|
История компьютера | Первый электронный цифровой компьютер специального назначения
Джон Винсент Атанасов – еще один гений. У него была степень по электротехнике, степень магистра в области математики и доктора в теоретической физике, которую он получил, когда ему было всего 27 лет. Также он был выдающимся изобретателем, создавшим первый электронный цифровой компьютер специального назначения. Большинство современных компьютеров являются универсальными, то есть могут использоваться для широкого диапазона задач с соответствующим программным обеспечением. Компьютер специального назначения разрабатывается для выполнения только одной определенной задачи.
Атанасов решил создать компьютер, который позволил бы сэкономить время на вычислениях сложных уравнений, выполнявшихся с помощью механических калькуляторов. В начале 1939 года при содействии аспиранта Клиффорда Берри он начал сборку компьютера, который позже назвали ABC (Atanassoff-Berry Computer – компьютер Атанасова-Берри). К осени того же года им удалось собрать прототип, который был завершен в 1942 году.
Для своего времени компьютер ABC обладал инновационными функциями, включая память для хранения данных (ОЗУ), в основном состоящую из конденсаторов, хранящих электрический заряд, который, в зависимости от обстоятельств, представлял значения 0 или 1. Памяти ABC было достаточно для хранения 30 двоичных чисел, а данные вносились в компьютер с помощью перфорированных карт. Промежуточные результаты весьма оригинально хранились на похожих картах (поскольку ОЗУ была недостаточно большой для их хранения): с помощью разряда на картах создавались ячейки, и компьютер мог считывать эти ячейки через разницу в сопротивлении, которое они имели по сравнению с чистыми областями карт. Это был по-настоящему инновационный способ хранения данных в столь ранние годы для компьютерной науки.
Самым существенным новшеством компьютера ABC было внедрение двоичной системы счисления, которая является стандартной для современных компьютеров. Используя двоичные вычисления и бинарную логику ABC мог решать одновременно до 29 линейных уравнений — и это было достигнуто без центрального процессора (ЦП), поскольку компьютер использовал для вычислений электронные лампы.
За свою жизнь Атанасов получил много премий и медалей, включая "Национальную медаль США" в области технологий и инноваций от Джорджа Буша в 1990 году. Эта медаль – самая высокая награда в Штатах за достижения, связанные с технологическим прогрессом.
История компьютера | Harvard Mark
В 1937 году выпускник Гарварда физик Говард Эйкен, в сотрудничестве с несколькими инженерами IBM, начал разработку автоматического цифрового компьютера огромных размеров, используя части других машин IBM (чтобы понизить стоимость изготовления). Пятитонная машина имела официальное название Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), но стала более известна под именем Harvard Mark I. Этот компьютер мог обрабатывать 23-разрядные числа и выполнять четыре арифметических операции. Также он включал программы, позволившие обрабатывать алгоритмы и тригонометрические функций.
Программирование компьютера Mark I выполнялось с помощью перфорированной бумажной ленты. Данные для обработки импортировались с помощью перфокарт – стандартное для того времени решение. Результаты выводились с помощью электрических пишущих машин. Mark I требовалось от трех до пяти секунд для умножения двух 23-разрядных чисел и десять секунд для их деления. Процесс вычислений был полностью автоматическим и не требовал человеческого вмешательства, отсюда и возникал идея "автоматического компьютера".
В 1947 году Эйкен создал Mark II, а позже еще две модели: Mark III и Mark IV. Mark II и Mark III были электромеханическими компьютерами, а последняя модель использовала только электронные компоненты, и ее сборка была закончена в 1952 году. Mark IV остался в Гарварде и использовался Военно-воздушными силами США.
Стоит отметить, что одна из первых программ, которая выполнялась на Mark I, имела отношение к Манхэттенскому проекту, полученные результаты использовались для определения целесообразности применения имплозии для взрыва атомной бомбы, которую США сбросили год спустя. Mark I также использовался для вычисления и печати математических таблиц – это была начальная цель аналитической машины Беббиджа.
История компьютера | Калькулятор сложных чисел Штиблица и дифференциальный анализатор Нордсика
Джордж Штибиц был исследователем в знаменитой лаборатории Bell Labs и работал над цифровыми схемами с бинарной логикой, которые ему удалось создать с использованием электромеханических реле. В 1939 году он закончил сборку цифрового устройства, которое назвал Complex Number Calculator или CNC (калькулятор сложных чисел). В качестве металлических деталей CNC Штибиц использовал металлические банки. Вот это изобретательность! Кстати, он назвал свой компьютер модель K, потому что собрал большую его часть на собственной кухне!
Штибиц создавал удивительные компьютеры из простых деталей и элементов, и в 1940 году он снова доказал свою изобретательность, сделав впечатляющую демонстрацию. Во время конференции в Нью-Гэмпшире в Зале Макнатта в Дартмутском колледже ему удалось соединиться со своим компьютером через телеграфную линию, используя телетайп. Так он представил первый рабочий образец удаленного управления компьютером. Он не только мог удаленно управлять CNC, но и передавать ему математические задачи через телетайп и позже получать решения. Не трудно представить реакцию публики на эту демонстрацию. Все были поражены, учитывая технологические стандарты тех лет.
Дифференциальный анализатор Нордсика
Арнольд Нордсик – еще один ученый, которому удалось собрать компьютер практически из мусора. Фактически он создал дифференциальный анализатор. Этот механический компьютер был завершен в 1950 году и мог решать дифференциальный уравнения. По словам создателя, изготовление компьютера обошлось всего в $700! Дифференциальные анализаторы существовали до изобретения Нордсика, однако его машина использовала электрические схемы вместо механических деталей, поэтому была меньше и проще. Вдобавок имела невысокую стоимость.
Рихард Норберг был студентом в Университете Иллинойса, в котором Арнольд Нордсик собрал свой дифференциальный анализатор, и принял участие в его создании. Ему удалось собрать вторую машину в Вашингтонском университете в 1956 году. Благодаря этим людям построение аналогового компьютера стало выглядеть не таким уж сверхсложным. Дефицит материалов вынудил изобретателей мыслить нестандартно и использовать все, что попадало в руки, включая чуть ли не металлолом. Сегодня такое встречается не часто.