Механический компьютер
Механический компьютер — это компьютер, построенный из механических компонентов, таких как рычаги и шестерни, а не из электронных компонентов. Наиболее распространенными примерами являются арифмометры и механические счетчики , которые используют вращение шестерен для увеличения выходных данных. В более сложных примерах можно было бы выполнять умножение и деление (Фрайден использовал движущуюся головку, которая останавливалась в каждом столбце) и даже дифференциальный анализ . Одна модель, счетная машина Ascota 170, проданная в 1960-х годах, позволяла вычислять квадратные корни .
Механические компьютеры могут быть аналоговыми , использующими непрерывные или плавные механизмы, такие как изогнутые пластины или логарифмические линейки для вычислений; или дискретный , в котором используются такие механизмы, как вертушки и шестерни. [ объяснить ]
Механические компьютеры достигли своего зенита во время Второй мировой войны, когда они легли в основу сложных бомбовых прицелов, включая « Норден» , а также аналогичных устройств для корабельных вычислений, таких как компьютер данных торпед британского США или таблица управления огнем Адмиралтейства . Заслуживают внимания механические летные приборы первых космических аппаратов, которые обеспечивали расчетную информацию не в виде цифр, а посредством смещения индикаторных поверхностей. С момента Юрия Гагарина первого космического полета до 2002 года каждый пилотируемый советский и российский космический корабль «Восток» , «Восход» и «Союз» был оснащен «Глобус», прибором показывающим видимое движение Земли под космическим кораблем посредством смещения миниатюрного земного шара , а также широты и долготы. индикаторы.
Механические компьютеры продолжали использоваться и в 1960-е годы, но с момента их появления неуклонно уступали позиции цифровым компьютерам . К середине 1960-х годов появились специальные электронные калькуляторы с выходом электронно-лучевой трубки . Следующий шаг в эволюции произошел в 1970-х годах с появлением недорогих портативных электронных калькуляторов. Использование механических компьютеров сократилось в 1970-х годах и стало редкостью к 1980-м годам.
В 2016 году НАСА объявило, что в рамках программы Automaton Rover for Extreme Environments будет использоваться механический компьютер для работы в суровых условиях окружающей среды Венеры . [1]
Примеры
[ редактировать ]
- Антикитерский механизм , ок. 100 г. до н. э. — Механические астрономические часы .
- Космический двигатель , 1092 год — часами Су Суна , гидромеханическая с астрономическими башня изобретенная во времена династии Сун , в которой использовался ранний спусковой механизм, применяемый в часовом механизме. [2] [3] [4] [5]
- Замковые часы , 1206 год. Аль-Джазари Замковые часы , механические астрономические часы с гидроприводом , были описаны как самый ранний программируемый аналоговый компьютер. [6] [7] [8]
- Астрариум построенные — сложные астрономические часы, в 1348 году Джованни Донди дель Орологио . У Астрариума было семь граней и 107 движущихся частей; он мог показывать и предсказывать положения Солнца, Луны, звезд и пяти известных тогда планет, а также дни религиозных праздников. [9]
- Паскалин , 1642 г. — Арифметическая машина Блеза Паскаля в первую очередь предназначалась как счетная машина, которая могла напрямую складывать и вычитать два числа, а также умножать и делить путем повторения.
- Stepped Reckoner , 1672 г. — механический калькулятор Готфрида Вильгельма Лейбница , который мог складывать, вычитать, умножать и делить.
- Разностная машина , 1822 г. – Чарльза Бэббиджа механическое устройство для вычисления полиномов .
- Аналитическая машина , 1837 г. — более позднее устройство Чарльза Бэббиджа , которое, можно сказать, инкапсулирует большинство элементов современных компьютеров.
- Арифмометр Однера , 1873 г. - калькулятор В. Т. Однера , у которого до 1970-х годов были произведены миллионы клонов.
- Интегратор с шаром и диском , 1886 г. - Уильям Томсон использовал его в своем анализаторе гармоник для измерения высоты прилива путем расчета коэффициентов ряда Фурье.
- Дюмареск , 1902 г. — компьютер управления огнем Королевского флота.
- Аналитическая машина Перси Ладгейта 1909 года — вторая из двух когда-либо созданных механических аналитических машин .
- Стол управления огнем Дрейера , 1911 г. - компьютер управления огнем Королевского флота.
- Калькулятор Маршана , 1918 г. — Самый совершенный из механических калькуляторов. Ключевой дизайн принадлежал Карлу Фридену .
- Стол управления огнем Адмиралтейства , 1922 г. - усовершенствованный компьютер управления огнем Королевского флота. [ сомнительно – обсудить ]
- Иштван Юхас Гамма-Юхас ( постановщик оружия ) [10] [11] [12] (начало 1930-х годов)
- Керрисон Предиктор («конец 1930-х»?)
- Z1 , 1938 г. (готов в 1941 г.) - механический калькулятор Конрада Цузе (хотя неточности деталей препятствовали его работе) [13]
- Компьютер управления огнем Mark I , использовавшийся ВМС США во время Второй мировой войны (1939–1945) и до 1969 года или позже.
- Компьютерный двор , 1948 год.
- МОНИАК , 1949 год — аналоговый компьютер , используемый для моделирования экономики Великобритании .
- Космический корабль «Восход» «Глобус», навигационный прибор ИМП , начало 1960-х годов.
- Digi-Comp I , 1963 — Образовательный 3-битный цифровой компьютер.
- Digi-Comp II , середина 1960-х — цифровой компьютер с вращающимся шаром.
- Автомат – механические устройства, которые в некоторых случаях могут хранить данные и выполнять вычисления, а также выполнять другие сложные задачи.
- Turing Tumble , 2017 — Образовательный компьютер, полный по Тьюрингу, частично вдохновленный Digi-Comp II.
- Слайд-калькулятор , около 1845 года. Также известный как «Адиатор», представляет собой механический калькулятор, способный выполнять сложение и вычитание с использованием механизма переноса.
Обработка данных перфокарты
[ редактировать ]Начиная с конца девятнадцатого века, задолго до появления электронных компьютеров , обработка данных выполнялась с использованием электромеханических машин, которые в совокупности называются оборудованием для единичной записи , электрическими учетными машинами ( EAM ) или табулирующими машинами . К 1887 году Герман Холлерит разработал основу механической системы записи, компиляции и табулирования фактов переписи. [14] Оборудование для обработки данных «единичная запись» использует перфокарты для переноса информации по одному элементу на карту. [15] [16] Машины для записи единиц информации стали столь же повсеместно распространены в промышленности и правительстве в первые две трети двадцатого века, как компьютеры в последней трети. Они позволяли выполнять большие объемы сложных задач по обработке данных до того, как были изобретены электронные компьютеры и когда они находились еще в зачаточном состоянии. Эта обработка данных осуществлялась путем обработки перфокарт через различные записывающие устройства в тщательно спланированной последовательности. Данные на карточках можно было складывать, вычитать и сравнивать с другими данными, а затем и умножать. [17] Это продвижение, или поток, от машины к машине часто планировалось и документировалось с помощью подробных блок-схем . [18] Все машины, кроме самых первых, имели высокоскоростные механические устройства подачи для обработки карт со скоростью от 100 до 2000 карт в минуту, распознавая пробитые отверстия с помощью механических, электрических или, позже, оптических датчиков. Работа многих машин управлялась с помощью съемного коммутационного щита , панели управления или соединительной коробки .
Электромеханические компьютеры
[ редактировать ]
Ранние компьютеры с электрическим приводом, построенные на переключателях и релейной логике, а не на электронных лампах (термоэлектронных клапанах) или транзисторах (из которых были построены более поздние электронные компьютеры), классифицируются как электромеханические компьютеры. Они сильно различались по конструкции и возможностям, причем некоторые устройства могли выполнять арифметические операции с плавающей запятой. Некоторые релейные компьютеры остались в эксплуатации после разработки ламповых компьютеров, где их более низкая скорость компенсировалась хорошей надежностью. Некоторые модели были построены как дублирующие процессоры для обнаружения ошибок или могли обнаруживать ошибки и повторять инструкцию. Несколько моделей были проданы на коммерческой основе в количестве нескольких единиц, но многие конструкции представляли собой экспериментальные единичные экземпляры.
| Имя | Страна | Год | Примечания | Ссылка |
|---|---|---|---|---|
| Автоматический релейный компьютер | Великобритания | 1948 | Стенды , экспериментальные | [19] |
| ОБ ЭТОМ | Нидерланды | 1952 | экспериментальный | |
| ЛАЯТЬ | Швеция | 1952 | экспериментальный | |
| ФАКОМ-100 | Япония | 1954 | Fujitsu Коммерческий | [20] |
| ФАКОМ-128 | Япония | 1956 | коммерческий | [21] |
| Харвелл компьютер | Великобритания | 1951 | позже известный как ВЕДЬМА | |
| Гарвард Марк I | Соединенные Штаты | 1944 | «Калькулятор IBM с автоматическим управлением последовательностью» | |
| Гарвард Марк II | олень | 1947 | «Калькулятор реле Айкена» | |
| IBM SSEC | олень | 1948 | ||
| Вычислительная машина Имперского колледжа (ICCE) | Великобритания | 1951 | Электромеханический [22] | [23] [24] [25] |
| Релейный компьютер Управления военно-морских исследований ОНР | олень | 1949 | 6-битная, барабанная память, но электромеханическое реле ALU на базе Atlas , бывший криптографический компьютер ВМФ ABEL | [26] [27] [28] [29] |
| ОБОРУДОВАНИЕ | Восточная Германия | 1955 | Коммерческое использование в Zeiss Optical в Йене. | [30] |
| РВМ-1 | Советский Союз | 1957 | Александр Кронрод | [31] |
| только | Чехословакия | 1957 | ||
| Саймон | олень | 1950 | Статья в журнале «Демонстратор логики для любителей» | |
| Z2 | Германия | 1940 | Конрад Цузе | |
| Z3 | Германия | 1941 | Цузе | |
| Z4 | Германия | 1945 | Цузе | |
| Z5 | Германия | 1953 | Цузе | |
| Z11 | Германия | 1955 | Цузе, реклама | |
| лаборатории Белла Модель I | олень | 1940 | Джордж Стибиц , «Калькулятор комплексных чисел», 450 реле и ригельных переключателей , продемонстрировал удаленный доступ в 1940 году, использовался до 1948 года. | [32] |
| Модель II лаборатории Белла | олень | 1943 | «Реле-интерполятор», использовавшийся для работ в военное время, остановлен в 1962 году. | [32] |
| Модель III лаборатории Белла | олень | 1944 | «Баллистический компьютер», использовался до 1949 года. | [32] |
| Модель IV Bell Labs | олень | 1945 | «Детектор ошибок Mark 22» ВМФ, использовался до 1961 года. | [32] |
| Bell Labs Model V | олень | 1946, 1947 | Поставлены два модуля общего назначения, встроенные тригонометрические функции, арифметика с плавающей запятой. | [32] |
| Bell Labs Модель VI | олень | 1949 | Упрощенная модель V общего назначения с несколькими улучшениями. | |
| Безымянный множитель криптоанализа | Великобритания | 1937 | Алан Тьюринг | [33] [34] |
См. также
[ редактировать ]- Аналоговый компьютер
- Компьютер для игры в бильярд
- Компьютер домино
- История вычислительной техники
- Список пионеров информатики
- Механический калькулятор
- Спирула
- Машина для предсказания приливов и отливов № 2
- Полнота по Тьюрингу
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Холл, Лора (01 апреля 2016 г.). «Ровер-автомат для экстремальных условий (AREE)» . НАСА . Проверено 29 августа 2017 г.
- ^ Нидхэм, Том 4, Часть 2, 445.
- ^ Нидхэм, Том 4, Часть 2, 448.
- ^ Прожил, 140.
- ^ Фрай, 10.
- ^ «Машины Востока» . Древние открытия . 3 сезон. 10 серия. Канал «История» . Архивировано из оригинала 21 декабря 2021 г. Проверено 7 сентября 2008 г.
- ^ Говард Р. Тернер (1997), Наука в средневековом исламе: иллюстрированное введение , стр. 184, Техасский университет Press , ISBN 0-292-78149-0
- ^ Дональд Рутледж Хилл , «Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991, стр. 64–9 ( см. Дональд Рутледж Хилл , Машиностроение, архивировано 25 декабря 2007 г. в Wayback Machine )
- ^ Абрамс, Мелани (16 февраля 2018 г.). « Красота времени » . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 4 июня 2022 г.
- ^ Ковач, Дьёзо (2012), Татнал, Артур (редактор), «Венгерские учёные в области информационных технологий» , Размышления об истории вычислений , ИФИП «Достижения в области информационных и коммуникационных технологий», том. 387, Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, стр. 292–294, doi : 10.1007/978-3-642-33899-1_18 , ISBN 978-3-642-33898-4 , получено 23 июня 2022 г.
- ^ Вайбель, Питер (17 мая 2005 г.). За пределами искусства: третья культура: сравнительное исследование культур, искусства и науки в Австрии и Венгрии ХХ века . Спрингер. стр. 304–305. ISBN 9783211245620 .
- ^ Хебиме (05 июля 2016 г.). «Венгерский предсказатель Гамма-Юхаша» . ВТ в прямом эфире .
- ^ «Z3 от ФОЛДОК» . Foldoc.org . Проверено 2 июля 2020 г.
- ^ Руководство общей информации: Введение в обработку данных перфокарт IBM . ИБМ. п. 1.
- ^ Янда, Кеннет (1965). Обработка данных . Издательство Северо-Западного университета. п. 47 .
- ^ МакГилл, Дональд AC (1962). Перфокарты, обработка данных для увеличения прибыли . МакГроу-Хилл. п. 29.
- ^ Функции машины (PDF) . Международная корпорация Business Machines, 1957. 224-8208-3.
- ^ Блок-схемы и методы построения блок-схем (PDF) . International Business Machines Corp., 1959. /C20-8008-0.
- ^ Лавингтон, Саймон Хью (1980). Ранние британские компьютеры: история старинных компьютеров и людей, которые их создали . Издательство Манчестерского университета. п. 62. ИСБН 9780719008108 .
- ^ «Фуджитсу Факом 100» . Проверено 26 июля 2017 г.
- ^ «Релейные компьютеры FACOM 128A и 128B» . Проверено 26 июля 2017 г.
- ^ «Профиль Тони Брукера в Университете Эссекса» . www.essex.ac.uk . Проверено 19 мая 2018 г.
- ^ «От арифмометра к электронной арифметике – 1998» . Блог видеоархива Имперского колледжа . Цитируемый фрагмент видео . 06.05.2016. С 38:15 до 38:32 . Проверено 14 мая 2018 г.
{{cite news}}: Внешняя ссылка в|others= - ^ «Релейный цифровой компьютер, Имперский колледж, Лондонский университет» . Информационный бюллетень о цифровых компьютерах . 3 (1): 4. Апрель 1951 г.
- ^ Боуден, Б.В. (ред.). «11. Вычислительная машина Имперского колледжа» . Быстрее, чем думалось . стр. 161–164 (103–105).
- ^ Босло, Дэвид Л. (2003). Когда компьютеры отправились в море: оцифровка ВМС США . Джон Уайли и сыновья. стр. 95–96. ISBN 9780471472209 .
- ^ «Релейный компьютер ОНР» . Информационный бюллетень о цифровых компьютерах . 4 (2): 2 апреля 1952 г.
- ^ Обзор автоматических цифровых компьютеров . Управление военно-морских исследований Департамента военно-морского флота. 1953. с. 75 .
- ^ Вольф, Дж. Джей (1952). «Управление релейного компьютера военно-морских исследований» . Математика вычислений . 6 (40): 207–212. дои : 10.1090/S0025-5718-1952-0050393-0 . ISSN 0025-5718 .
- ^ Августин, Долорес Л. (2007). Красный Прометей: Инженерное дело и диктатура в Восточной Германии, 1945–1990 гг . МТИ Пресс. п. 134. ИСБН 9780262012362 .
- ^ «Реле ЭВМ РВМ-1» . Проверено 25 июля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Белзер, Джек; Хольцман, Альберт Г.; Кент, Аллен (1 марта 1976 г.). Энциклопедия компьютерных наук и технологий: Том 3 – Баллистические расчеты в соответствии с подходом Бокса-Дженкинса к анализу и прогнозированию временных рядов . ЦРК Пресс. стр. 197–200. ISBN 9780824722531 .
- ^ Тойшер, Кристоф (2004). Алан Тьюринг: Жизнь и наследие великого мыслителя . Springer Science & Business Media. п. 46. ИСБН 9783540200208 .
- ^ Ходжес, Эндрю (10 ноября 2014 г.). Алан Тьюринг: Загадка: Книга, вдохновившая на создание фильма «Игра в имитацию» . Издательство Принстонского университета. стр. 175–177. ISBN 9781400865123 .