|
История компьютера | Триод, транзистор и операционный усилитель
Ли де Форест – американский изобретатель, известный как "отец радио". Де Форест зарегистрировал более 180 патентов, но самым значимым является трехэлектродный "Аудион с управляющей сеткой", который был создан в 1906 году. Его работа также послужила технологической основой электронных ламп.
Де Форест добавил третий электрод к уже существующим двухэлектродных лампам, которые были изобретены Амброузом Флемингом. Этот электрод назвали "сеткой", и новая электронная лампа с тремя элементами была описана как триод. Триод мог использоваться в качестве усилителя и широко применялся в первых радиопередатчиках. Однако другая не менее важная функция нового изобретения первоначально не использовалось – триод мог играть роль переключателя и существенно повлиял на процесс создания первых компьютеров.
Наряду с первыми транзисторами в качестве операционного усилителя использовалась электронная лампа K2-W, изображенная выше.
Почти через 20 лет после изобретения триода другой ученый Юлий Эдгар Лилиенфельд зарегистрировал патент, описывающий первый транзистор. Стоит упомянуть, что изобретение транзистора и интегральной схемы многие ученые считают двумя самыми значимым достижениями 20-го века, благодаря которым мы увидели столь быстрое развитие технологии. Без них сегодня все выглядело бы по-другому. Напомним, транзистор – это маленькое полупроводниковое устройство, которое может использоваться для усиления электронных сигналов. Он также может использоваться в качестве переключателя для размыкания или замыкания цепи.
У биполярного транзистора есть три вывода: база, коллектор и эмиттер. Когда мы подаем маленький ток к базе, мы можем управлять гораздо большим током между коллектором и эмиттером. Полевой транзистор, также известный как FET, имеет затвор, исток и сток, и чтобы управлять электрическим током между истоком и стоком мы используем напряжение вместо тока.
Операционный усилитель (ОУ) является ключевым компонентом всех современных электронных устройств. Он был изобретен в 1940-ых и широко использовался первыми электронно-вычислительными машинами с аналоговыми схемами. В первых компьютерах электрические токи представляли численные значения, поэтому операционные усилители играли главную роль в их работе. Операционный усилитель имеет два входа с электрической разницей между ними. Вывод операционного усилителя – это усиленная разница между входами.
История компьютера | Алан Тьюринг и Colossus
Алана Тьюринга считают одним из самых выдающихся ученых в области вычислительных машин, который оказал заметное влияние на развитие компьютерной науки. Тьюринг получил ученую степень по математике в 1937 году, и в том же году он опубликовал инновационную статью под названием On Computable Numbers with an Application to the Entscheidungsproblem (А.М. Тьюринг , 1936–1937 год. Труды Лондонского математического общества, серия 2, 42, 230–265. Исправления. 544–546).
Одно из главных заключений в статье Тьюринга заключается в том, что некоторые категории математических задач нельзя описать с помощью алгоритмов, следовательно, их нельзя решить с помощью компьютера. На основании этого предположения он решил разработать прототип компьютера. Результатом его работы стала Машина Тьюринга – это была простая, но полностью функциональная теоретическая модель, которая наделала много шума в научном сообществе после того, как была создана. Теоретическая модель Тьюринга широко использовалась во многих экспериментах.
Тьюринг принимал участие в создании компьютера Colossus, который, по сути, представлял собой серию программируемых цифровых электронно-вычислительных машин, первых в своем роде. Компьютер Colossus использовался для обработки зашифрованных сообщений, криптоанализа и дешифровки немецких сообщений во время Второй мировой войны, зашифрованных с помощью машины Enigma. Расшифровка кода Enigma имела огромное значение для союзников и помогла спасти тысячи жизней.
К сожалению, Тьюринг прожил всего 42 года. Некоторые говорят, что он совершил самоубийство, другие предполагают, что он был убит. В любом случае, мир потерял настоящего гения, который мог бы продвинуть компьютерную науку гораздо дальше. В 1966 году в знак признания его достижений Ассоциация вычислительной техники (ACM) начала присуждать ежегодную Премию Тьюринга за научно-технический вклад в информатику. Эта премия является эквивалентом Нобелевской премии в компьютерном сообществе и отдает дань уважения работе Тьюринга.
История компьютера | Клод Шеннон и магистерская диссертация
Магистерская диссертация Клода Элвуда Шеннона "Символьный анализ реле и коммутаторов" была завершена в 1937 году, и многие считают ее самой важной диссертаций 20-го века. В ней Шеннон показывает, как можно использовать понятия True и False (Истина и Ложь) в Алгебре логики для моделирования работы переключателей в электронных схемах. Благодаря его работе инженеры того времени получили математический инструмент, который упростил проектирование электронных схем. Методы, которые описывает диссертация Шеннона, используются в проектировании современных электронных схем даже сегодня. Одного этого факта достаточно, чтобы понять, почему его считают основателем цифровых компьютеров и теории проектирования цифровых схем.
Благодаря другой работе под названием "Математическая теория связи", которую Шеннон опубликовал 1948 году, он также известен как "основатель теории информации ". Эта работа послужила основой для теории информации и с нее началась цифровая революция. Шеннон умер в 2001 году, в возрасте 82 лет. В последние годы он страдал от болезни Альцгеймера.
Еще один интересный факт о Шенноне – он создал первый носимый микрокомпьютер, чтобы улучшить свои шансы в игре в рулетку. Также он придумал устройство с грозным названием "ultimate machine", обладающее весьма интересным набором функций. Оно представляет собой коробку с тумблером. Когда вы включаете тумблер, крышка коробки открывается, и появляется механическая рука, которая перемещает тумблер в исходное положение и затем прячется обратно в коробку.
Очевидно, помимо гениальности, Шеннон также обладал хорошим чувством юмора, а это редкая черта для ученых и новаторов такого ранга. Он так много сделал для сообщества ученых, что многие считают Шеннона, наряду с Аланом Тьюрингом, одним из главных светил науки по части информационных технологий. И мы полностью с этим согласны.