Механический компьютер

Компьютер, построенный из механических компонентов, таких как рычаги и шестерни.

Механический компьютер Hamman Manus R, выпускавшийся в Германии компанией DeTeWe в период с 1953 по 1959 год.

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 поворот шестеренок для увеличения выходных дисплеев. Более сложные примеры могли выполнять умножение и деление — Фриден использовал подвижную головку, которая останавливалась в каждом столбце, — и даже дифференциальный анализ . Одна из моделей, бухгалтерская машина Ascota 170, проданная в 1960-х годах, вычисляла квадратные корни .

Механические компьютеры могут быть либо аналоговыми , использующими для вычислений непрерывные или плавные механизмы, такие как изогнутые пластины или логарифмические линейки ; либо дискретными , использующими механизмы, такие как цевочные колеса и шестерни. ^{[ уточнить ]}

Механические компьютеры достигли своего расцвета во время Второй мировой войны, когда они легли в основу сложных бомбовых прицелов, включая Norden , а также аналогичных устройств для корабельных вычислений, таких как американский Torpedo Data Computer или британский Admiralty Fire Control Table . Заслуживают внимания механические летные приборы для ранних космических аппаратов, которые выдавали свои вычислительные данные не в виде цифр, а посредством смещения индикаторных поверхностей. С первого космического полета Юрия Гагарина до 2002 года каждый пилотируемый советский и российский космический корабль Восток , Восход и Союз был оснащен прибором Globus , показывающим видимое движение Земли под космическим аппаратом посредством смещения миниатюрного земного глобуса , а также указателями широты и долготы .

Механические компьютеры продолжали использоваться в 1960-х годах, но с момента их появления они неуклонно уступали место цифровым компьютерам . К середине 1960-х годов появились специализированные электронные калькуляторы с выходом на электронно-лучевой трубке . Следующий шаг в эволюции произошел в 1970-х годах с появлением недорогих карманных электронных калькуляторов. Использование механических компьютеров сократилось в 1970-х годах и стало редким к 1980-м годам.

В 2016 году НАСА объявило, что его программа Automaton Rover for Extreme Environments будет использовать механический компьютер для работы в суровых условиях окружающей среды на Венере . ^[1]

Примеры

Калькулятор Курта

• Антикитерский механизм , ок. 100 г. до н. э. – механические астрономические часы .
• Космический двигатель , 1092 г. – гидромеханические астрономические башенные часы Су Сун , изобретенные во времена династии Сун , в которых использовался ранний спусковой механизм, применяемый в часовом механизме. ^{[2] [3] [4] [5]}
• Замковые часы , 1206 г. – Замковые часы Аль-Джазари , механические астрономические часы с гидроприводом , были описаны как самый ранний программируемый аналоговый компьютер. ^{[6] [7] [8]}
• Астрариум был сложными астрономическими часами, построенными в 1348 году Джованни Донди дель Оролоджио . Астрариум имел семь циферблатов и 107 подвижных частей; он мог показывать и предсказывать положение солнца, луны, звезд и пяти известных тогда планет, а также религиозные праздники. ^[9]
• Паскалин , 1642 г. – Арифметическая машина Блеза Паскаля , изначально задуманная как счетная машина, которая могла складывать и вычитать два числа напрямую, а также умножать и делить путем повторения.
• Ступенчатый счетчик , 1672 г. – механический калькулятор Готфрида Вильгельма Лейбница , который мог складывать, вычитать, умножать и делить.
• Разностная машина , 1822 г. – механическое устройство Чарльза Бэббиджа для вычисления многочленов .
• Аналитическая машина , 1837 г. – позднее устройство Чарльза Бэббиджа , которое, можно сказать, воплощает в себе большинство элементов современных компьютеров.
• Арифмометр Однера , 1873 г. – калькулятор У. Т. Однера , у которого были изготовлены миллионы клонов до 1970-х годов.
• Шародисковый интегратор , 1886 г. – Уильям Томсон использовал его в своем гармоническом анализаторе для измерения высоты приливов путем вычисления 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 .
• Таблица управления огнем Dreyer , 1911 г. – компьютер управления огнем Королевского флота
• Калькулятор Марчанта , 1918 г. – Самый продвинутый из механических калькуляторов. Ключевая разработка Карла Фридена .
• Таблица управления огнем Адмиралтейства , 1922 г. – усовершенствованный компьютер управления огнем Королевского флота. ^{[ сомнительно – обсудить ]}
• Иштван Юхас Гамма-Юхас ( директор орудия ) ^{[10] [11] [12]} (начало 1930-х)
• Керрисон Предиктор («конец 1930-х»?)
• Z1 , 1938 (готов в 1941) – механический калькулятор Конрада Цузе (хотя некоторые неточности мешали его работе) ^[13]
• Компьютер управления огнем Mark I , использовавшийся ВМС США во время Второй мировой войны (1939–1945) и до 1969 года или позже.
• Калькулятор Курта , 1948 г.
• MONIAC , 1949 – аналоговый компьютер , используемый для моделирования или имитации экономики Великобритании .
• Навигационный прибор ИМП космического корабля «Восход» «Глобус» , начало 1960-х гг.
• Digi-Comp I , 1963 – Образовательный 3-битный цифровой компьютер
• Digi-Comp II , середина 1960-х годов – 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 г. – Образовательный Тьюринг-полный компьютер, частично вдохновленный Digi-Comp II.
• Калькулятор-слайдер , около 1845 г. - также известный как Addiator, представляет собой механический калькулятор, способный выполнять сложение и вычитание с использованием механизма переноса.

Обработка данных перфокарт

Начиная с конца девятнадцатого века, задолго до появления электронных компьютеров , обработка данных выполнялась с использованием электромеханических машин, которые в совокупности именуются оборудованием для записи единиц , электрическими счетными машинами ( EAM ) или табулирующими машинами . К 1887 году Герман Холлерит разработал основу для механической системы записи, компиляции и табулирования фактов переписи. ^[14] Оборудование для обработки данных «Unit record» использует перфокарты для переноса информации по принципу «один элемент на карту». ^{[15] [16]} Машины для записи единиц стали столь же повсеместными в промышленности и правительстве в первых двух третях двадцатого века, как компьютеры стали в последней трети. Они позволяли выполнять сложные задачи по обработке больших объемов данных до изобретения электронных компьютеров, пока они еще находились в зачаточном состоянии. Эта обработка данных осуществлялась путем обработки перфокарт с помощью различных машин для записи единиц в тщательно спланированной последовательности. Данные на карточках можно было добавлять, вычитать и сравнивать с другими данными, а позже также умножать. ^[17] Это продвижение или поток от машины к машине часто планировался и документировался с помощью подробных блок-схем . ^[18] Все, кроме самых ранних машин, имели высокоскоростные механические питатели для обработки карт со скоростью от 100 до 2000 в минуту, считывая пробитые отверстия механическими, электрическими или, позднее, оптическими датчиками. Работа многих машин управлялась с помощью съемной коммутационной панели , панели управления или соединительной коробки .

Электромеханические компьютеры

Харвелл Декатрон

Ранние компьютеры с электрическим питанием, построенные на переключателях и релейной логике, а не на электронных лампах (термоэлектронных вентилях) или транзисторах (из которых были построены более поздние электронные компьютеры), классифицируются как электромеханические компьютеры. Они значительно различались по конструкции и возможностям, некоторые блоки были способны выполнять арифметику с плавающей точкой. Некоторые релейные компьютеры оставались 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 продавались коммерчески с несколькими произведенными блоками, но многие конструкции были экспериментальными единичными изделиями.

Смотрите также

• Аналоговый компьютер
• Бильярдный компьютер
• Домино-компьютер
• История вычислительной техники
• Список пионеров в области компьютерных наук
• Механический калькулятор
• Спирула
• Машина для прогнозирования приливов № 2
• полнота по Тьюрингу

Ссылки

1. Холл, Лора (2016-04-01). "Automaton Rover for Extreme Environments (AREE)". NASA . Получено 29-08-2017 .
2. Нидхэм, Том 4, Часть 2, 445.
3. Нидхэм, Том 4, Часть 2, 448.
4. Бодде, 140.
5. Фрай, 10.
6. "Машины Востока". Древние открытия . Сезон 3. Эпизод 10. History Channel . Архивировано из оригинала 2021-12-21 . Получено 2008-09-07 .
7. Говард Р. Тернер (1997), Наука в средневековом исламе: иллюстрированное введение , стр. 184, University of Texas Press , ISBN 0-292-78149-0 
8. Дональд Рутледж Хилл , «Машиностроение на средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991 г., стр. 64–69 ( см. Дональд Рутледж Хилл , «Машиностроение», архив 25 декабря 2007 г. на Wayback Machine )
9. Абрамс, Мелани (2018-02-16). «'Красота времени'». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 2022-06-04 .
10. Ковач, Дьёзё (2012), Татналл, Артур (ред.), «Венгерские ученые в области информационных технологий», Размышления об истории вычислений , Достижения IFIP в области информационных и коммуникационных технологий, т. 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 2022-06-23
11. Weibel, Peter (17 мая 2005 г.). Beyond Art: A Third Culture: A Comparative Study in Cultures, Art and Science in 20th Century Austria and Hungary. Springer. С. 304–305. ISBN 9783211245620.
12. Хебиме (05 июля 2016 г.). «Венгерский предсказатель Гамма-Юхаша». ВТ в прямом эфире .
13. "Z3 из FOLDOC" . сайтfoldoc.org . Проверено 2 июля 2020 г.
14. Руководство по общей информации: Введение в обработку данных на перфокартах IBM . IBM. стр. 1.
15. Джанда, Кеннет (1965). Обработка данных . Northwestern University Press. стр. 47.
16. Макгилл, Дональд AC (1962). Перфокарты, обработка данных для повышения прибыли . McGraw-Hill. стр. 29.
17. Функции машины (PDF) . International Business Machines Corp. 1957. 224-8208-3.
18. Методы построения блок-схем и схем потоков (PDF) . International Business Machines Corp. 1959. /C20-8008-0.
19. Лавингтон, Саймон Хью (1980). Ранние британские компьютеры: история старинных компьютеров и людей, которые их построили. Manchester University Press. стр. 62. ISBN 9780719008108.
20. "Fujitsu Facom 100" . Получено 2017-07-26 .
21. "FACOM 128A и 128B Relay Computers" . Получено 2017-07-26 .
22. "Профиль Тони Брукера в Университете Эссекса". www.essex.ac.uk . Получено 19 мая 2018 г.
23. "От арифмометра к электронной арифметике – 1998". Блог видеоархива Имперского колледжа . Цитируемый фрагмент видео. 2016-05-06. С 38:15 до 38:32 . Получено 2018-05-14 . {{cite news}}: Внешняя ссылка в |others=( помощь )CS1 maint: другие ( ссылка )
24. "Relay Digital Computer, Imperial College, Univ. of London". Digital Computer Newsletter . 3 (1): 4. Апрель 1951.
25. Боуден, Б. В. (ред.). «11. Вычислительная машина Имперского колледжа». Быстрее, чем мысль . стр. 161–164 (103–105).
26. Boslaugh, David L. (2003). Когда компьютеры вышли в море: оцифровка ВМС США. John Wiley & Sons. стр. 95–96. ISBN 9780471472209.
27. "Релейный компьютер ONR". Информационный бюллетень по цифровым компьютерам . 4 (2): 2. Апрель 1952 г.
28. Обзор автоматических цифровых компьютеров. Управление военно-морских исследований, Департамент военно-морского флота. 1953. С. 75.
29. Вольф, Дж. Джей (1952). «Релейный компьютер Управления военно-морских исследований». Математика вычислений . 6 (40): 207–212. doi : 10.1090/S0025-5718-1952-0050393-0 . ISSN  0025-5718.
30. Августин, Долорес Л. (2007). Красный Прометей: Инженерия и диктатура в Восточной Германии, 1945–1990. MIT Press. стр. 134. ISBN 9780262012362.
31. "Релейный компьютер РВМ-1" . Получено 2017-07-25 .
32. Белзер, Джек; Хольцман, Альберт Г.; Кент, Аллен (1976-03-01). Энциклопедия компьютерной науки и технологий: Том 3 – Баллистические расчеты для подхода Бокса-Дженкинса к анализу и прогнозированию временных рядов. CRC Press. С. 197–200. ISBN 9780824722531.
33. Teuscher, Christof (2004). Алан Тьюринг: Жизнь и наследие великого мыслителя. Springer Science & Business Media. стр. 46. ISBN 9783540200208.
34. Ходжес, Эндрю (2014-11-10). Алан Тьюринг: Энигма: Книга, которая вдохновила на создание фильма «Игра в имитацию». Princeton University Press. С. 175–177. ISBN 9781400865123.

Внешние ссылки

• Электромеханический компьютер Harwell в действии
• Японский релейный компьютер FACOM 128B 1958 года, все еще работает! на YouTube