọn Kọmputa Itanna, Apá 1: Apejuwe
John Atanasov ni igba ewe rẹ

Ni ọdun 1935, ti o ti gba ipo tẹlẹ gẹgẹbi olukọ ni University of Iowa, Atanasov pinnu lati ṣe nkan kan nipa ẹru yii. Ó bẹ̀rẹ̀ sí í ronú nípa àwọn ọ̀nà tó lè gbà kọ́ kọ̀ǹpútà tuntun kan tó lágbára. Kọ awọn ọna afọwọṣe (gẹgẹbi olutupalẹ iyatọ MIT) fun awọn idi ti aropin ati aibikita, o pinnu lati kọ ẹrọ oni-nọmba kan ti o ṣe pẹlu awọn nọmba bi awọn iye oye dipo bi awọn wiwọn lilọsiwaju. Lati igba ewe rẹ, o faramọ pẹlu eto nọmba alakomeji o si loye pe o baamu pupọ dara julọ si ọna titan/pa ti iyipada oni-nọmba kan ju awọn nọmba eleemewa deede lọ. Nitorina o pinnu lati ṣe ẹrọ alakomeji. Ati nikẹhin, o pinnu pe ki o le jẹ iyara ati irọrun julọ, o yẹ ki o jẹ itanna, ati lo awọn tubes igbale fun awọn iṣiro.

Atanasov tun nilo lati pinnu lori aaye iṣoro - iru awọn iṣiro wo ni o yẹ ki kọnputa rẹ dara fun? Bi abajade, o pinnu pe oun yoo ṣe pẹlu ipinnu awọn ọna ṣiṣe ti awọn idogba laini, dinku wọn si oniyipada kan (lilo Gauss ọna) - awọn iṣiro kanna ti o jẹ gaba lori iwe-ẹkọ rẹ. Yoo ṣe atilẹyin to ọgbọn idogba, pẹlu to ọgbọn awọn oniyipada kọọkan. Kọmputa bẹ le yanju awọn iṣoro ti o ṣe pataki si awọn onimọ-jinlẹ ati awọn onimọ-ẹrọ, ati ni akoko kanna kii yoo dabi pe o jẹ idiju iyalẹnu.

Nkan ti aworan

Ni aarin awọn ọdun 1930, imọ-ẹrọ itanna ti di pupọ lati awọn ipilẹṣẹ rẹ ni ọdun 25 sẹyin. Awọn idagbasoke meji ni o dara julọ fun iṣẹ akanṣe Atanasov: isọdọtun ti o nfa ati mita itanna kan.

Láti ọ̀rúndún kọkàndínlógún, àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ tẹlifóònù àti tẹlifóònù ti ní ẹ̀rọ tó wúlò kan tí wọ́n ń pè ní yíyípo. Yipada jẹ isọdọtun bistable ti o nlo awọn oofa ayeraye lati mu u ni ipo ti o fi silẹ ni ṣiṣi tabi pipade-titi yoo gba ifihan itanna kan lati yi awọn ipinlẹ pada. Ṣugbọn awọn tubes igbale ko lagbara ti eyi. Wọn ko ni paati ẹrọ ati pe o le “ṣii” tabi “ni pipade” lakoko ti ina mọnamọna wa tabi ko nṣàn nipasẹ Circuit naa. Ni ọdun 1918, awọn onimọ-jinlẹ ara ilu Gẹẹsi meji, William Eccles ati Frank Jordan, so awọn atupa meji pọ pẹlu awọn okun waya lati ṣẹda “atunse ti o nfa” - ẹrọ itanna kan ti o wa ni titan nigbagbogbo lẹhin ti o ti tan nipasẹ itusilẹ akọkọ. Eccles ati Jordani ṣẹda eto wọn fun awọn idi ibaraẹnisọrọ fun Ọgagun Ilu Gẹẹsi ni opin Ogun Agbaye akọkọ. Ṣugbọn ayika Eccles-Jordan, eyiti a mọ lẹhin naa bi okunfa [Gẹẹsi. flip-flop] tun le ṣe akiyesi bi ẹrọ kan fun titoju oni-nọmba alakomeji - 1 ti ifihan ba ti gbejade, ati 0 bibẹẹkọ. Ni ọna yii, nipasẹ n isipade-flops o ṣee ṣe lati ṣe aṣoju nọmba alakomeji ti awọn die-die.

Nipa ọdun mẹwa lẹhin ti o nfa, aṣeyọri pataki keji ni ẹrọ itanna waye, ti o n ṣakojọpọ pẹlu agbaye ti iširo: awọn mita itanna. Lẹẹkansi, bi igbagbogbo ṣe ṣẹlẹ ni itan-akọọlẹ ibẹrẹ ti iširo, boredom di iya ti kiikan. Awọn onimọ-jinlẹ ti n kẹkọ itujade ti awọn patikulu subatomic ni lati boya tẹtisi fun awọn jinna tabi lo awọn wakati ṣiṣe ikẹkọ awọn igbasilẹ fọto, kika nọmba awọn iṣawari lati wiwọn oṣuwọn ti itujade patiku lati oriṣiriṣi awọn nkan. Mechanical tabi electromechanical mita jẹ aṣayan idanwo lati dẹrọ awọn iṣe wọnyi, ṣugbọn wọn lọ laiyara: wọn ko le forukọsilẹ ọpọlọpọ awọn iṣẹlẹ ti o waye laarin awọn iṣẹju-aaya ti ara wọn.

Nọmba pataki ni didaju iṣoro yii ni Charles Eril Wynne-Williams, ti o ṣiṣẹ labẹ Ernest Rutherford ni Cavendish Laboratory ni Cambridge. Wynne-Williams ni oye fun ẹrọ itanna, ati pe o ti lo awọn tubes (tabi awọn falifu, bi wọn ti pe wọn ni Ilu Gẹẹsi) lati ṣẹda awọn amplifiers ti o jẹ ki o ṣee ṣe lati gbọ ohun ti n ṣẹlẹ si awọn patikulu. Ní ìbẹ̀rẹ̀ àwọn ọdún 1930, ó rí i pé a lè lo àtọwọ́dá láti ṣẹ̀dá àkáǹtì kan, èyí tí ó pè ní “àkàtí onírẹ̀lẹ̀ onírẹ̀lẹ̀”—ìyẹn ni, àkàsọ̀ alákoso kan. Ni pataki, o jẹ ṣeto ti awọn isipade-flops ti o le atagba awọn yipada soke pq (ni iṣe, o lo. awọn tairodu, Awọn oriṣi awọn atupa ti ko ni igbale, ṣugbọn gaasi, eyiti o le wa ni ipo ti o wa lẹhin ionization pipe ti gaasi).

Wynne-Williams counter ni kiakia di ọkan ninu awọn ẹrọ yàrá pataki fun ẹnikẹni ti o ni ipa ninu fisiksi patiku. Awọn onimọ-jinlẹ kọ awọn iṣiro kekere pupọ, nigbagbogbo ni awọn nọmba mẹta ninu (iyẹn, ti o lagbara lati ka to meje). Eyi to lati ṣẹda ifipamọ kan fun mita ẹrọ ti o lọra, ati fun awọn iṣẹlẹ gbigbasilẹ ti o waye ni iyara ju mita kan pẹlu awọn ẹya ẹrọ gbigbe lọra le ṣe igbasilẹ.

Itan ti Awọn Kọmputa Itanna, Apá 1: Apejuwe

Ṣugbọn ni imọran, iru awọn iṣiro le fa si awọn nọmba ti iwọn lainidii tabi konge. Iwọnyi jẹ, sisọ ni muna, awọn ẹrọ iṣiro oni-nọmba oni-nọmba akọkọ.

Atanasov-Berry kọmputa

Atanasov jẹ faramọ pẹlu itan yii, eyiti o da a loju pe o ṣeeṣe lati kọ kọnputa itanna kan. Ṣugbọn on ko taara lo alakomeji counter tabi isipade-flops. Ni akọkọ, fun ipilẹ eto kika, o gbiyanju lati lo awọn iṣiro diẹ ti a yipada - lẹhinna, kini afikun ti ko ba tun ka kika? Ṣugbọn fun idi kan ko le jẹ ki awọn iyika kika ni igbẹkẹle to, ati pe o ni lati ṣe agbekalẹ awọn iyika afikun ati isodipupo tirẹ. Ko le lo awọn flip-flops lati tọju awọn nọmba alakomeji fun igba diẹ nitori pe o ni isuna ti o lopin ati ibi-afẹde kan ti fifipamọ ọgbọn iye-iye ni akoko kan. Gẹgẹbi a yoo rii laipẹ, ipo yii ni awọn abajade nla.

Ni ọdun 1939, Atanasov ti pari apẹrẹ kọmputa rẹ. Bayi o nilo ẹnikan ti o ni imọ ti o tọ lati kọ ọ. O rii iru eniyan bẹẹ ni ile-ẹkọ giga ti ile-ẹkọ imọ-ẹrọ ti Ipinle Iowa ti a npè ni Clifford Berry. Ni opin ọdun, Atanasov ati Berry ti kọ apẹrẹ kekere kan. Ni ọdun to nbọ wọn pari ẹya kikun ti kọnputa pẹlu awọn iye-iye ọgbọn. Ni awọn ọdun 1960, onkqwe kan ti o wa itan-akọọlẹ wọn pe ni Atanasoff-Berry Computer (ABC), ati pe orukọ naa di. Sibẹsibẹ, gbogbo awọn ailagbara ko le yọkuro. Ni pato, ABC ni aṣiṣe ti iwọn nọmba alakomeji kan ni 10000, eyiti yoo jẹ apaniyan fun eyikeyi iṣiro nla.

Itan ti Awọn Kọmputa Itanna, Apá 1: Apejuwe
Clifford Berry ati ABC ni ọdun 1942

Sibẹsibẹ, ni Atanasov ati ABC rẹ ọkan le wa awọn gbongbo ati orisun ti gbogbo awọn kọmputa igbalode. Ṣe ko o ṣẹda (pẹlu awọn anfani iranlọwọ ti Berry) akọkọ alakomeji ẹrọ itanna kọmputa? Ṣe awọn wọnyi kii ṣe awọn abuda ipilẹ ti awọn biliọnu ẹrọ ti o ṣe apẹrẹ ati ṣiṣe awọn eto-ọrọ aje, awọn awujọ, ati awọn aṣa kakiri agbaye bi?

Ṣugbọn jẹ ki a pada. Awọn adjectives oni-nọmba ati alakomeji kii ṣe aaye ti ABC. Fun apẹẹrẹ, Bell Complex Number Computer (CNC), ni idagbasoke ni ayika akoko kanna, je kan oni-nọmba, alakomeji, electromechanical kọmputa ti o lagbara ti iširo lori eka ofurufu. Paapaa, ABC ati CNC jẹ iru ni pe wọn yanju awọn iṣoro ni agbegbe to lopin, ati pe ko le, bii awọn kọnputa ode oni, gba ilana ilana lainidii.

Ohun ti o ku ni “itanna”. Ṣugbọn botilẹjẹpe awọn innards mathematiki ABC jẹ itanna, o ṣiṣẹ ni awọn iyara eletiriki. Niwọn bi Atanasov ati Berry ko ni agbara inawo lati lo awọn tubes igbale lati tọju ẹgbẹẹgbẹrun awọn nọmba alakomeji, wọn lo awọn paati eletiriki lati ṣe bẹ. Orisirisi awọn ọgọrun mẹta, ti n ṣe awọn iṣiro mathematiki ipilẹ, ti yika nipasẹ awọn ilu ti n yiyi ati awọn ẹrọ fifẹ, nibiti awọn iye agbedemeji ti gbogbo awọn igbesẹ iṣiro ti wa ni ipamọ.

Atanasov ati Berry ṣe iṣẹ akọni kan ti kika ati kikọ data sori awọn kaadi punched ni iyara nla nipa sisun wọn pẹlu ina dipo kiki wọn ni ẹrọ. Ṣugbọn eyi yori si awọn iṣoro tirẹ: o jẹ ohun elo sisun ti o jẹ iduro fun aṣiṣe 1 fun awọn nọmba 10000. Pẹlupẹlu, paapaa ni ohun ti o dara julọ, ẹrọ naa ko le “fifun” yiyara ju laini kan fun iṣẹju-aaya, nitorinaa ABC le ṣe iṣiro kan nikan fun iṣẹju kan pẹlu ọkọọkan awọn ẹka iṣiro ọgbọn ọgbọn rẹ. Fun iyoku akoko naa, awọn tubes igbale joko laišišẹ, ni aibikita “ti n lu awọn ika ọwọ wọn lori tabili” lakoko ti gbogbo awọn ẹrọ yi yi pada ni irora laiyara ni ayika wọn. Atanasov ati Berry kọlu ẹṣin ti o ni itọsẹ si ọkọ ayọkẹlẹ koriko. (Olori ti iṣẹ akanṣe lati tun ABC ṣe ni awọn ọdun 1990 ṣe iṣiro iyara to pọ julọ ti ẹrọ naa, ni akiyesi gbogbo akoko ti o lo, pẹlu iṣẹ oniṣẹ lori sisọ iṣẹ-ṣiṣe naa, ni awọn afikun marun tabi awọn iyokuro fun iṣẹju keji. Eyi, dajudaju. yiyara ju kọnputa eniyan lọ, ṣugbọn kii ṣe iyara kanna, eyiti a ṣepọ pẹlu awọn kọnputa itanna.)

Itan ti Awọn Kọmputa Itanna, Apá 1: Apejuwe
ABC aworan atọka. Awọn ilu ti o ti fipamọ igba diẹ input ki o si wu lori capacitors. The thyratron kaadi punching Circuit ati oluka kaadi ti o ti gbasilẹ ati ki o ka awọn esi ti ohun gbogbo igbese ti awọn alugoridimu (yiyo ọkan ninu awọn oniyipada lati awọn eto ti awọn idogba).

Iṣẹ lori ABC duro ni aarin 1942 nigbati Atanasoff ati Berry forukọsilẹ fun ẹrọ ogun AMẸRIKA ti o nyara dagba, eyiti o nilo ọpọlọ ati awọn ara. Atanasov ni a pe si Ile-iṣẹ Naval Ordnance Laboratory ni Washington lati ṣe itọsọna ẹgbẹ kan ti o dagbasoke awọn maini akositiki. Berry fẹ́ akọ̀wé Atanasov ó sì rí iṣẹ́ kan ní ilé iṣẹ́ àdéhùn ológun kan ní California láti yẹra fún dídi ẹni tí a kó sínú ogun. Atanasov gbiyanju fun igba diẹ lati ṣe itọsi ẹda rẹ ni ipinle Iowa, ṣugbọn laiṣe. Lẹhin ogun naa, o lọ si awọn ohun miiran ati pe ko ṣe pataki pẹlu awọn kọnputa mọ. Kọmputa naa funrararẹ ni a fi ranṣẹ si ibi idalẹnu kan ni ọdun 1948 lati ṣe aye ni ọfiisi fun ọmọ ile-iwe giga tuntun lati ile-ẹkọ naa.

Boya Atanasov bẹrẹ ṣiṣẹ ni kutukutu. O gbarale awọn ifunni ile-ẹkọ giga kekere ati pe o le na diẹ ẹgbẹrun dọla lati ṣẹda ABC, nitorinaa ọrọ-aje rọpo gbogbo awọn ifiyesi miiran ninu iṣẹ akanṣe rẹ. Ti o ba ti duro titi di ibẹrẹ awọn ọdun 1940, o le ti gba ẹbun ijọba kan fun ẹrọ itanna ti o ni kikun. Ati ni ipo yii - ni opin ni lilo, o nira lati ṣakoso, ti ko ni igbẹkẹle, ko yara pupọ - ABC kii ṣe ipolowo ileri fun awọn anfani ti iširo itanna. Ẹrọ ogun Amẹrika, laibikita gbogbo ebi iširo rẹ, fi ABC silẹ si ipata ni ilu Ames, Iowa.

Awọn ẹrọ iširo ti ogun

Ogun Agbaye akọkọ ṣẹda ati ṣe ifilọlẹ eto idoko-owo nla ni imọ-jinlẹ ati imọ-ẹrọ, o si pese sile fun Ogun Agbaye Keji. Láàárín ọdún díẹ̀ péré, àṣà ogun lórí ilẹ̀ àti òkun ti yí padà sí lílo àwọn gáàsì olóró, àwọn ohun abúgbàù máfàṣẹ́ẹ̀tì, wíwo ojú òfuurufú àti bọ́ǹbù, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Ko si oludari oloselu tabi ologun ti o le kuna lati ṣe akiyesi iru awọn ayipada iyara bẹ. Wọn yara tobẹẹ pe iwadii bẹrẹ ni kutukutu to le fa awọn irẹjẹ si ọna kan tabi ekeji.

Orilẹ Amẹrika ni ọpọlọpọ awọn ohun elo ati ọpọlọ (ọpọlọpọ ninu wọn ti salọ kuro ni Germany ni Hitler) ati pe o wa nitosi awọn ogun lẹsẹkẹsẹ fun iwalaaye ati agbara ti o kan awọn orilẹ-ede miiran. Eyi gba orilẹ-ede laaye lati kọ ẹkọ yii paapaa ni kedere. Eyi farahan ni otitọ pe awọn ile-iṣẹ nla ati awọn orisun ọgbọn ti yasọtọ si ṣiṣẹda ohun ija atomiki akọkọ. Imọye ti o kere ju, ṣugbọn pataki pataki tabi idoko-owo kekere ni idoko-owo ni imọ-ẹrọ radar ti o dojukọ ni MIT's Rad Lab.

Nitorinaa aaye ibẹrẹ ti iširo aifọwọyi gba ipin rẹ ti igbeowosile ologun, botilẹjẹpe lori iwọn kekere pupọ. A ti ṣe akiyesi ọpọlọpọ awọn iṣẹ ṣiṣe iṣiro eletiriki ti ipilẹṣẹ nipasẹ ogun. Agbara ti awọn kọnputa ti o da lori isọdọtun jẹ, sisọ sisọ, ti a mọ, nitori awọn paṣipaarọ tẹlifoonu pẹlu ẹgbẹẹgbẹrun awọn relays ti wa ni iṣẹ fun ọpọlọpọ ọdun nipasẹ akoko yẹn. Awọn paati itanna ko tii ṣe afihan iṣẹ wọn lori iru iwọn kan. Pupọ awọn amoye gbagbọ pe kọnputa itanna yoo jẹ eyiti ko le gbẹkẹle (ABC jẹ apẹẹrẹ) tabi yoo gba akoko pupọ lati kọ. Láìka bíbo owó ìjọba lójijì sí, àwọn iṣẹ́ ìṣirò ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ ológun kò tó nǹkan. Nikan meta ni won se igbekale, ati ki o nikan meji ninu wọn yorisi ni operational ero.

Ni Jẹmánì, ẹlẹrọ ibaraẹnisọrọ Helmut Schreyer ṣe afihan si ọrẹ rẹ Konrad Zuse iye ẹrọ itanna lori “V3” electromechanical ti Zuse n kọ fun ile-iṣẹ aeronautical (nigbamii ti a mọ si Z3). Nikẹhin Zuse gba lati ṣiṣẹ lori iṣẹ akanṣe keji pẹlu Schreyer, ati Ile-iṣẹ Iwadi Aeronautical funni lati ṣe iṣunawo apẹrẹ 100-tube ni ipari 1941. Ṣugbọn awọn ọkunrin meji naa kọkọ bẹrẹ iṣẹ ogun ti o ga julọ ati lẹhinna iṣẹ wọn fa fifalẹ pupọ nipasẹ ibajẹ bombu, nlọ wọn lagbara lati gba ẹrọ wọn lati ṣiṣẹ ni igbẹkẹle.

Itan ti Awọn Kọmputa Itanna, Apá 1: Apejuwe
Zuse (ọtun) ati Schreyer (osi) ṣiṣẹ lori kọnputa eletiriki kan ni iyẹwu Berlin ti awọn obi Zuse

Ati kọnputa itanna akọkọ ti o ṣe iṣẹ ti o wulo ni a ṣẹda ni ile-iṣẹ aṣiri kan ni Ilu Gẹẹsi, nibiti onimọ-ẹrọ ibaraẹnisọrọ kan dabaa ọna tuntun ti ipilẹṣẹ si cryptanalysis ti o da lori valve. A yoo ṣafihan itan yii ni akoko miiran.

Kini ohun miiran lati ka:

• Alice R. Burks ati Arthur W. Burks, Kọmputa Itanna Akọkọ: Itan Atansoff (1988)
• David Ritchie, Awọn aṣaaju-ọna Kọmputa (1986)
• Jane Smiley, Ọkunrin ti o ṣe Kọmputa naa (2010)

orisun: www.habr.com

Fi ọrọìwòye kun