У ВИТОКІВ КОМП'ЮТЕРНОЇ РЕВОЛЮЦІЇ

Впро всі часи людям потрібно було рахувати. У туманному доісторичному минуломувони рахували на пальцях або робили насічки на кістках. Приблизно близько 4000років тому, на зорі людської цивілізації, були винайдені вже доситьскладні системи числення, що дозволяли здійснювати торгові операції,розраховувати астрономічні цикли, проводити інші обчислення. Кількатисячоліть потому з'явилися перші обчислювальні ручні інструменти. А внаші дні складні обчислювальні задачі, як і безліч інших операцій,здавалося б, не пов'язаних з числами, вирішуються за допомогою "електронногомозку "-комп'ютера.

Закладка фундаменту комп'ютерної революції відбувалася повільно ідалеко не гладко. Відправною точкою цього процесу можна вважати винахідрахунків, зроблену більше 1500 років тому, мабуть, у країнах
Середземномор'я. Цим нехитрим пристроєм купці користувалися для своїхрозрахунків. Рахунок виявилися дуже ефективним інструментом і незабаромпоширилися по всьому світу, а в деяких країнах застосовуються і до цьогодень. Аж до XVII ст., Ознаменувався небувалим піднесенням творчоїдумки, рахунки як обчислювальний інструмент залишалися практично позаконкуренції.

Помітний слід в історії залишив винахід Джоном Неперлогарифмів, про що повідомлялося в публікації 1614 Його таблиці, розрахунокяких вимагав дуже багато часу, пізніше були "вбудовані" у зручнийпристрій, надзвичайно прискорює процес обчислення,-логарифмічнулінійку; вона була винайдена в кінці 1620-х років. В 1617 р. Непер придумавй інший спосіб множення чисел. Інструмент, що отримав назву
"Кісточки Непера", складався з набору сегментованих стерженьков, якіможна було розташовувати таким чином, що, складаючи числа в прилеглиходин до одного по горизонталі сегментах, ми отримували результат їх множення.

Теорії логарифмів Непера судилося знайти широке застосування.
Однак його "кісточки" незабаром були витіснені логарифмічною лінійкою ііншими обчислювальними пристроями-в основному механічного типу,-першевинахідником яких став геніальний француз Блез Паскаль. Син збирачаподатків, Паскаль задумав побудувати обчислювальний пристрій, спостерігаючинескінченні стомлюючі розрахунки свого батька. Підсумовуються машина Паскаля,
"Паскаліна", являла собою механічний пристрій-ящик зчисленними шестерінками. Всього приблизно за десятиліття вінпобудував приблизно 50 різних варіантів машини. Хоча "паскаліна"викликала загальне захоплення, вона не принесла винахіднику багатства. Тим неменше винайдений ним принцип пов'язаних коліс з'явився основою, на якійбудувалося більшість обчислювальних машин протягом наступних трьохстоліть.

Основний недолік "паскаліни" полягав у незручність виконання наній всіх операцій, за винятком простого додавання. Перша машина,дозволяла легко виробляти віднімання, множення і ділення, булавинайдена пізніше в тому ж XVII ст. в Німеччині. Заслуга цього винаходуналежить Готфрід Вільгельм Лейбніц.

У 1672 р., перебуваючи у Парижі, Лейбніц познайомився з голландськимматематиком і астраномом Християном Гюйгенсом. Побачивши, як багато обчисленьдоводиться робити астроному, Лейбніц вирішив винайти механічнепристрій, що полегшило ба розрахунки. "Оскільки це негідно такихчудових людей, подібно рабам, витрачати час на обчислювальну роботу,яку можна було б довірити будь-кому при використанні машини. "

У 1673 р. він виготовив механічний калькулятор. Але прославився вінперш за все не цією машиною, а створенням диференціального й інтегральногообчислення. Він також заклав основи двійкової системи числення, якапізніше знайшла застосування в автоматичних обчислювальних пристроях.

Ткацька СПАДЩИНА

Наступна ступінь розвитку обчислювальних пристроїв як ніби немала нічого спільного з числами, принаймні спочатку. Протягом усього
XVIII ст. на французьких фабриках по виробництву шовкових тканин велисяексперименти з різними механізмами, які керують верстатом за допомогоюперфораційний стрічки, перфораційних карт або дерев'яних барабанів. Підвсіх трьох системах нитка піднімалася або опускалася у відповідності з наявністюабо відсутністю отворів-так створювався бажаний малюнок тканини. У 1804 р.інженер Жозеф Марі побудував повністю автоматизований верстат, здатнийвідтворювати складні візерунки. Робота верстата програмувались за допомогоюцілої колоди перфокарт, кожна з яких керувала одним ходом човника.
Верстат Жаккарда (так його прийнято називати в нашій країні) викликав справжнюреволюцію в ткацькому виробництві, а покладені в його основу принципивикористовуються і до цього дня.

З усіх винахідник минулих століть, які внесли той чи інший внесок урозвиток обчислювальної техніки, найближче до створення комп'ютера всучасному його розумінні підійшов англієць Чарльз Беббідж.

грандіозних планів і Розбиті надії

У 1822 р. Беббідж опублікував наукову статтю з описом машини,здатної розраховувати і друкувати великі математичні таблиці. У тому жроці він побудував пробну модель своєї різницевої машини, що складається зшестерінок і валиків, що обертається вручну за допомогою спеціального важеля.
Потім, заручившись підтримкою Королівського товариства-найпрестижнішійнаукової організації Великобританії,-він звернувся до уряду з проханнямфінансувати створення повномасштабної працюючої машини.

Протягом наступного десятиліття Беббідж невтомно працював надсвоїм винаходом. Спочатку він розраховував завершити її за три роки,але Різницева машина ставала дедалі складнішою в міру того, як він їїмодифікував, удосконалював і конструював заново.

У 1833 р. Беббідж вже був готовий відмовитися від своїх планів. Однак,продовжуючи розмірковувати на цю ж тему, він прийшов до ідеї створення ще більшпотужної машини. Аналітична машина на відміну від своєї попередниціповинна була не просто вирішувати математичні завдання одного певноготипу, а виконувати різноманітні обчислювальні операції відповідно доінструкціями, які задаються оператором. Насправді це не що інше,як перший універсальний програмований комп'ютер. Але якщо Різницевамашина мала сумнівні шанси на успіх, то Аналітична машина і зовсімвиглядала нереалістичною. Її просто неможливо було побудувати і запустити вроботу. У своєму остаточному вигляді машина повинна була бути не меншезалізничного локомотива. Її внутрішня конструкція являла собоюбезладне нагромадження сталевих, мідних і дерев'яних деталей, часовихмеханізмів, що приводяться в рух паровим двигуном. Найменшанестабільність який-небудь крихітної деталі призводила б до стократнопосиленим порушень в інших частинах, і тоді вся машина прийшла б усказ.

Аналітична машина так і не була побудована. Все, що дійшло від неїдо наших днів,-це купу креслень і малюнків, а також невелика частинааріфмітіческого пристрої та друкуючий пристрій, сконструйований сином
Беббіджа.

Лише через 19 років після смерті Беббіджа один із принципів,що лежить в основі Аналітичної машини,-використання перфокарт-знайшоввтілення в чинному пристрої. Це був статистичний табулятор,побудований американцем Германом Холлеріта з метою прискорити обробкурезультатів перепису населення США в 1890 р. Холлеріт був удостоєнийкількох премій, отримав чимало похвал і звання професора в Колумбійськомууніверситеті. Він організував фірму з виробництва табуляціонних машин
"Tabulating Machine Company" і продавав їх залізничним управлінням іурядовим установам.

Підприємству Холлеріта відразу ж супроводив успіх, і надалі вонаставало все більш процвітаючим. З роками воно зазнало рядзмін-злиттів і перейменувань. Остання така зміна відбулася в
1924 р., за 5 років до смерті Холлеріта, коли він створив фірму IBM
(International Business Machines Corporation). Тепер, через сторіччя зтого часу, коли Чарльз Беббідж героїчно працював над створенням
Аналітичної машини, IBM є найбільшою в світі промислової фірмою,втілила в життя його мрію про "машині самого універсального характеру".

МОЖЛИВОСТІ двійкового коду

Продними з перших зацікавився двійковій системою геніальний німецький учений
Готфрід Вільгельм Лейбніц, який, однак, підійшов до неї манівцями. У
1666 р., закінчив університет-ще задовго до винаходу механічногокалькулятора,-двадцятирічний Лейбніц накидав роботу "Мистецтво Складаннякомбінацій ", яку скромно охарактеризував як" твір школяра ". Уцій роботі були закладені основи загального методу який дозволяє звестидумка людини-будь-якого виду і на будь-яку тему-до абсолютно точним і формальнимвисловлювань. Таким чином, відкривалася можливість перевести логіку зсловесного царства, повного невизначеностей, в царство математики, девідносини між об'єктами або висловлюваннями визначаються абсолютно точно.
На додаток до своєї пропозиції зробити все раціональне мисленняматематично строгим, Лейбніц закликав до прийняття "спільної мови, нескінченнощо відрізняється від усіх, що існували до цих пір, оскільки символи і навітьслова його повинні направляти наш розум, а помилки, крім тих, що закладені ввихідних факти, будуть просто помилками обчислень. Побудувати або винайтитаку мову або такі поняття дуже важко, але зате він буде легко зрозумілийбез всяких словників ".

РОЗВИТОК Двійкова система

Сучасники вченого залишили роботу без уваги, та й сам Лейбніц,мабуть, не став розвивати ідею нової мови. Однак десятиліття по томувін зайнявся дослідженням законів стосовно нової області-двійковійсистемі числення. Лейбніц терпляче досліджував нескінченні комбінаціїнулів та одиниць, формалізуючи знайдені ним закономірності і закладаючи тимсамим основи сучасної двійкової системи.

Однак при всій своїй геніальності Лейбніц так і не зміг знайтикорисного застосування отриманих результатів. Винайдений ним механічнийкалькулятор призначався для роботи з десятковими числами, і Лейбніц нестав переробляти його під двійкові числа.

Проте через понад сто років після смерті Лейбніца (1716) англійськаматематик-самоук Джордж Буль енергійно взявся за пошуки універсальногомови. У 1847 р. Буль написав важливу статтю на тему "Математичний аналізлогіки ", а в 1854 р. розвинув свої ідеї в роботі під назвою" Дослідженнязаконів мислення ". Ці основоположні праці Буля внесли революційнізміни в логіку як науку.

Буль винайшов своєрідну алгебру-систему позначень і правил,застосовну до всіляких об'єктів, від чисел і букв до пропозицій.
Користуючись цією системою, Буль міг закодувати висловлювання-твердження,істинність або хибність яких потрібно було довести,-за допомогою символівсвоєї мови, а потім маніпулювати ними подібно до того, як в математиціманіпулюють звичайними числами.

Більшість логіків того часу або ігнорували, або різкокритикували систему Буля, але її можливості виявилися настільки великі, щовона не могла довго залишатися без уваги. Американський логік Чарльз
Сандерс Пірс познайомив у 1867 р. з булевої алгеброю американську науковугромадськість, стисло виклавши суть цієї системи в своїй доповіді для
Американської академії наук і мистецтв. Протягом двох наступнихдесятиліть Пірс витратив чимало часу і сил, модифікуючи і розширюючибулеві алгебру. Впровадивши булеві алгебру в курси логіки та філософії вамериканських університетах, Пірс посіяв насіння, які дали багаті сходипівстоліття по тому. У 1936 р. випускник американського університету Клод
Шеннон, якому було тоді всього 21 рік, зумів ліквідувати розрив міжалгебраїчної теорією і її практичним застосуванням.

ЯК ТЕОРІЮ пов'язана з практикою

У той час Шеннон тільки перейшов в Массачусетський технологічнийуніверситет. Бажаючи підробити, Шеннон виконував обов'язки оператора нанезграбному механічному обчислювальному пристрої під назвою
"Диференціальний аналізатор", який побудував в 1930 р. науковийкерівник Шеннона професор В. Буш. Це була перша машина, здатнавирішувати складні диференціальні рівняння, які дозволяли передбачатиповедінку таких об'єктів, що рухаються, як літак, або діягравітаційного поля. На вирішення таких рівнянь вручну йшли інодіповні місяці. Проте машина мала низку недоліків. Перш за все-їїгігантські розміри: механічний аналізатор Буша являв собою складнусистему валів, шестерень і дротів, з'єднаних в серію великих блоків,які займали цілу кімнату. Щоб поставити машині завдання, операторзмушений був вручну підбирати безліч шестереночних передач, на щойшло 2-3 дні. При будь-якому вимірі параметрів завдання операторовідоводилося добряче попрацювати і забруднитися в машинному маслі.

В якості теми дисертації Буш запропонував Шеннон вивчити логічнуотганізацію своєї машини. У міру того, як Шеннон все глибше вникав упристрій машини, у нього росло наполегливе бажання вдосконалити її.
Згадавши Булева алгебру, яку він вивчав ще студентом, Шеннон здивувавсяїї схожістю з принципом роботи електричних схем. Поступово у Шеннонастали вимальовуватися контури пристрою комп'ютера. Якщо побудуватиелектричні ланцюги відповідно до принципів булевої алгебри, то вонимогли б виражати логічні відносини, визначати істинність тверджень,а також виконувати складні обчислення. Електричні схеми, очевидно, булиб набагато зручніше шестерінок і валиків, щедро змазаних машинним маслом.
Свої ідеї Шеннон виклав у докторської дисертації в 1938 р.

А в цей час на іншому кінці країни Джордж Стібіц, математик зфірми "Белл телефон Лабораторіс", за звичкою розмірковував на дозвіллі "про те, просем ". Одного разу, в 1937 р., йому в голову прийшла думка, що булева логіка-цеприродну мову, на якому повинна грунтуватися робота системелектромеханічних телефонних реле.

від слів до справи

Стібіц відразу приступив до справи, вважаючи, що керівництво фірми знайдезастосування його результатів. Як і всі любителі поізобретать, він почав зтого, що зібрав необхідні деталі та приладдя. Працюючи вечорами закухонним столом, він зібрав апарат зі старих реле, пари батарейок, лампочок,проводів і металевих смужок, нарізаних з жерстяно банок. Створененим пристрій, було електромеханічної схемою, яка виконувала операціюдвійкового складання.

Ще через пару років Стібіц разом з іншим співробітником фірмирозробив пристрій, здатний проводити операції віднімання, множенняі ділення, а також складання комплексних чисел. Стібіц назвав своєпристрій калькулятором комплексних чисел, і в січні 1940 р. її почаливикористовувати в управлінні фірми на Манхеттені. Встановлений поруч телетайппередавав на машину сигнали і через лічені секунди отримував відповідь.

Однак ще до того, як Шеннон закінчив дисертацію, а Стібіц почавзбирати модель калькулятора на кухонному столі, такою роботою зайнявся їхпобратим по духу Конрад Цузе, що жив у Берліні.

У 1936 р. Цузе звільнився з технічної фірми, де працював, і віддаввесь свій час розробці комп'ютера. Отримавши трохи грошей від друзів, вінвлаштував "майстерню" на маленькому столі у вітальні в будинку батьків.
Коли машина стала набувати форми і разростаться в розмірах, йомудовелося присунути ще декілька столів, а потім переміститися зі своїмдітищем в середину кімнати. Через 2 роки він завершив побудувати машину,яка займала близько 4 м2 і представляла собою хитросплетіння реле тапроводів.

Машина Z1 мала клавіатуру з якою вводилися в неї умови задач.
По завершенню обчислень результат висвічується на панелі з безліччюмаленьких лампочок. Загалом Цузе був задоволений своїм апаратом, сумнівивикликала тільки клавіатура, яка, на його погляд, була незручною ізанадто повільно діяла. Перебравши в умі інші варіанти, він придумавдуже дотепний і дешевий пристрій введення: Цузе став кодуватиінструкції для машини, пробиваючи отвори у використаної 35-міліметровоїфотоплівці. Машина, яка працювала з перфорованою стрічкою, отримала назву
Z2.

Цузе з ентузіазмом продовжував роботу поодинці до 1939 р. Але тутпочалася друга світова війна. Цузе, Стібіц і друГії піонери обчислювальноїтехніки по обидва боки Атлантичного океану виявилися втягнутими вгарячкову гонку, метою якої було створення на основі їх розробокпринципово нового виду озброєнь. Війна дала потужний імпульс подальшомурозвитку теорії та практики обчислювальної техніки. Вона також сприялатому, що були зібрані воєдино розрізнені досягнення вчених івинахідників, які внесли свій внесок у розвиток двійковій математики, починаючи з
Лейбніца. Двохсимвольного подання інформації врешті-решт булоприйнято за основу мови ЕОМ.

РОЗРОБКИ ВІЙСЬКОВИХ РОКІВ

В кінці 1941 р., незабаром після вступу США у другу світову війну,президент фірми IBM направив телеграму в Білий дім. Як і багато іншихрукводітелі великих компаній, у цей важкий для країни час Томас Дж.
Уотсон запропонував американському уряду послуги своєї корпорації.

Здавалося, виробничий потенціал фірми має мало спільного звійськовою технікою. В основному фірма була орієнтована на виробництво такихвиробів, як друкарські машинки, настільні кальклятори і табуляціонниемашини, подібні до тієї, яку винайшов Герман Холлеріт в 1890 р. Уотсон,якому в 1941 р. було вже 67 років, починав кар'єру, торгуючи касовимиапаратами для магазинів, і поступово перетворив свою компанію в концерн збагатомільйонним оборотом. У ньому поєднувалися інтуїція, що дозволяє вловлюватинайбільш перспективні напрямки технічного розвитку, і талантпідприємця.

Виконуючи обіцянку, дану Білому дому, фірма IBM "вступила" у війну.
Тисячі табулятором, гігантських машин для сортування перфокарт, що отрималипізніша назва прцессоров даних,-прискорювали потік паперової роботипородженою загальної мобілізацією. Частина виробничих приміщень Уотсонпереобладнав для виробництва гвинтівок і прицільних пристроїв длябомбометання.

Однак у рукаві білосніжною сорочки Уотсона був прихований ще один
"Козир". За два роки до нападу Японії на Пірл-Харбор він вклав $ 500000з фондів своєї фірми в зухвале підприємство, задумане молодим гарвардськимматематиком Говардом Ейкен. Втомившись від нескінченних обчислень в процесіроботи над докторською дисертацією, Ейкен вирішив створити універсальнийпрограмований комп'ютер.

КОМП'ЮТЕР "МАРК-1"

З благословення командування військово-морського флоту, за фінансової татехнічної підтримки фірми IBM Ейкен розпочав розробку машини, воснову якої лягли неперевірені ідеї XIX ст. і надійна технологія XX ст.
Описи Аналітичної машини, залишеного самим Беббідж, виявилосябільш ніж достатньо. Як переключательних пристроїв в машині Ейкенавикористовувалися прості електромеханічні реле; інструкції були записаніна перфострічці. На відміну від Стібіца Ейкен не усвідомив переваг двійковійсистеми числення, і дані вводилися в машину у вигляді десяткових чисел.

Розробка машини "Марк-1" проходила на диво гладко. Успішнопройшовши перші випробування на початку 1943 р., вона була потім перенесена в
Гарвардський унівеситет, де стала яблуком розбрату між її винахідником ійого шефом.

Слід зауважити, що і Ейкен, і Уотсон, володіючи неабияким упертістю,любили робити все по-своєму. Спочатку вони розійшлися в думках з приводувнешнго виду машини. "Марк-1", досягав у довжину майже 17 м і у висотубільше 2,5 м, містив близько 750 тис. деталей, з'єднаних проводами загальноїдовжиною близько 800 км. Для інженера така махина була воістинукошмарним сном. Ейкен хотів залишити нутрощі машини відкритими, щобфахівці мали можливість бачити її пристрій. Уотсон ж, якого,як завжди, більше турбувала репутація фірми, наполягав, щоб машинууклали в корпус зі скла і блискучою нержавіючої сталі.

Незабаром Уотсон передав машину в розпорядження ВМФ, і її сталивикористовувати для виконання складних балістичних розрахунків, якимикерував сам Ейкен. "Марк-1" міг перемелювати числа довжиною до 23розрядів. На додавання і віднімання витрачалося 0,3 с, а на множення 3 с.
Таке швидкодію було безпрецедентним. За день машина виконувалаобчислення, на які раніше йшло півроку.

У Німеччині лідерство захопив Конрад Цузе. У 1941 р., майже за двароки до того, як "Марк-1" прелопатіл перші числа, і незабаром після створенняпробних моделей Z1 і Z2, Цузе побудував діючий комп'ютер-прграммнокерований пристрій, засноване на двійковій системі числення. Машина Z3була значно меншою машини Ейкена і значно дешевше у виробництві.

У 1942 р. він і австрійський інженер-електрик Хельмут Шрайер, якийчас від часу співпрацював з Цузе, запропонували створити комп'ютерпринципово нового типу. Вони задумали перевести машину Z3 зелектромеханічних реле на вакуумні електронні лампи. На відміну віделектромеханічних перемикачів електронні лампи не мають рухомихчастин; вони управляються електричним струмом виключно електричнимспособом. Машина, задумана Цузе і Шрайер, повинна була працювати на тисячуразів швидше, ніж будь-яка з машин, що були в той час у Німеччині.

Але пропозиція інженерів відхилили. Війна ще тільки починалася, і
Гітлер, впевнений у швидкій перемозі, наклав заборону на всі довгостроковінаукові розробки. Говорячи про потенційні сферах застосування свогобистодействующего комп'ютера, Цузе і Шрайер відзначали можливість йоговикористання для розшифрування закодованих повідомлень, що передаютьсябританським командуванням по раціям. Тоді ще ніхто не знав, що англійцірозробляли машину для тієї ж мети.

На відміну від напівкустарної роботи Цузе в Берліні англійська проектставився до розробок найвищого пріоритету; він здійснювався врамках проекту "Ультра", метою яких був пошук способів розшифровкинімецьких кодів. Ідея проекту "Ультра" зародилася після досить успішноюоперації, проведеної польською розвідкою. Ще до окупації Польщі Німеччиноюв 1939 р. поляки примудрилися створити точну копію німецького шифрувальногоапарату "Загадка" і переправити його в Англію разом з описом принципуроботи.

Апарат "Загадка" представляв собою електромеханічний телепрінтер,в якому шифрування повідомлень проводилася випадковим поворотом важелів.
Відправник налаштовував телепрінтер на певний ключ, вставляв набірштирьков в осередку (подібно до того як це робиться на телефонному комутаторі)у відповідності з певною схемою і друкував повідомлення. Після цьогомашина автоматично передавати повідомлення в зашифрованому вигляді. Крім цьогополяки нічого не могли сказати англійцям. Без ключа та схеми комутації (їхнімці міняли три рази на день) навіть використання в якості приймача щеодного пристрою "Загадка" було марно.

У надії розкрити секрет "Загадки" британська розвідка зібралагрупу блискучих і кілька ексцентричних вчених і поселила їх у Блетчлі-
Парку, великому маєтку вікторіанської епохи, розташованому неподалік від
Лондона, ізолювавши від решти світу.

Спочатку вдалося створити кілька дешифратор, в якихвикористовувалися електромеханічні перемикачі такого ж типу, як у
Конрада Цузе в Берліні, Джона Стібіца в "Белл телефон Лабораторіс" і
Говарда Ейкена в Гарвардському університеті. Ці машини працювали по суті
"Методом проб і помилок", перебираючи до нескінченності всілякі комбінаціїіз символів німецького коду, поки не виникало який-небудь осмисленийфрагмент. Однак наприкінці 1943 р. затворники Блетчлі-Парку зуміли побудуватинабагато більш потужні машини. Замість електромеханічних реле в нихмістилося близько 2000 електронних вакуумних ламп. Примітно, щосаме таку технологію пропонував Цузе для створення нової машини,визнаної в Німеччині недоцільною. Навіть кількість ламп було те жсаме. Англійці назвали нову машину "Колос".

Тисячі перехоплених за день ворожих повідомлень вводилися впам'ять "Колоса" у вигляді символів, закодованих на перфострічці. Стрічкувводили в фотоелектричне зчитує пристрій, що сканувати їїз дивовижною швидкістю-5000 символів в секунду, після чого в пошукахвідповідності машина сопостовляла зашифроване повідомлення з уже відомимикодами "Загадки". Кожна машина мала п'ять зчитувачів, врезультаті за секунду оброблялося разючу кількість інформації:близько 25000 символів.

Хоча використання вакуумних ламп ознаменувало великий крок вперед урозвитку обчислювальної техніки, "Колос" все ж таки був спеціалізованоїмашиною, застосування якої обмежувалося розшифровкою секретних кодів.
Проте на іншому березі Атлантичного океану, у Філадельфії, потребивоєнного часу сприяли створенню пристрою, що за принципамироботи та застосування було вже ближче до теоритического універсальної машині
Алана Тьюринга (вченого, який зробив найбільший внесок у створення "Колоса").
Машина "ЕНІАК" (ENIAC, абревіатура від Electronic Numerical Integrator and
Computer-електронний цифровий інтегратор і обчислювач), подібно до "Марку-1"
Говарда Ейкена, також призначалася для вирішення задач балістики. Але впідсумку вона виявилася здатною вирішувати завдання із самих різних областей.

ПОЯВА УНІВЕРСАЛЬНОГО КОМП'ЮТЕРА

Війна розросталася, військові розробки вимагали прискорення,
Лабораторія балістичних досліджень міністерства оборони США несправлялася з роботою і врешті-решт була змушена звернутися задопомогою. У розташованому наподалеку Вищому технічному училищі
Пенсильванського університету був створений допоміжний обчислювальнийцентр. Училище мало в своєму розпорядженні диференціальних аналізатором, проте двоєспівробітників обчислювального центру, Джон У. Мочлі і Дж. Преспер Екерт,намірилися придумати щось трохи краще.

9 квітня 1943-у день, коли Екерт виповнилося 24 роки,-арміяуклала з училищем контракт на $ 400000, що передбачає створеннякомп'ютера "ЕНІАК". Група фахівців, яка працювала над цим проектом, вкінцевому рахунку зросла до 50 чоловік. Мочлі був головним консультантомпроекту, Екерт-головним конструктором. Різні за своїм характером ізвичкам ці дві людини чудово доповнювали один одного.

Конструкція машини виглядала фантастично складної-передбачалося,що вона буде містити 17 468 ламп. Така велика кількість ламп частково пояснювалосятим, що "ЕНІАК" повинен був працювати з десятковими числами. Мочліволів десяткову систему числення, бо хотів, щоб "машина булазрозуміла людині ". Однак настільки велика кількість ламп, які,перегріваючись, виходили з ладу, призводило до частих поломок. При 17000ламп, що одночасно працюють з частотою 100000 імп./с, щомитівиникало 1,7 млрд. ситуацій, в яких хоча б одна з ламп могла неспрацювати. Екерт вирішив цю проблему, запозичивши прийом, який широковикористовувався при експлуатації великих електроорганов в концертних залах:на лампи стали подавати кілька меншу напругу, і кількість аварійзнизилося до однієї-двох на тиждень.

Наприкінці 1945 р., коли "ЕНІАК" був нарешті зібраний і готовий допроведення першого офіційного випробування, війна, потреб якої він бувпокликаний служити, закінчилася. Однак сама задача, вибрана для перевіркимашини,-розрахунки, які повинні були відповісти на питання про принциповуможливості створення водневої бомби,-вказувала на те, що роль комп'ютерав останні роки і роки "холодної війни" не знижувалася, а швидше зростали.

"ЕНІАК" успішно витримав випробування, обробивши близько мільйонапрефокарт фірми IBM. Через два місяці машину продемонструвалипредставникам преси. За своїми розмірами (близько 6 м у висоту і 26 м вдовжину) цей комп'ютер більш ніж удвічі перевищував "Марк-1" Говарда Ейкена.
Однак подвійне збільшення в розмірах супроводжувалося тисячократнозбільшенням у швидкодії. За словами одного захопленого репортера,
"ЕНІАК" працював "швидше думки".

МОЖЛИВОСТІ ПРОГРАМ, яка зберiгається в пам'ятi

Не встиг "ЕНІАК" вступити в експлуатацію, як Мочлі і Екерт вжепрацювали на замовлення військових над новим комп'ютером. Головним недолікомкомп'ютера "ЕНІАК" були труднощі, що виникали при зміні що вводяться внього інструкцій, тобто програми. Об'єм внутрішньої пам'яті машини ледвевистачало для зберігання числових даних що використовуються в розрахунках. Це означало,що програми доводилося буквально впаюють в електронні схеми машини.
Якщо потрібно перейти від обчислень балістичних таблиць до розрахункупараметрів аеродинамічної труби, то доводилося бігати по кімнаті,під'єднані та від'єднуючи сотні контактів, як на ручному телефонномукомутаторі. Залежно від складності програми така робота займала віддекількох годин до двох днів. Це було досить вагомим аргументом, щобвідмовитися від спроб використовувати "ЕНІАК" як універсальногокомп'ютера.

Наступна модель-машина "ЕДВАК" (EDVAC, від Electronic Discrete
Automatic Variable Computer-електронний дискретний зміннийкомп'ютер)-була вже більш гнучкою. Її більш містка внутрішня пам'ятьмістила не тільки дані, але і програму. Інструкції тепер не
"Впаюють" в схеми апаратури, а записувалися електронним чином вспеціальних пристроях, про які Екерт дізнався працюючи над створеннямрадара: це заповнені ртуттю трубки, що називаються лініями затримки.
Кристали, поміщені в трубку, генерували імпульси, які,поширюючись по трубці, зберігали інформацію, як ущелині "зберігає" луна.
Суттєвим є і те, що "ЕДВАК" кодували дані вже не в десятковій системі,а в двійковій, що дозволило значно скоротити кількість електроннихламп.

ПОЧАТОК КОНКУРЕНЦІЇ

Влітку 1946 Мочлі і Екерт читали цикл лекцій про електроннікомп'ютерах у Вищому технічному училищі. Серед слухачів виявивсяанглійський дослідник Моріс Уiлкс, якого особливо зацікавивспосіб зберігання програм в пам'яті, який передбачалося використовувати вмашині "ЕДВАК". Повернувшись до Кембриджського університету, він у 1949 р. (на двароки раніше, ніж побудували машину "ЕДВАК") завершив спорудження першого вСвіт комп'ютера з програмами, збереженими в пам'яті. Комп'ютер отримавназву "ЕДСАК" (EDSAC, від Electronic Delay Storage Automatic
Calculator-електронний автоматичний калькулятор з пам'яттю на лініяхзатримки).

Це перше успішне втілення принципу збереження програми в пам'ятістало завершальним етапом у серії винаходів, розпочатих у воєнний час.
Тепер був відкритий шлях для широкого розповсюдження все більшешвидкодіючих комп'ютерів, здатних миттєво отримувати програми зпам'яті і не тільки виконувати балістичні розрахунки або розшифровуватикоди, але й обробляти найрізноманітнішу інформацію.

ЕВОЛЮЦІЯ інтегральних схем

1 липня 1948, через два з половиною роки після публічної демонстраціїперший у світі великого цифрового комп'ютера "ЕНІАК", в самому кінці газети
"Нью-Йорк таймс" була надрукована коротка замітка. У ній повідомлялося провинахід нового пристрою, "електронного приладу, транзистора, якийможе знайти застосування в радіотехніці замість звичайних електронних вакуумнихламп ". Хоча пізніше транзистор був визнаний одним з найважливіших винаходівстоліття, в той час мало хто зміг гідно оцінити його. Замітка в "Нью-
Йорк таймс "була поміщена в самому кінці малопримітного розділу" Новинирадіо "поряд з оголошенням про час трансляції передачі" У ритмі вальсу ".

У замітці нічого не говорилося про можливий зв'язок між цимвинаходом і комп'ютерами типу "ЕНІАК", статті про які містилися наперших шпальтах газет, бо як і раніше викликали великий інтерес, і все жзавдяки транзистору-германієвих кристалу завбільшки з шпильковуголовку, укладеним у металевий циліндр завдовжки близькосантиметри,-електроніка вступила на шлях мініатюризації, яка дозволялаконструкторам розмістити всю логічну систему "ЕНІАК" на платі величиноюв гральну карту.

СТВОРЕННЯ ІНТЕГРАЛЬНОЇ СХЕМИ

У липні 1958 р. співробітник "Тексас Инструментс" Джек Кілбі створивперший у світі інтегральну схему (ІС). Вона представляла собою тонкугерманієвих пластинку завдовжки 1 см. Це пристрій ще не відрізнялося особливоювитонченістю. П'ять компонентів схеми (транзисторів, резисторів іконденсаторів) були ізольовані один від одного завдяки своїй формі у виглядібукв U, L і т. п. Крихітні зволікання, що з'єднують компоненти схеми один зодним і з джерелом живлення, просто припаювалися. Вся конструкціяскріплювалися воском. Проте схема працювала. Фірма повідомила про народженнянового пристрою в січні 1959 р. А щоб?? родемонстріровать потенційніможливості нової технології, компанія побудувала для ВПС США комп'ютер,складався з 587 ІВ, обсяг якої становив близько 40 см3, тобто в 150разів менше, ніж в аналогічної машини старого зразка.

Однак у нового пристрою були суттєві недоліки. І незабаромінтегральні схеми Кілбі швидко витіснила інша модель, технологіявиготовлення якої виявилася простіше.

ІС Херн Нойса були настільки практичніше схем Кілбі, що навіть фірма
"Тексас Инструментс" взяла їх на озброєння. У 1962 р. почалося масовевиробництво ІС, незабаром прозвали "чіпами". У 60-і роки, в мірузменшення у розмірі окремих компонентів на кристалі кількість їх наодному чіпі зростала з запаморочливою швидкістю, приблизно подвоюючисьщороку. Наприклад, у 1964 р. на кристалі розміром 7 см2 вміщувалося 10транзисторів і інших компонентів, а до 1970 р. в кристалі того ж розмірумістилося вже не менше 100 елементів пріблізітеьно при тій же вартості
ІВ.

Інтегральні схеми значно скоротили розміри виробів, усунулинеобхідність трудомісткого процесу пайки з'єднань між компонентами, азменшення числа сполук сприяло підвищенню надійності приладів.
Не менш істотно і те, що вони стали працювати швидше. Електричнимімпульсом, що розповсюджується від одного перемикача до іншого зішвидкістю, приблизно дорівнює половині швидкості світла, тепердоводилося долати відстані лише в соті частки сантиметри.
Фахівці, що працювали над військовими та космічними проектами, знатхненням прийняли ці крихітні дивні пристрої і сталивбудовувати їх у системи управління все більш складних ракет і космічнихапаратів. Велика швидкість дії нових ІС відкрила також шлях дорозробці менш громіздких, більш швидкодіючих і потужних комп'ютерівдля адміністративно-управлінських і наукових додатків.

Перша ІВ для комп'ютерної пам'яті була розроблена компанією "Інтел"
(Intel, integrated electronics-інтегральна електроніка). У 1968 р. фірмаорганізувала підприємство в районі Пало-Альто. Через два роки вона виготовилаперший ІС пам'яті, здатну зберігати цілий кілобіт інформації. (Кілобіт, абоскорочено К, дорівнює 1024 бітам, двійковим елементам інформації, щоеквівалентно приблизно 25 пятібуквенним словами.)

Але в цей час 34-річний інженер фірми "Інтел" Хофф працював над щебільш чудовим проектом. Випущений в кінці 1970 мікропроцесоротримав найменування 4004. Хоча він і не зовсім точно відповідав своємуопису, в якому фірма охарактеризувала його як "комп'ютер в одномукристалі ", але був недалекий від цього. Він виконував всі функції центральногопроцесорного пристрою універсального комп'ютера. І в поєднанні ще зчотирма мікросхемами-пам'яті, блоку управління та інтерфейсу введення тавиводу-представляв собою мікрокомпютер-машину, не поступається за потужністювеликих ЕОМ середини 50-х років.

До 1981 р., лише через десятиліття після винаходу Едварда Хоффа,фірма "Хьюлетт-Паккард" вже змогла в