lich_su_phan_cung_may_tinh_phan_ii_918

Lịch sử phần cứng máy tính (phần II) Máy tính tương tự cải tiến Bài chi tiết kỹ thuật tương tự Máy phân tích vi phân Cambridge, 1938 Trước Chiến tranh thế giới II, máy tính tương tự cơ khí và điện tử[.]

Lịch sử phần cứng máy tính (phần II) Máy tính tương tự cải tiến Bài chi tiết: kỹ thuật tương tự Máy phân tích vi phân Cambridge, 1938 Trước Chiến tranh giới II, máy tính tương tự khí điện tử xem "thời thượng", nhiều người cho chúng tương lai ngành tính tốn Những máy tính tương tự tận dụng tương tự chặt chẽ toán học tỷ lệ nhỏ — vị trí chuyển động bánh xe hay điện dòng điện thành phần điện tử — toán học tượng vật lý khác, đường đạn, quán tính, cộng hưởng, truyền tải lượng, mơ men, v.v.[31] Mơ hình hóa tượng vật lý điện dòng điện điện tử[32][33][34] thành số lượng tương tự Quan trọng nhất, hệ thống tương tự làm việc cách tạo tín hiệu tương tự điện tử từ hệ thống khác, cho phép người dùng dự đoán hành vi hệ thống xét cách quan sát tín hiệu tương tự điện tử Tín hiệu tương tự hữu dụng cách mà hành vi cấp độ thu nhỏ biểu diễn phương trình vi tích phân, giải phương trình Một ví dụ khéo léo máy vậy, sử dụng nước làm lượng số tương tự, máy tích phân nước chế tạo vào năm 1928; ví dụ điện tử máy Mallock chế tạo vào năm 1941 Một máy đo diện tích thiết bị thực phép tính tích phân, sử dụng khoảng cách làm lượng số tương tự Cho đến năm 1980, hệ thống HVAC sử dụng khơng khí vừa để làm lượng số tương tự vừa để làm thành phần điều khiển Khơng giống máy tính kỹ thuật số đại, máy tính tương tự khơng uyển chuyển lắm, cần phải cấu hình lại (tức là, lập trình lại) tay để chuyển chúng từ cơng việc sang cơng việc khác Những máy tính tương tự có lợi điểm so với máy tính kỹ thuật số đời đầu chỗ chúng dùng để giải toán phức tạp sử dụng kỹ thuật tương tự hành vi máy tính số đời hạn chế Lược đồ Smith bảng tính tiếng Vì máy tính thời kỳ này, lời giải thường mã hóa cứng dạng giấy tờ đồ thị bảng tính[35], từ tạo lời giải tương tự cho toán này, phân bố áp suất nhiệt độ hệ thống nhiệt Một vài máy tính tương tự triển khai rộng rãi thiết bị dùng để định vị mục tiêu vũ khí, máy định vị bom Norden[36] hệ thống kiểm soát bắn [37], hay hệ thống dành cho thuyền hải quân Argo Arthur Pollen Một số sử dụng hàng thập kỷ sau Chiến tranh giới II; Máy tính kiểm soát bắn Mark I triển khai cho Hải quân Hoa Kỳ nhiều thuyền từ tàu khu trục đến tàu chiến lớn Những máy tính tương tự khác bao gồm Heathkit EC-1, Máy tính MONIAC chạy sức nước mơ hình hóa dịng chảy quan hệ kinh tế[38] Nghệ thuật tính tốn tương tự đạt đến đỉnh cao với máy phân tích vi phân[39], phát minh vào năm 1876 James Thomson H W Nieman Vannevar Bush chế tạo MIT năm 1927 Chưa tới tá máy chế tạo; mạnh chế tạo Khoa Cơ điện tử Moore Đại học Pennsylvania, nơi ENIAC chế tạo Những máy tính điện tử kỹ thuật số tương tự ENIAC báo hiệu hồi kết phần lớn máy tính tốn tương tự, máy tính tương tự lai, điều khiển thiết bị điện tử số, tiếp tục dùng thực tế năm 1950 1960, sau số ứng dụng chuyên môn Nhưng giống tất thiết bị kỹ thuật số khác, độ xác thập phân sau nhiều lần tính tốn (precision) thiết bị kỹ thuật số hạn chế[40], với thiết bị tương tự, độ xác so với thực tế (accuracy) lại hạn chế[41] Khi điện tử phát triển kỷ 20, tốn tính tốn điện thấp mà giữ tỷ lệ tín hiệu nhiễu cao[42] nhanh chóng ra, nói phía dưới, mạch kỹ thuật số dạng đặc biệt mạch tương tự, dự định hoạt động thiết lập chuẩn hóa (tiếp tục hướng vậy, cổng luận lý xem dạng mạch số) Nhưng máy tính số trở nên nhanh sử dụng nhớ lớn (như RAM hay nhớ trong), chúng thay máy tính tương tự Lập trình máy tính, hay viết mã, vươn lên trở thành nghề nghiệp người Máy tính số thuở sơ khai Xem thêm: Khoa học máy tính Chương trình băng đục lỗ dài nhiều so với đoạn hình Thời kỳ tính tốn đại bắt đầu phát triển đột biến trước Chiến tranh giới II, thành phần mạch điện[43] thay phận khí tương đương máy tính tốn kỹ thuật số thay máy tính tốn kỹ thuật tương tự Những máy Z3, máy tính Atanasoff–Berry, máy tính Colossus, ENIAC chế tạo tay sử dụng mạch điện có chứa rờ-le hay van (ống chân không), thường dùng thẻ đục lỗ băng giấy đục lỗ làm ngõ nhập dung mơi lưu trữ (lâu tiêu hao) Trong thời kỳ này, số loại máy khác sản xuất với tính ngày tiên tiến Vào đầu giai đoạn này, không thấy máy tương tự máy tính ngày nay, ngoại trừ kế hoạch dài hạn Charles Babbage ý tưởng toán học Alan Turing người khác Vào cuối thời kỳ, thiết bị EDSAC chế tạo, người thừa nhận máy tính kỹ thuật số Định nghĩa điểm suốt q trình "máy tính đầu tiên" bỏ qua nhiều điểm tinh tế (xem bảng "Xác định đặc tính số máy tính số thuở sơ khai vào năm 1940" dưới) Bài báo năm 1936 Alan Turing[44] chứng minh có ảnh hưởng vơ lớn đến ngành máy tính khoa học máy tính theo hai cách Mục đích chứng minh tồn vấn đề (gọi tốn dừng) khơng thể giải quy trình Để làm điều đó, Turing cung cấp định nghĩa máy tính phổ qt xử lý chương trình lưu băng giấy Cách xây dựng gọi máy Turing; thay cho ngơn ngữ phổ qt dựa tốn học có phần nặng nề Kurt Gödel Ngoại trừ hạn chế lưu trữ có hạn, máy tính đại xem Turing đầy đủ, hay nói cách khác, chúng có khả thực thi giải thuật tương đương với máy Turing phổ quát Kiểu giới hạn tính đầy đủ Turing xem khả giới hạn phân tách máy tính đa máy đời trước với mục đích cụ thể Mẫu thiết kế kiến trúc von Neumann (1947) Để máy tính tốn trở thành máy tính đa năng, phải có chế đọc-ghi thuận tiện, ví dụ băng giấy đục lỗ Với kiến thức 'máy tính phổ quát' mang tính lý thuyết Alan Turing, John von Neumann định nghĩa kiến trúc sử dụng nhớ cho việc lưu trữ chương trình lẫn liệu: tất máy tính ngày sử dụng kiến trúc (hoặc biến thể nó) Tuy mặt lý thuyết hồn tồn thực máy tính hồn chỉnh làm khí (như thiết kế Babbage chứng minh), điện tử học khiến cho tốc độ sau thu nhỏ trở nên hình thành nên máy tính đại Có ba xu hướng phát triển máy tính song song với thời gian Chiến tranh giới II; xu hướng thứ nhanh chóng bị quên lãng, cịn xu hướng thứ hai bị cố ý giữ bí mật Xu hướng thứ cơng trình Konrad Zuse người Đức Thứ hai việc triển khai máy tính Colossus vịng bí mật Anh Cả hai xu hướng khơng có ảnh hưởng nhiều đến dự án máy tính khác Hoa Kỳ Xu hướng thứ ba phát triển máy tính ENIAC EDVAC Eckert Mauchly, biết đến rộng rãi[45][46] Zuse Bài chi tiết: Konrad Zuse, Z1, Z2, Z3, Z4 Bản mơ máy tính Z1 Zuse Làm việc hoàn toàn cách biệt Đức, Konrad Zuse bắt đầu chế tạo máy tính tốn dịng Z ông vào năm 1936, với số tính có nhớ khả lập trình (ban đầu cịn hạn chế) Chiếc Z1 Zuse hồn tồn khí, sử dụng số nhị phân, hoàn thành vào năm 1938, chưa làm việc cách tin cậy vấn đề với độ xác phận Chiếc máy sau Zuse, Z3[47], hồn thành vào năm 1941 Chiếc máy dựa rờ-le điện thoại hoạt động cách đáng hài lòng Nhờ Z3 trở thành máy tính kỹ thuật số đa điều khiển chương trình hoạt động Trên nhiều khía cạnh giống với máy đại, tiên phong nhiều cải tiến, số thực dấu chấm động Sự thay hệ thống số thập phân khó thực (được dùng thiết kế trước Charles Babbage) hệ thống nhị phân đơn giản có nghĩa máy Zuse dễ chế tạo có khả đáng tin cậy hơn, theo cơng nghệ có sẵn vào thời Đơi người ta xem lý Zuse lại thành công Babbage thất bại Chương trình đưa vào Z3 ghi phim đục lỗ Phép nhảy có điều kiện bị bỏ qua, từ thập niên 1990 người ta chứng minh lý thuyết Z3 máy tính vạn (bỏ qua hạn chế kích thước lưu trữ vật lý nó) Trong hai ứng dụng đăng ký sở hữu trí tuệ vào năm 1936, Konrad Zuse đốn trước dịng lệnh máy lưu lưu trữ liệu - ý tưởng yếu mà sau biết đến với kiến trúc von Neumann thực thiết kế EDSAC Anh sau (1949) Zuse tuyên bố thiết kế ngơn ngữ lập trình cấp cao Nhân Máy tính Atanasoff–Berry tầng Durham Center, Đại học bang Iowa Vào năm 1939, John Vincent Atanasoff Clifford E Berry Đại học bang Iowa phát triển Máy tính Atanasoff–Berry Computer (ABC)[52], máy tính điện tử kỹ thuật số có mục đích cụ thể giải hệ phương trình tuyến tính Bản thiết kế sử dụng 300 ống chân không để tăng tốc độ tính tốn sử dụng tụ điện gắn cứng vào trống quay động để làm nhớ Mặc dù máy ABC khơng thể lập trình được, máy sử dụng mạch điện tử Nhà đồng phát minh ENIAC, John Mauchly, giám định ABC vào tháng năm 1941, ảnh hưởng lên thiết kế máy ENIAC sau chủ đề tranh luận nhà sử học máy tính Chiếc ABC bị lãng quên tâm điểm vụ kiện Honeywell kiện Sperry Rand, mà định tòa án làm hiệu lực sáng chế ENIAC (và vài thứ khác) lý mơ cơng trình Atanasoff Vào năm 1939, người ta bắt đầu chế tạo máy Harvard Mark I phịng thí nghiệm Endicott IBM Được biết đến thức với tên gọi Automatic Sequence Controlled Calculator (Máy tính điều khiển chuỗi tự động)[53], Mark I máy tính cơ-điện đa chế tạo tiền bạc hỗ trợ nhân lực từ IBM, hướng dẫn nhà toán học Howard Aiken trường Harvard Bản thiết kế ảnh hưởng từ Máy phân tích Babbage, sử dụng số thập phân bánh xe lưu trữ với công tắc xoay kèm với rờ-le điện từ Nó lập trình nhờ giấy đục lỗ, lúc tính tốn vài đơn vị song song Các phiên sau có vài đọc cuộn giấy thay đổi đọc dựa điều kiện Tuy nhiên, máy khơng hồn tồn máy Turing đầy đủ Mark I chuyển đến Đại học Harvard bắt đầu đưa vào hoạt động vào tháng năm 1944 ENIAC Bài chi tiết: ENIAC ENIAC thực phép tính tốn quỹ đạo đường đạn với lượng 160 kW Chiếc máy ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - Máy tính hợp tính toán số học điện tử) Mỹ thiết kế máy tính đa điện tử Được chế tạo đạo John Mauchly J Presper Eckert Đại học Pennsylvania, nhanh Harvard Mark I 1000 lần Sự phát triển chế tạo ENIAC kéo dài từ năm 1943 đến hoạt động hoàn toàn vào cuối năm 1945 Khi thiết kế đưa ra, nhiều nhà nghiên cứu tin hàng ngàn van (tức ống chân không) mỏng manh thường xuyên cháy khiến cho ENIAC thường xuyên ngưng hoạt động để sửa chữa, vơ dụng Tuy nhiên, thực hàng ngàn phép tính giây vòng nhiều tiếng đồng hồ hai thời điểm chết máy ENIAC chắn thiết bị Turing đầy đủ Tuy nhiên, "chương trình" ENIAC định nghĩa trạng thái cáp nối tạm chuyển mạch, khoảng cách xa so với máy điện tử chương trình lưu trữ sử dụng kỹ thuật Lập trình có nghĩa lắp lại dây cho nó[54] (Sự phát triển hồn tất vào năm 1948 giúp xử lý tập chương trình lưu trữ bảng nhớ chức năng, khiến cho việc lập trình bớt khó khăn hơn) Nó thực phép tính song song, nối dây để thực nhiều cộng tích lũy lúc Do phép tính đặc trưng máy von Neumann diễn sau ENIAC