Тирания чисел
 | Эта статья включает список литературы , связанную литературу или внешние ссылки , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты . ( Ноябрь 2009 г. ) |
Тирания чисел была проблемой, с которой в 1960-х годах столкнулись компьютерные инженеры . Инженеры не смогли повысить производительность своих конструкций из-за огромного количества задействованных компонентов. Теоретически каждый компонент должен был быть подключен к любому другому компоненту (или, по крайней мере, ко многим другим компонентам), и обычно их натягивали и паяли вручную. Для повышения производительности потребуется больше компонентов, и казалось, что будущие конструкции будут почти полностью состоять из проводки.
История [ править ]
Первое известное зарегистрированное использование этого термина в этом контексте было сделано вице-президентом Bell Labs в статье, посвященной 10-летию изобретения транзистора , для «Трудов IRE» (Институт радиоинженеров), июнь. 1958 год [1] . Говоря о проблемах, с которыми сталкивались многие дизайнеры, он написал:
Электронный человек уже давно знает, как «в принципе» значительно расширить свои зрительные, тактильные и умственные способности посредством цифровой передачи и обработки всех видов информации. Однако все эти функции страдают от так называемой «тирании чисел». Такие системы из-за своей сложной цифровой природы требуют сотен, тысяч, а иногда и десятков тысяч электронных устройств.
— Джек Мортон, Тирания чисел
В то время компьютеры обычно собирались из серии «модулей», каждый из которых содержал электронику, необходимую для выполнения одной функции. Сложная схема, такая как сумматор, обычно требует совместной работы нескольких модулей. Модули обычно строились на печатных платах стандартизированного размера с разъемом на одном конце, который позволял подключать их к силовым и сигнальным линиям машины, а затем подключались к другим модулям с помощью витой пары или коаксиального кабеля .
Поскольку каждый модуль был относительно индивидуальным, модули собирались и паялись вручную или с ограниченной автоматизацией. В результате у них возникли серьезные проблемы с надежностью. Даже один неисправный компонент или паяное соединение могут вывести весь модуль из строя. Даже при правильно работающих модулях масса проводов, соединяющих их вместе, была еще одним источником проблем конструкции и надежности. По мере того как компьютеры становились все сложнее и количество модулей увеличивалось, сложность заставить машину работать становилась все труднее и труднее. Это была «тирания чисел».
Мотивация для интегральной схемы [ править ]
Именно об этой проблеме Джек Килби думал , работая в Texas Instruments . Теоретизируя, что германий можно использовать для изготовления всех распространенных электронных компонентов ( транзисторов , резисторов , конденсаторов и т. д.), он приступил к созданию компонента из одной пластины, который сочетал в себе функциональность целого модуля. Несмотря на успех в достижении этой цели, именно кремниевая версия Роберта Нойса и связанные с ней технологии изготовления делают интегральную схему (ИС) по-настоящему практичной.
В отличие от модулей, микросхемы изготавливались с использованием методов фототравления на сборочной линии , что значительно снижало их стоимость. Хотя любая микросхема может иметь одинаковую вероятность работать или не работать как модуль, она стоит настолько дешево, что, если она не работает, вы просто выбрасываете ее и пробуете другую. Фактически, на первых линиях сборки микросхем уровень отказов составлял около 90% и выше, что поддерживало высокие цены на них. ВВС США и НАСА были основными покупателями первых микросхем, где их небольшой размер и легкий вес решали любые проблемы с ценами. Они требовали высокой надежности, и реакция отрасли не только обеспечила желаемую надежность, но и означала, что увеличение доходности привело к снижению цен.
Микросхемы начала 1960-х годов не были достаточно сложными для общего использования компьютеров, но по мере того, как сложность увеличивалась в 1960-е годы, практически все компьютеры перешли на конструкции на основе микросхем. Результатом стало то, что сегодня называют компьютерами третьего поколения , которые стали обычным явлением в начале 1970-х годов. Потомство интегральной схемы, микропроцессор , в конечном итоге вытеснило использование отдельных микросхем, разместив всю коллекцию модулей на одном чипе.
Сеймур Крей был особенно известен тем, что умел заставить сложные конструкции работать, несмотря на тиранию чисел. Его внимание к деталям и способность профинансировать несколько попыток создания рабочего проекта означали, что чисто инженерные усилия могли решить проблемы, с которыми они столкнулись. Тем не менее, даже Крэй в конечном итоге поддался этой проблеме во время проекта CDC 8600 , что в конечном итоге привело к тому, что он покинул Control Data .
Ссылки [ править ]
- «Чип, который построил Джек» . Техасские инструменты . Архивировано из оригинала 4 января 2012 года.
