Geçmişten Günümüze ilk Bilgisayar
Geçmişten Günümüze ilk bilgisayar, rutin hesaplamaları otomatik olarak gerçekleştiren bir cihaz olarak tarif edilebilir.
Böyle bir tanımlama, aldatıcılığını, hesaplamanın naif ve dar görüşüne salt matematiksel bir süreç olarak borçludur. Aslında, hesaplama, normal olarak matematik olarak düşünülmeyen pek çok etkinliğin altında yatar. Örneğin, bir odaya yürümek, bilinçaltında yapılan hesaplamalara karşın çok karmaşıktır.
Bilgisayarlar da, bir çek defterinin dengelenmesinden, robotlar için rehberlik biçiminde – bir odaya yürümek – den geniş bir dizi sorunu çözebileceklerini kanıtladı.
Bu nedenle, ilk bilgisayar gerçek gücü yerine getirilemeden, hesaplamanın naif görüşü aşılmalıdır. Bilgisayarı dünyaya getirmek için uğraş veren mucitler, icat ettikleri şeyin yalnızca bir hesap makinesi değil, yalnızca bir sayı kırıcısı olmadığını öğrenmek zorundaydı.
Örneğin, her yeni hesaplama için ilk bilgisayar icat etmek gerekli olmadığı ve bir bilgisayar sayısız problemi çözmek üzere tasarlanabileceğini, hatta bilgisayar oluşturulduğunda henüz hayal edilmemiş problemleri öğrenmek zorunda kaldıklarını öğrenmek zorundaydı. Ayrıca, genel bir problem çözme bilgisayarına çözülecek sorunun nasıl yapılacağını öğrenmek zorundaydılar. Bir başka deyişle, programlamayı icat etmek zorundaydılar.
Böyle bir cihaz geliştirmenin, tasarımı uygulamanın, aslında bir şey inşa etmenin başlıca sorunlarını çözmek zorundaydılar. Bu sorunların çözülmesinin tarihi bilgisayarın geçmişi. Bu bölüm bu bölümde ele alınmış ve sözü edilen kişilerin ve şirketlerin birçoğuna ilişkin girdilere bağlantılar sunulmuştur.
Bilgisayar öncüleri abaküs
Bilinen en eski hesaplama cihazı muhtemelen abaküstür. En azından M.Ö. 1100 yılına dayanan ve özellikle Asya’da bugün hala kullanılmaktadır. Şimdi, o zamanki gibi, genellikle ince paralel çubuklar boncuklar ile dizilmiş bir dikdörtgen çerçeve oluşur. Sayıların yazımı için herhangi bir sistematik konumsal gösterim yapılmadan çok önce, abaküs, her bir çubukta farklı birimler veya ağırlıklar tayin etti.
Bu düzen, çok sayıda rakamın sadece birkaç boncuk ile temsil edilmesine ve Hindistan’da sıfırın keşfi ile birlikte Hindu-Arap sayı sisteminin icatına ilham kaynağı olmasına izin verdi. Her durumda, abaküs boncukları ticari işlemler ve defter tutma için yararlı olan ortak aritmetik işlemler (toplama, çıkarma, çarpma ve bölme) gerçekleştirmek üzere kolaylıkla manipüle edilebilir.
Abaküs dijital bir cihazdır; yani, değerleri ayrı ayrı temsil eder. Bir boncuk önceden tanımlanmış bir konumda ya da başka bir yerde bulunur, açıkça, örneğin bir ya da sıfır temsil eder.
Analog hesap makineleri
İskoçyalı bir matematikçi olan John Napier, logaritma keşfini 1614’de yayınladığında cihazları hesaplama farklı bir dönüş yaptı. Herhangi birinin kanıtlayabileceği gibi, iki 10 haneli sayı ekleyerek onları çarpmaktan çok daha basit ve çarpma sorununun Bir ilave problemi tam da logaritmaların etkinleştiği şeydir. Bu sadeleştirme, aşağıdaki logaritmik özellik nedeniyle mümkündür:
İki sayının çarpımının logaritması sayıların logaritmalarının toplamına eşittir. 1624 yılına kadar 14 önemli basamaklı tablolar 1 ila 20.000 arasındaki sayıların logaritması için mevcuttu ve bilim adamları sıkıcı astronomik hesaplamalar için yeni işgücü tasarruflu aracıyı çabucak kabul ettiler.
Bilginin gelişimi için en önemli olan, çarpmanın eklenmesine dönüşümü, mekanizasyon olasılığını büyük ölçüde basitleştirdi. Benzer fiziksel uzunluklarla dijital değerleri temsil eden Napier logaritmalarına dayanan analog hesaplama cihazları yakında çıktı. 1620’de, kosinüs ve kotanjant terimlerini icat eden İngiliz matematikçisi Edmund Gunter, seyir hesaplamaları yapmak için bir araç inşa etti:
Gunter ölçeği, ya da basitçe navigasyon cihazları olarak adlandırılan atıcı. Yaklaşık 1632’de bir İngilizce papaz ve William Oughtred adındaki matematikçi Napier’in fikirlerini çizen ilk slayt kuralını oluşturdu. İlk sürat yasası daireseldir, ancak Oughtred de 1633’te ilk dikdörtgeni kurmuştur.
Gunter ve Oughtred’in analog cihazları, abaküs gibi dijital cihazlarla karşılaştırıldığında çeşitli avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Önemli olan bu tasarım kararlarının sonuçlarının gerçek dünyada test edilmesidir.
Dijital hesap makineleri
1623’te Alman astronomu ve matematikçi Wilhelm Schickard ilk hesap makinesini kurdu. Arkadaşına gökbilimci Johannes Kepler’e gönderdiği bir mektubunda nitelendirdi ve 1624’te Kepler için inşa edilmesi için görevlendirdiği bir makinenin prototiple birlikte ateşte imha edildiğini açıklamak için tekrar yazdı.
Modern Mühendislerin mektuplarındaki ayrıntılardan koparabildikleri bir Hesaplama Saati çağırdı. Otuz Yıl Savaşı sırasında Schickard ve onun ailesi öldüğünde, saatin genel bilgisi bile geçici olarak kaybolmuştu.
Wilhelm Schickard’ın Hesaplama Saatinin bir kopyası. Cihaz altı geçmeli dişli aracılığıyla altı basamaklı sayı ekleyebilir ve çıkartabilir (yedi basamaklı taşmalar için bir çan ile birlikte) ve dişlilerin her biri dişlinin sağa doğru dönmesi için birer rotasyonun onda birini döndürür. Böylece, herhangi bir vitesin 10 turu, bir vitesin bir sonraki vitese “taşınmasını” sağlayacak ve ilgili ekranı değiştirecektir.
Fakat Schickard hesap makinesinin gerçek mucidi olmayabilir. Bir asır önce, Leonardo da Vinci, modern mühendislerin temelinde bir hesap makinesi kurması için yeterince eksiksiz ve doğru olan bir hesap makinesinin planlarını çizdiler.
Herhangi bir miktarda üretilmek üzere üretilmek üzere ilk hesap makinesi veya ekleme makinesi, 1642 ile 1644 yılları arasında Fransız matematikçi-filozof Blaise Pascal tarafından tasarlanmış ve inşa edilmiş Pascalin veya Aritmetik Makinedir.
Yalnızca toplama ve çıkarma yapabilen sayıların sayısı kadranlarını değiştirerek girdi. Pascal, bir vergi toplayıcısı olan babası için makineyi icat etti, bu da ilk iş makinesi oldu (eğer abaküs sayılmazsa). Önümüzdeki 10 yıl boyunca 50 tanesini yaptırdı.
Aritmetik Makine veya Pascaline, Blaise Pascal tarafından tasarlanan Fransız parasal (ondalıksız) hesap c. 1642. Tekerlekleri saat yönünde çevirerek (makinenin altına yerleştirilen) tekerlekleri saat yönünün tersine çevirerek sayıları ekleyebilirsiniz. Cevabetteki her rakam fotoğrafın üst kısmında görünen ayrı bir pencerede gösterildi.
1671’de Alman matematikçi filozof Gottfried Wilhelm von Leibniz, Adım Hesapcısı diye bir hesap makinesini tasarladı. (İlk olarak 1673’de inşa edilmiştir.) Adım Hesapcısı Pascal’ın fikirlerini genişletti ve tekrarlanan ekleme ve kaydırma ile çoğaldı.
Almanya’nın Hannover kentindeki Trinks Brunsviga Müzesi’nde bulunan orijinal Gottfried Wilhelm von Leibniz’in Step Reckoner’ın bir kopyası. Krankın döndürülmesi (solda) çeşitli davul döndürüldü; bunların her biri dijital bir sayaca bağlı bir dişli döndü.
İkili sayı
Leibniz ikili sayı sisteminin güçlü bir savunucusuydu. İkili sayılar, makineler için idealdir, çünkü yalnızca bir anahtarın açık ve kapalı durumlarıyla kolayca temsil edilebilen yalnızca iki basamak gerektirirler. Bilgisayarlar elektronik hale geldiğinde, ikili sistem özellikle uygundur çünkü bir elektrik devresi açık veya kapalı durumdadır.
Bu, üzerinde doğruyu temsil edebileceği anlamına gelir; yanlış gösterebilir ve akım akışı doğrudan mantık akışını temsil eder.
Leibniz, ikili sistemin makinelerin hesaplanmasında uygunluğunu görme konusunda önceliğe sahipti, fakat makinası bunu kullanmadı. Bunun yerine, Adım Hesaplayıcı, onluk formdaki sayıları, 10-kadranlı kadranlarda pozisyonlar olarak temsil etti.
1668’de Samuel Morland, ondalık temsil bile verildi: 1650’de Samuel Morland, İngiliz parası için uzmanlaşmış ek bir makine icat etti -yani kesinlikle onaysız bir sistem.
Pascal’ın, Leibniz’in ve Morland’ın cihazları merak uyandırıcıydı, ancak 18. yüzyılın Endüstriyel Devrimi ile birlikte tekrar eden operasyonları verimli bir şekilde gerçekleştirmek için yaygın bir ihtiyaç geldi. Mekanize konan diğer faaliyetlerle birlikte hesaplamama neden gerek yok?
1820 yılında Charles Xavier Thomas de Colmar Fransa’nın ilk seri seri üretim hesaplama aleti olan Arithmometer’i kurduğunda bu meydan okumayı etkili bir şekilde karşıladı. Toplama, çıkarma, çarpma ve bazı daha ayrıntılı kullanıcı katılımı ile bölme gerçekleştirebilir. Leibniz’in teknolojisine dayanarak, son derece popülerdi ve 90 yıldır satılıyordu. Modern hesap makinesinin kredi kartı boyutunun aksine, Arithmometer bir masaüstünü kapsayacak kadar büyüktü.
Jakarlı tezgah
Arithmometer gibi hesaplayıcılar 1820’den sonra büyüleyici kalmış ve ticari kullanım potansiyelleri iyi anlaşılmıştır. 19. yüzyılda inşa edilen diğer pek çok mekanik aygıt da otomatik olarak tekrar eden işlevleri yerine getirirken, pek azı hesaplama için herhangi bir uygulamaya sahip değildi.
Tek önemli bir istisna vardı: 1804-05’te Fransız dokumacı Joseph-Marie Jacquard tarafından icat edilen Jakarlı tezgahı.
Jakarlı tezgah, Sanayi Devrimi’nin harikasıydı. Tekstil dokuma tezgahına, ilk pratik bilgi işleme cihazı da denilebilir. Tezgah, çeşitli renkte iplikleri, bir dizi çubuk vasıtasıyla desenlere çekerek çalıştı. Delikli delikli bir kart takarak bir operatör çubukların hareketini kontrol edebilir ve böylece örgü desenini değiştirebilir.
Üstelik, tezgah, karmaşık dokuma kalıplarının otomatikleştirilebilmesi için her mekik atıldığında delikli bir güverte yerine yeni bir kart takan bir kart okuma cihazı ile donatılmıştır.
Makinenin üst kısmında dokuma desenini kontrol etmek için tezgaha beslenecek bir delikli kart yığını bulunur. Makine yönergelerini otomatik olarak yayınlayan bu yöntem 20. yüzyıla kadar bilgisayarlar tarafından kullanılmıştır.
Cihazla ilgili olağanüstü olan şey, tasarım sürecini emek yoğun bir dokuma aşamasından kart delme aşamasına aktardığıydı. Kartlar yumruklanıp monte edildikten sonra tasarım tamamlanmış ve tezgâh tasarımını otomatik olarak gerçekleştirmiştir. Bu nedenle, Jacquard tezgâhının delikli kartların bu güverte tarafından farklı desenler için programlandığı söylenebilir.
Hesaplamaları mekanize etme niyeti için Jacquard tezgahı önemli dersler verdi: bir makinenin yaptığı işlem dizisi, makineyi oldukça farklı bir hale getirmek için kontrol edilebilir; delikli bir kart, makineyi yönlendirecek bir araç olarak kullanılabilir; ve en önemlisi, bir cihaz, talimatları bir çeşit dilde besleyerek farklı görevleri yerine getirmek üzere yönlendirilebilir- yani makineyi programlanabilir hale getirme.
Bunu söylemek için çok büyük bir adım değil, Jakarlı tezgahlarda programlama bilgisayar önünde icat edildi. Cihazla program arasındaki yakın ilişki, Charles Babbage’nin ilk bilgisayar icatıyla yaklaşık 20 yıl sonra ortaya çıktı.
İlk bilgisayar
19. yüzyılın ikinci on yılı boyunca, İlk bilgisayar icadı için gerekli olan bir takım fikirler havaya uçtu. Birincisi, bilim ve endüstriye rutin hesaplamaları otomatik hale getirebilecekleri potansiyel yararları yüzyıllar önce bile olmadığı için takdir edildi. Logaritma ekleyerek çarpma yapmak veya ekleme işlemi tekrarlamak gibi otomatik hesaplamayı daha kullanışlı hale getirmek için özel yöntemler icat edildi ve hem analog hem de dijital aygıtlarla ilgili deneyim, her yaklaşımın bazı avantajlarını gösterdi.
Jakarlı tezgah (önceki bölümde açıklanan Bilgisayar öncülerinde) kodlu talimatlarla çok amaçlı bir cihazın yönlendirilmesinin faydalarını göstermiş ve bu talimatları hızlı ve esnek bir şekilde değiştirmek için delikli kartların nasıl kullanılabileceğini göstermişti. İngiltere’deki matematiksel bir dahi, bütün bu parçaları bir araya getirmeye başladı.
Fark Motoru
Charles Babbage İngilizce bir matematikçi ve mucitti. İngiliz posta sistemini reforme etti ve operasyon araştırması ve aktüerya bilimi alanlarında öncü oldu. Babbage, yılların hava şartlarının ağaç halkalarından okunabileceğini ilk kez önermişti. Ayrıca anahtarlar, şifreler ve mekanik bebeklerin ömür boyu süren bir hayranlığı vardı.
Charles Babbage’nin Difference Engine, 1832’nin tamamlanmış kısmı. Bu gelişmiş hesap makinesi, navigasyonda kullanılan logaritma tablolarını üretmek için tasarlandı. Sayıların değeri, ondalık sayılarla işaretlenmiş dişli çarkların konumlarıyla gösterildi.
Kraliyet Astronomi Topluluğu’nun kurucu üyesi olan Babbage, uzun, sıkıcı astronomik hesaplamaları otomatik hale getirebilecek bir mekanik cihaz tasarlamak ve oluşturmak için açık bir ihtiyaç gördü. 1822’de Kraliyet Cemiyeti başkanı Sir Humphry Davy’ye matematiksel tabloların otomatikleştirilmesi imkânı hakkında, özellikle navigasyonda kullanılan logaritma tablolarına bir mektup yazarak başladı.
Daha sonra, o yılın ilerleyen aylarında topluma okuduğu “Tabloların Hesaplanması İçin Makinelerin Teorik Prensipleri Hakkında” adlı bir makale yazdı. (1823’te Kraliyet Cemiyeti’nin ilk Altın Madalyasını kazandı.) O halde kullanılan tablolar, denizciler için can ve mal kaybına neden olabilecek hatalar içeriyordu ve Babbage, masaların üretimini otomatikleştirerek doğruluğunu sağlayabilir.
Toplumda Fark Motoru’yla ilgili olarak topluma destek sağladıktan sonra Babbage, araştırma ve teknolojik gelişme için dünyanın ilk hükümet hibelerinden birini edinmek için kalkınmayı finanse etmek üzere İngiliz hükümetine döndü.
Babbage projeye ciddiyetle yaklaştı: bir usta makine üreticisi kiraladı, ateşe dayanıklı bir atölye kurdu ve cihazı test etmek için toz geçirmez bir ortam hazırladı. O zamana kadar hesaplamalar nadiren 6 rakamdan fazla yapılmadı; Babbage 20 ya da 30 basamaklı rutin sonuçlar üretmeyi planladı. Fark Motoru, sayısal bir cihazdı: pürüzsüz miktar yerine ayrı rakamlarla çalışıyordu ve rakamlar, Leibniz’in tercih ettiği (ancak kullanmadığı) iki basamaklı rakamlardan ziyade, dişli tekerlekler üzerindeki pozisyonlarla temsil edilen ondalık (0-9) idi.
Dişli tekerleklerden biri 9’dan 0’a döndüğünde, sonraki tekerleğin Leibniz’in Adım Hesapcısı hesap makinesinin çalıştığı gibi bir sayı ilerletmesine neden oldu.
Ancak Fark Motoru basit bir hesap makinesinden daha fazlasıydı. Karmaşık bir problemi çözmek için yalnızca tek bir hesaplamayı değil çeşitli değişkenleri hesaplayan bir dizi hesaplamayı da mekanize etti. Hesap makinelerinin çok ötesine gitti.
Modern bilgisayarlarda olduğu gibi, Difference Engine de depolamaya, yani verilerin daha sonraki işlemler için geçici olarak tutulabileceği bir yere sahipti ve daha sonra bir baskı plakası üretmek için kullanılabilecek yumuşak metal içine çıktısını damgalamak için tasarlandı.
Bununla birlikte, Fark Motoru sadece bir işlem gerçekleştirdi. Operatör tüm veri kayıtlarını orijinal verilerle kuracak ve tek bir işlem tüm kayıtlara defalarca uygulanacak ve sonuç olarak bir çözüm üretecektir. Yine de, tasarımın karmaşıklığı ve cüretkarlığında, o zaman varolan herhangi bir hesaplama aracını cüretkar etti.
Oda büyüklüğü olarak tasarlanan tam motor, en azından Babbage tarafından inşa edilmedi. Birkaç hükümet yardımı almasına rağmen – hükümetler değişti, finansman sık sık tükendi ve kişisel maliyetlerinden bazılarını – o günün inşaat yöntemlerinin toleranslarında veya yakınında – çalışmak zorunda kaldı ve çok sayıda inşaata gitti zorluklar. Makineyi yapımdan sorumlu makine uzmanı Joseph Clement’in ön ödemeli olmadığı sürece devam etmeyi reddettiğinde, tüm tasarım ve inşaat 1833’te sona erdi.
Analitik Motor
Fark Motoru üzerinde çalışırken Babbage onu geliştirme yollarını hayal etmeye başladı. Temel olarak, başka tür hesaplamalar yapabilmesi için operasyonunu genelleştirmeyi düşündü. Finansman 1833’de tükendiğinde, çok daha devrimci bir şey olduğunu düşünüyordu: Analitik Motor olarak adlandırılan genel amaçlı bir bilgisayar.
Charles Babbage’nin Analitik Motoru’nun bir kısmı (tamamlanmış 1910). 1871’de ölümünden hemen sonra kısmen inşa edilen bu bölüm, “değirmen” i (işlevsel olarak modern bir bilgisayarın merkezi işlem birimine benzemektedir) ve bir baskı mekanizmasını içermektedir.
Analitik Motor, genel amaçlı, tam program kontrollü, otomatik mekanik dijital bir bilgisayar olacaktı. Herhangi bir hesaplamayı önce yapabilir. Babbage’den önce, hiç kimsenin böylesi bir aygıt düşünmüyor olduğuna dair bir kanıt yoktur, tek başınıza bir aygıt kurmaya çalışmayın. Makine, değirmen, depo, okuyucu ve yazıcı olmak üzere dört bileşenden oluşacak şekilde tasarlandı.
Bu bileşenler bugün her bilgisayarın vazgeçilmez unsurlarıdır. Değirmen, modern bir bilgisayardaki merkezi işlem birimine (CPU) benzer hesaplama birimi idi; mağaza, verilerin işlenmeden önce tutulduğu, günümüz bilgisayarlarındaki bellek ve depolamayla tamamen benzer olduğu yerdi; ve okuyucu ve yazıcı girdi ve çıktı aygıtlarıydı.
Farkı Motoru’nda olduğu gibi, proje daha önce yapılmış herhangi bir şeyden çok daha karmaşıktı. Mağaza, 1.000 50 basamaklı sayı tutabilecek kadar büyük olmalıdır; Bu, 1960’dan önce yapılmış herhangi bir bilgisayarın depolama kapasitesinden daha büyüktü. Makine, buhar tahrikli olacak ve bir görevli tarafından çalıştırılacaktı.
Baskı kapasitesi de, Fark Motoru için olduğu gibi iddialıydı: Babbage süreci mümkün olduğunca otomatikleştirmek ve basılı sayı tablolarını üretmek istiyordu.
Okuyucu Analitik Motor’un yeni bir yeni özelliğiydi. Jakarlı tezgahının kart okuma teknolojisini kullanarak delikli kartlara veri (sayı) girilecekti. Talimatlar kartlara da girilecek, başka bir fikir doğrudan Jakarlıdan alınmıştır. Öğretim kartlarının kullanılması, onu programlanabilir bir cihaz haline getirir ve o zaman var olan herhangi bir makineye kıyasla çok daha esnektir.
Programlanabilirliğin diğer bir unsuru, sıralı sıralardan başka talimatları yerine getirebilme yeteneğiydi. Koşullu kontrol devrinde, koşullu dallanma olarak da bilinir, bu da bazı verilerin değerine bağlı olarak farklı bir talime atlayabileceği bir tür karar verme kabiliyetine sahip olmaktır. Bu son derece güçlü özellik, 20. yüzyılın ilk bilgisayarlarının birçoğunda eksikti.
Çoğu tanımlamayla, Analitik Motor bugün anlaşılan bir gerçek bilgisayardı – ya da olurduysa, Babbage uygulama sorunlarına tekrar girmedi. Aslında onun iddialı tasarımını inşa etmek. Mevcut teknoloji göz önüne alındığında, uygulanabilir olmadığına karar verildi ve Babbage, Fark Motoru ile vaat edilen matematiksel tabloların oluşturulamaması. Daha fazla hükümet finansmanı için coşku azalttı.
Nitekim, İngiliz hükümetinin Babbage’un yenilikçiliğe tablolar inşa etmekten çok daha fazla ilgi duyduğu açıkça görülüyordu.
Yine de, Babbage’in Analitik Motoru, güneş altında yeni bir şeydi. En devrimci özelliği, delikli kartlardaki talimatları değiştirerek operasyonunu değiştirme yeteneğiydi. Bu gelişme gerçekleşene kadar, hesaplamaya yönelik tüm mekanik yardımcılar sadece hesaplayıcılardı veya Fark Motoru yüceltilmiş hesap makineleri gibi. Gerçekten tamamlanmasa da analitik motor bilgisayar olarak adlandırılmayı hak eden ilk makinedir.
Lady Lovelace, ilk programcı
Hesap makinesiyle bilgisayar arasındaki ayrım, Babbage’e açık olmasına rağmen çoğu insanın 19. yüzyılın başlarında, hatta Babbage’nin soföründeki entelektüel maceracı ziyaretçilere, alışılmadık ebeveynlik ve eğitimle ilgili küçük bir kız haricinde açıkça görülmedi.
Lovelace Kontes Augusta Ada King, şair Lord Byron’un ve matematiksel olarak eğimli Anne Millbank’ın kızıydı. Öğretmenlerinden biri ünlü bir matematikçi ve mantıkçı Augustus De Morgan’dı. Byron, doğum anında kötü bir skandala karıştığı için Ada’nın annesi, babasından miras kalan çılgınlığa karşı herhangi bir eğilimi bastırmayı umarak onun matematiksel ve bilimsel çıkarlarını teşvik etti.
Bu amaçla, Leydi Lovelace Babbage’nin soylularına katıldı ve Fark Motoru’yla hayran oldu. Ayrıca, sorular sormak için kendisiyle karşılık geldi. Bununla birlikte, gerçekten hayal gücünü kovan Analitik Motor için planı buydu. 1843’te 27 yaşındayken, cihazı açıklayan kesin kağıdı yayınlayacak ve bu yeni şey ile mevcut hesaplayıcılar arasındaki önemli ayrımı çizebilecek kadar iyi anladı.
O analitik motor, aritmetik sınırları aştı savundu. Sayılardan ziyade genel sembollerle işlediği için “maddenin işlemleri ile matematik biliminin en soyut dalının soyut zihinsel süreçleri arasında bir bağlantı …” kurdu. Bu, alanda faaliyet gösterebilen fiziksel bir cihazdı. soyut düşünce.
Leydi Lovelace haklı olarak bunun sadece kimsenin yapmadığı bir şey olmadığını, daha önce hiç kimsenin düşünemediği bir şey olduğunu bildirdi. Analitik Motorun kullandığı delikli kartlarla ilgili talimatların sıralanması sürecinde dünyanın tek uzmanı olmaya devam etti; yani dünyanın ilk bilgisayar programcısı oldu.
Analitik Motorun bir özelliği sayılarla talimatları geçici olarak depolarına yerleştirme ve bunları uygun bir zamanda işlemek için değirmenine gönderme yeteneğiydi. Bu, talimatların ve verilerin okuyucudaki doğru sıralanmasıyla gerçekleştirildi ve talimatların ve verilerin yeniden sıralanabilme özelliği, makineye kavrayamayacak kadar esneklik ve güç kazandırdı. Yüzyılın ilk elektronik sayısal bilgisayarları bu yeteneğinden yoksun kaldılar.
Genç bir bilim adamının önemini 1840’da fark etmesi dikkat çekiciydi ve bunu kimsenin öyle iyi anlamayacağı 100 yıl olacaktı. Aradan geçen yüzyılda dikkat, hesap makinesine ve diğer iş makinelerine yönlendirildi.
İlk iş makinaları
19. yüzyıl boyunca iş makinaları ortak kullanıma giriyordu. Hesap makineleri 1820’de bir ticaret aracı olarak kullanıma girdi (önceki sayısal hesap makineleri bölümüne bakınız) ve 1874’de Remington Arms Company, Inc., ticari açıdan uygulanabilir ilk daktiloyu sattı.
Diğer özel iş görevleri için diğer makineler icat edildi. Bu makinelerin hiçbiri bir bilgisayar değildi, ancak daha sonra bilgisayarlarda kullanılabilecek pratik mekanik bilgi durumunu geliştirdiler.
Bu makinalardan biri, Birleşik Devletler’deki bir tür anayasal krize tepki olarak icat edildi: Sayım Tabelası.
Herman Hollerith’in Nüfus Sayımı tabelası
ABD Anayasası, nüfus sayımının her 10 yılda bir yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Sayımın herhangi bir mekanizasyonunda ilk girişim, istatistiksel veriler küçük yivli bir pencere aracılığıyla görüntülenen yuvarlanan bir kağıt bandına aktarıldığında 1870’dedir. Amerika’nın nüfusu 19. yüzyılda patladı ve nüfus sayımı soruları genişledi, daha fazla mekanizasyon aciliyeti giderek daha netleşti.
Scientific American’ın bu kapağı, 30 Ağustos 1890, Herman Hollerith’in icadının çeşitli yönlerini gösterir.
1879 yılında New York City’deki Columbia Üniversitesi Maden Ocaklığı’ndan mezun olduktan sonra Herman Hollerith, 1880 sayımında özel bir temsilci olarak görev yapan eski profesörlerinden William P. Trowbridge’ten biriyle ilk işini aldı. Sayım Bürosunda çalışırken, Hollerith istatistiksel verilerin tablolarını otomatikleştirmek için acilen ihtiyaç duyduğunu ilk gördü.
Hollerith, önümüzdeki 10 yıl boyunca fikirlerini rafine etti ve 1884’de kartlarını yumruklamak ve saymak için ilk bir patent elde etti. Daha sonra Baltimore, Maryland, New York ve New Jersey eyaletleri için sağlık kayıtları düzenledi ve hepsi 1890 ABD Nüfus Sayımı’nı taslak haline getirme sözleşmesini kazanmaya hazırlandı.
ABD nüfus sayımının başarısı, Avrupa hükümetlerini Hollerith’in makinelerine açtı. En önemlisi, 15 Aralık 1896’da imzalanan Rus hükümeti ile yapılan bir sözleşme, 5 Aralık 1896’da Tabletleme Makinesi Şirketi olarak kurulmasına neden olmuş olabilir.
ilk iş makinesi şirketleri
Hesaplamalardaki gelişmeler devam etti: 1880’lerde kısmi sonuçların birikimine katkıda bulunabilir, geçmiş sonuçları saklayabilir ve yazdırabilir. Daha sonra 1892’de William Stewrew Burroughs, iki St. Louis, Missouri’li işadamları ile birlikte 1886’da Amerikan Arithmometre Şirketini başlatarak ek makineler inşa etmeye başladı.
İlk pratik ve ticari açıdan başarılı hesap makinelerinden biri için patent aldı. . Burroughs 1898’de öldü ve şirketleri 1905 yılında Detroit, Michigan’da Burroughs Adding Machine Company olarak yeniden yapılandırıldı.
Şu anda satılan tüm hesap makineleri ve neredeyse tüm bilgi işleme cihazları, bilimsel araştırmalar yerine ticari amaçlarla tasarlandı. Yüzyılın başında, ticari hesaplama cihazları ortak kullanıldı ve banknotlar için seri numaralar üreten diğer özel amaçlı makineler de vardı.
Sonuç olarak, Birleşik Devletler’deki birçok iş makinesi şirketi Hollerith’in Tabulating Machine Company’i de dahil olmak üzere iyi iş çıkardı.
1911’de bu şirketlerin birçoğu Bilişim Tabletleme Kayıt Şirketi veya TO oluşturdu. 1914 yılında Thomas J. Watson, Sr, Satış Müdürü olarak National Cash Register Company’de TO’nun başkanı olmak için ayrıldı ve 10 yıl sonra TO. Adını International Business Machines Corporation’a veya IBM’e değiştirdi.
Yüzyılın ikinci yarısında IBM, dünya bilgisayar endüstrisinin devi haline gelecekti ancak 1930’lu yılların olağanüstü dönemlerinde modern bilgisayarın teorik anlayışında. Muazzam ilerleme kaydedilinceye kadar böyle ticari kazanımlar gerçekleşmedi. 40’lar. (Bu ilerleme, modern bilgisayarın keşfedilmesi bölümünde anlatılmıştır.)
Modern bilgisayarın keşfi
20. yüzyılın başında bir bilgisayar gerçekleştirmek için kullanılan teknoloji iş makinası şirketleri tarafından yönlendirilirken, teorik temeller akademide atıldı. 1930’larda iki önemli bilgisayarla ilgili araştırma suşi Birleşik Devletler’de Cambridge, Massachusetts’deki iki üniversitede takip edildi. Bir gerginlik Diferansiyel Analiz Cihazı üretti, diğeri Harvard Mark IV ile biten bir dizi cihaz.
1930’da Massachusetts Institute of Technology’de Vannevar Bush adlı bir mühendis ilk modern analog bilgisayarı geliştirdi. Diferansiyel Analizcisi, adını verdiği gibi, çözmek için çok sıkıcı olan fizik ve mühendislik uygulamalarında yaygın olan bir problem türü olan diferansiyel denklemlerin belirli sınıflarını çözmek için kullanılabilen bir analog hesap makinesiydi.
Değişkenler şaft hareketi ile temsil edildi ve ekleme ve çarpma, değerleri bir dizi dişliye besleyerek gerçekleştirildi. Entegrasyon, dairesel bir masanın üzerinde değişken yarıçapta dönen bıçaklı bir tekerlek vasıtasıyla gerçekleştirildi. Bireysel mekanik integratörler daha sonra bir dizi diferansiyel denklemi çözmek için birbirine bağlandılar.
Vannevar Bush, Diferansiyel Analiz Cihazı ile, c. 1935.
Diferansiyel Analizcisi son derece yararlı olduğunu kanıtladı ve bunların birçoğu çeşitli üniversitelerde inşa edildi ve kullanıldı. Yine de cihaz bu bir sınıf problemini çözmekle sınırlıydı ve tüm analog cihazlarda olduğu gibi, pratik olarak da olsa yaklaşık çözüm üretti.
Bununla birlikte, analog bilgisayarlar ve analog-dijital hibrid bilgisayarlar için önemli uygulamalar, özellikle uçak uçağı, nükleer güç santrali işlemleri ve kimyasal reaksiyonlar gibi karmaşık dinamik sistemleri simüle etmek için hala varolmaktadır.
Bush, MIT’deki analog bilgisayar üzerinde çalışırken, Harvard Üniversitesi’nden profesör Howard Aiken hesaplama için dijital cihazlarla birlikte çalışıyordu. Okumuş olduğu Babbage’ın Analitik Motoru gibi bir donanımla donanıma geçmeye başlamıştı. 1937’den başlayarak, büyük ölçüde mekanik Mark I’den elektronik Mark IV’e kadar, farklı teknolojilere dayanan, artan bir karmaşıklığa sahip dört hesap makinası serisi için ayrıntılı planlar hazırladı.
Howard Aiken tarafından tasarlanan ve 15 metre uzunluğunda ve yaklaşık 750.000 bileşen içeren bu elektromekanik bilgisayar 2. Dünya Savaşı sırasında balistik hesaplamaları yapmak için kullanıldı.
Aiken, mekanik montaj ve buhar gücünün Babbage tarafından sağlanmasından beri teknolojik ilerlemeleri metodik olarak araştırıyordu. İş makinelerinde elektromanyetik röle devreleri halihazırda kullanılmaya başlandı ve hareketli parçaları olmayan, çok yüksek hızda çalışan ve elektromekanik rölelerden daha fazla güvenilirliğe sahip bir vakum tüpü, ilk deney makinelerinde hızla kullanıldı.
Zamanın iş makinaları, elle veri yolunu belirlemek için plugboard’ları (telefon santralleri gibi) kullandı ve Aiken talimatların belirtimi için bunları kullanmamayı seçti. Bu, makinenin her program için manuel olarak yeniden kablolanması gereken, daha sonra biraz daha tasarlanmış daha meşhur ENIAC’dan daha kolay program yapmasını sağlamıştır.
1939’dan 1944’e kadar Aiken, IBM ile birlikte Harvard Mark I olarak bilinen ilk tamamen işlevsel bilgisayarını geliştirdi. Babbage gibi makine büyüktü: 15 metreden uzun, beş ton ağırlığında ve 750.000 ayrı parçadan oluşuyordu, çoğunlukla mekanikti. Giriş ve çıkış için üç kağıt okuyucu, iki kart okuyucu, bir kart delici ve iki daktilo kullandı. İki sayı eklemek için üç ila altı saniye geçti. Aiken, önümüzdeki birkaç yıl içinde üç tane daha makine geliştirdi (Mark II-IV) ve ilk tam otomatik büyük ölçekli hesap makinesini geliştirdi.
Turing makinesi
Alan Turing, Cambridge Üniversitesi’ndeki bir matematik öğrencisi olan Alman matematikçi David Hilbert’in biçimsel programından esinlenerek herhangi bir matematiksel sorunun potansiyel olarak yalnızca bir algoritma ile çözülebileceğini göstermeye çalıştı; bu tamamen mekanik bir süreçle.
Turing bunun bir hesaplama makinesi anlamına geldiğini ve bütün matematiksel problemleri çözebilecek bir tasarıma yöneldiğini ancak onun “Hesaplanabilir Sayılarda, Entscheidung Sproblemi Uygulamasıyla Halting Problem konusundaki kanıtladığı süreçte “( 1936) böyle bir evrensel matematiksel çözücü bulunamamıştır.
Makinasını tasarlamak için (“Turing makinesi” olarak vesayet olarak tanınırdı), bir bilgisayarın özünün belirsiz bir tanımını bulmak gerekiyordu. Bunu yaparken, Turing, evrensel bir bilgi işlem makinesinin temel kavramlarını, yani en azından teorik olarak, özel amaçlı bilgisayar aygıtının yapabileceği her şeyi yapabilen bir bilgi işlem makinesi makinesiyle ayrıntılı bir şekilde çalıştı. Özellikle, aritmetik işlemlerle sınırlı değildir.
Makinenin dahili durumu sayıları temsil edebilir, ancak mantık değerlerini veya harfleri eşit derecede temsil edebilirler. Aslında, Turing her şeyin simgesel olarak, hatta soyut zihinsel durumları temsil edebileceğine inandı ve o, bilgisayarların potansiyel olarak “düşünebileceği” yapay zeka konumunun ilk savunucularından biriydi.
Turing’in bu noktaya kadar olan çalışmaları tamamen soyut, tamamen teorik bir gösteriydi. Bununla birlikte, başlangıçtan beri, sonuçlarının açıklandığı gibi bir makine inşa etme ihtimalini ima ettiğini açıkladı. Çalışmaları, herhangi bir bilgisayar aygıtının soyut özünü o kadar iyi karakterize etti ki, gerçekte bir bilgisayar aygıtını oluşturmak bir zorluktu.
Turing’in çalışması, birkaç üniversitede bilgisayar makineleri kavramıyla ilgilenen az sayıdaki akademisyen üzerinde derhal bir etki yarattı. İş makinelerinin büyüyen endüstrisi üzerinde hemen etkisi yoktu, hepsi özel amaçlı cihazlardı. Fakat ilgi çeken birkaç kişiye göre, Turing’in çalışmaları dünyanın birçok yerinde tasarlanamayan şeyleri takip etmek için ilham kaynağı oldu: evrensel bir bilgi işlem makinesi.
Atanasoff Berry Bilgisayarı
Genellikle ilk elektronik sayısal bilgisayarların 1943 yılında İngiltere’de kurulan Colossus ve 1945 yılında Amerika Birleşik Devletleri’nde kurulan ENIAC olduğuna inanılıyordu. Ancak, ilk özel amaçlı elektronik ilk bilgisayar aslında John Vincent Atanasoff tarafından icat edilmiş olabilir. , 1937-42 yılları arasında Iowa State College’da (şimdi Iowa Devlet Üniversitesi’nde) fizikçi ve matematikçi. Atanasoff, lisansüstü asistanı Clifford E. Berry ile birlikte, 1939’da, onun için merkezi olan iki düşünceyi test etmek amacıyla başarılı bir küçük prototip oluşturdu.
(Atanasoff, Vannevar Bush’un Diferansiyel Analizcisini tanımlamak için analog ilk bilgisayar terimini icat ettiğini iddia etti).
Tasarım: veriyi ikili biçimde veri saklamak için kondansatörler ve toplama ve çıkarma gerçekleştirmek için elektronik mantık devreleri. Daha sonra Atanasoff-Berry Computer veya ABC olarak bilinen daha geniş, daha genel amaçlı ilk bilgisayar tasarımını ve yapımını başlattılar.
Clifford Berry ve Atanasoff Berry Computer. ABC, c. 1942, muhtemelen ilk elektronik dijital ilk bilgisayar oldu.
ABC’nin çeşitli bileşenleri 1939’dan 1942’ye kadar tasarlanmış ve inşa edilmiş ancak 2. Dünya Savaşı’nın başlamasıyla birlikte kalkınma durdurulmuştur. ABC, kontrol ve aritmetik hesaplamalar, ikili sayı kullanımı, mantık işlemleri (doğrudan sayma yerine), bellek kapasitörleri ve giriş / çıkış birimleri olarak delinmiş kartlar için yaklaşık 300 vakum tüpü içeriyordu.
(Atanasoff’un daveti üzerine başka bir ilk bilgisayar öncüsü John Mauchly evinde kaldı ve çalışmalarını Haziran 1941’de birkaç gün boyunca özgürce gösterildi. Bu ziyaretin sonuçları hakkında daha fazla bilgi için bkz. BTW: Bilgisayar patent savaşları.)
Bilgisayar ağı
1940 ve 1946 yılları arasında George Stibitz ve Bell Laboratuarlarındaki ekibi, telefon teknolojileri ile bir dizi makine inşa ettiler, yani elektromekanik röleler kullandılar. Bunlar birden fazla kullanıcıya hizmet veren ilk makineler ve ilk telefon hattı üzerinden uzaktan çalışmak için kullanılan makinelerdi. Bununla birlikte, elektronik anahtarlardan ziyade yavaş mekanik röle temelli olduklarından, neredeyse kuruldukları anda kullanılmaz hale geldi.
Bu arada, Almanya’daki mühendis Konrad Zuse, makineleri hesaplamayı düşünüyordu. 1937’de bir hesap makinesi üreticisi tarafından, alanın çıkmaza girdiği ve ilk bilgisayar probleminin zaten çözüldüğü tavsiye edildi. Yine de, Zuse’un aklında başka bir şey vardı.
Bir kere, Zuse en baştan ikili olarak çalıştı. 1936’da inşa edilen bütün prototip makinaları, inşaatın basitleştirilmesi için ikili gösterim kullandı. Bu, mantıkla daha net bir şekilde bağlantı kurmanın ek bir avantajına sahipti ve Zuse, mantık işlemlerinin (ör. AND, OR ve NOT) ilk bilgisayar devrelerinin tasarımına nasıl eşlenebileceğinin ayrıntılarını çalıştı. (İngilizce matematikçi George Boole 19. yüzyılın ortalarında mantık ve matematik arasındaki bağlantıyı göstermiş ve şimdi Boole cebri olarak bilinen bir mantık cebiri geliştirmiştir).
Zuse, aynı zamanda kendi öncüllerinden ve çağdaşlarından daha fazla zaman harcıyor; hangi programlanacağı. (Programlamaya katkılar Programlama dilleri bölümünde incelenmiştir.) Savaş öncesi makinelerinin hepsi, bilgisayarlar değil, gerçekten hesap makineleri olmasına rağmen, Aralık 1941’de tamamlanmış (ve 6 Nisan 1945’te Berlin’de bir Müttefik hava saldırısı sırasında ortadan kaldırılmış) Z3’ü ), ilk program kontrollü işlemci oldu.
Zuse’nun tüm eseri göreceli olarak tecrit edildiği için, Birleşik Devletler ve İngiltere’deki bilgisayarlarda çok az şey biliyordu ve savaş başladığında yalıtım tamamlandı.
İkinci Dünya Savaşı’ndaki Gelişmeler bölümü, 1940’lı yıllardaki ilk tam işlevli sayısal bilgisayarların gelişimini inceler.
II. Dünya Savaşı’ndaki Gelişmeler
Savaşın zorunlulukları, ilk bilgisayar araştırmasına hız kazandırdı ve finanse edildi. Örneğin, İngiltere’de hız kesmek koddu. Ultra projesi, Enigma ve Geheimschreiber (“Gizli Yazar”) olarak bilinen Alman elektromekanik cihazların ürettiği şifreleri ve kodları çözmek için gerekli teknolojiyi geliştirmek için çok gizlilik kazandı.
Bir dizi önemli kod kırma makinesi olan Colossus’un Mark I olarak da bilinen ilk serisi, Sir Thomas Flowers tarafından yönetildi ve Aralık 1943’te hükümet araştırma merkezi Kuzey Bletchley Park’daki kod devreye alma operasyonuna başladı Londra’dan. Hesaplamalar için yaklaşık 1.800 vakum borusu kullandı. Gelecekte iki yılda daha büyük ve daha ayrıntılı sürümler üretildi.
Ultra projesi, Bletchley Park çabasıyla ilişkili, yetenekli bir matematikçiye ve kodlarla aşina bir kişiye sahipti. Daha önce evrensel bir bilgi işlem aygıtı kavramını (Turing makinesi bölümünde açıklanmıştır) ifade eden Alan Turing, projeyi, hükümetinin ilk aklında aklındakinden çok daha genel amaçlı bir aygıt yönünde itmiş olabilir. Turing’in savunuculuğu, hükümetten projeye destek verilmesine yardımcı oldu.
Şu anda bilgisayarlarla ilişkili bazı özelliklerden yoksun olmasına rağmen, Colossus ilk elektronik dijital bilgisayar olarak makul bir şekilde tanımlanabilir ve kesinlikle modern bilgisayarın geliştirilmesine önemli bir adım atmıştır. Colossus, belirli şifreleme ile ilgili hesaplamalar yapmak üzere tasarlanmış olsa da, daha genelleştirilmiş amaçlar için kullanılabilir. Tasarımı, hesaplamada elektronik kullanımının öncülüğünü yapmış ve Çiçeklerden, verileri elektronik olarak makinenin içinde depolamasının önemini bir içgüdüsel olarak somutlamıştır. Bletchley’deki operasyon, modern veri merkezini gölgede bıraktı.
Bletchley Park’taki Colossus ilk bilgisayar, Buckinghamshire, İngiltere, c. 1943. Bu kod kırma makinesinin finansmanı Ultra projesinden geldi.
Colossus amaçlanan faaliyetinde başarılıydı: Kod çözmeye yardımcı olan Alman mesajları, Alman savaş emirleri, sarf malzemeleri ve personel hakkında bilgi verdi; aynı zamanda, Müttefikler tarafından yapılan bir aldatmaca kampanyası Operation Fortitude’ın da işe yaradığını doğruladı.
Colossus serisi bilgisayarlar savaştan sonra parçalara ayrıldı ve çoğu bilgi 1990’lara kadar sınıflandırıldı. 1996’da temel Colossus makinesi yeniden inşa edildi ve Bletchley Park’ta açıldı.
Z4
Almanya’da Konrad Zuse, Hava Bakanlığı’ndan fon alıp 1943’te Z4’ün yapımına başladı. Z3’ü (Konrad Zuse bölümünde açıklanan) yaptığı gibi, Z4 de elektromekanik röleleri, kısmen savaş zamanında Almanya’da yaklaşık 2000 adet gerekli vakum tüpünü elde etmede zorluk yüzünden kullandı. Z4, 1945’in başında Berlin’den tahliye edildi ve sonuçta, Bavyera Alpleri’ndeki küçük bir köy olan Hinterstein’da kaldıktan sonra, Zuse, İsviçre’deki Zürih’teki Federal Teknik Enstitüye getirip 1950’de yenilenmesi için kaldı. Donanım geliştirmeye devam etmek için Zuse, yazılım tasarımında birçok gelişme kaydetti.
Zuse’nun rakamlar için kayan noktalı temsil kullanımı – mantis olarak bilinen önemli basamaklar, üs olarak bilinen ondalık noktaya işaret eden işaretçiden ayrı olarak saklanır ve çok sayıdaki sayıların ele alınmasına izin verilir. zamanı. Buna ek olarak, Zuse zengin bir komut seti geliştirdi, sonsuz değerleri doğru bir şekilde ele aldı ve bir “no-op” – yani hiçbir şey yapmayan bir talimat – içeriyordu. Programlamada sadece önemli bir deneyim, görünüşte işe yaramayan bir şeye ihtiyaç olduğunu gösterir.
Z4’ün programı kullanılan film filminde delik açıldı ve veriler için mekanik bellekten ayrıydı (diğer bir deyişle depolanmış bir program yoktu). Makine nispeten güvenilirdi (normalde bütün gece katılımsız kaldı), ancak karar verme yeteneği yoktu. Toplama işlemi 0,5 ila 1,25 saniye, çarpma 3,5 saniye sürdü.
Klasik bilgisayara doğru
Savaş sırasında inşa edilen bilgisayarlar alışılmadık kısıtlamalar altında inşa edildi. İngiliz işi büyük ölçüde kod kırma, atom bombası için mermi yörüngeleri hesaplama ve hesaplama üzerine yoğunlaştı. Bilgisayarlar, özel amaçlı cihazlar olarak inşa edilmiş olsalar da, daha spesifik hesaplamalara göre daha genel amaçlı bilgisayar kullanma becerilerini somutlaştırdılar. Bu makinelerde bulunan vakum tüpleri tamamen güvenilir değildi, ancak hareketli parçaları olmadığı için değiştirdikleri elektromekanik anahtarlardan daha güvenilirdi ve çok daha hızlıydı. Güvenilirlik bir konuydu, çünkü Colossus yaklaşık 1.500 tüp ve ENIAC’ı 18.000 civarında kullandı.
Fakat ENIAC, elektronik olarak gerçekleşmesi nedeniyle Harvard Mark I’den 1000 kat daha hızlıydı. Böyle bir hız, makinenin insan yeteneğinin ötesinde hesaplamaları yapabileceği anlamına geliyordu. Tüpler, Aiken’in elektromekanik gerçekleştirilmesi veya Babbage’in buhar-mekanik modeli üzerinde büyük bir gelişme olmasına rağmen. Makinelerin temel mimarisi (diğer bir deyişle gerçekleştirebildikleri işlevler) Babbage’ın Fark Motoru’ndan daha ileri bir seviyede değildi ve Analitik Motor.
Aslında, ENIAC’ın orijinal adı Electronic Difference Analyzer’dı ve Babbage’in Fark Motoru gibi çok şey gerçekleştirmek için yapıldı.
Savaşın ardından çabalar, genel amaçlı bir bilgi işlem aygıtı fikrini yerine getirmeye odaklandı. 1945 yılında ENIAC bitmeden önce, ENIAC’ın ardılı olan Elektronik Ayrık Değişkenli Otomatik Bilgisayar veya EDVAC için Moore Okulunda planlama başladı. (EDVAC için planlama aynı zamanda devam eden bir patent mücadelesinin basamaklarını da belirledi: BTW: Bilgisayar patent savaşları).
ENIAC, daha önceki tüm elektronik bilgisayarlar gibi, her bir biti saklamak için bir vakum tüpü kullanmaya ihtiyaç duyulduğunda engellendi veya ikili sayı . Bir bilgisayardaki kullanılabilir vakum tüplerinin sayısı, depolama kapasitesinde pratik bir sınır getirdi; belirli bir noktanın ötesinde vakum tüpleri, değiştirilebilecekleri kadar hızlı yanmaya zorlandı. EDVAC için, Eckert’in yeni bir depolama fikri vardı.
1880’de Fransız fizikçi Pierre ve Jacques Curie, bir kuvars kristaline bir elektrik akımı uygulamak karakteristik bir titreşim üretir ve bunun tersini keşfetti. 1930’lu yıllarda Bell Laboratuvarları’nda William Shockley, daha sonra transistörün ortaklaşa üreticisi olan bir cihaz gösterdi; bu da, bilgi aktarımında öngörülebilir bir gecikme yaratmak için su ve etilen glikol içeren bir gecikme hattı denilen bir tüp gösteriyordu. Eckert, 1943’te radar araştırması ile birlikte böyle bir gecikme çizgisi (cıva kullanarak) inşa etmiş ve deney yapmıştı ve 1944’de bazen cıva geciktirme hattının her ucuna bir kuvars kristali yerleştirmek için yeni bir fikri ortaya koydu ve oluşan deseni değiştirin.
Gerçekte, yeni bir depolama aygıtı icat etti. ENIAC’in her bit için bir tüp gerektirmesine karşın, EDVAC 1000 bit depolamak için bir geciktirme hattı ve 10 vakum tüpü kullanabilir. Civa geciktirme hattı, vakum tüpleri ihtiyacını ortadan kaldıracak olan manyetik çekirdek belleği ve transistörün icadından önce, bilgisayarın depolanması ve güvenilirliğinin arttırılmasına aracı olmuştur.
Von Neumann’ın İlk Tartışması
Ancak, modern veya klasik bir bilgisayarın tasarımı, Arthur Burks, Herman Goldstine ve John von Neumann tarafından “Elektronik Hesaplama Aracının Mantıksal Tasarımının Ön Tartışması” başlıklı 1946 tarihli bir makalenin yayınlanmasına kadar tamamen kristalleşmedi. Kağıt aslında “havada” olan fikirlerin bir sentezi olmasına rağmen, sıklıkla bilgisayar bilimlerinin doğum belgesi olarak gösterilir.
Makalede belirtilen ilkeler arasında veri ve talimatların tek bir mağazada tutulması ve talimatların diğer talimatlarla değiştirilebilecek şekilde kodlanması gerektiği belirtildi. Bu son derece eleştirel bir karartı, çünkü bir programın başka bir program tarafından veri olarak ele alınabileceği anlamına geliyordu.
Zuse bu ihtimali çok tehlikeli olarak düşündü ve reddetti. Fakat von Neumann’ın grubu tarafından dahil edilmesi olası üst düzey programlama dillerini ve gelecek 50 yıllık yazılımdaki gelişmelerin çoğunu mümkün kıldı. Daha sonra, depolanan programlara sahip bilgisayarlar von Neumann makineleri olarak bilinirdi.
Saklanan program fikrinin çözdüğü bir sorun, talimatlara hızlı erişim ihtiyacı idi. Colossus ve ENIAC, daha yavaş mekanik kart okuyucular yerine, talimatların elektronik ortamda okunmasını sağlayan avantajlı olan plugboard’ları kullanıyordu, ancak bu birinci nesil makinelerin programlanmasını zorlaştırmanın bir dezavantajı da vardı.
Ancak, talimatlar, verileri tutan aynı elektronik belleğe depolanabiliyorsa, ihtiyaç duyulduğunda çabucak erişilebilirler. Hemen açık bir sonuç EDVAC’nin ENIAC’dan çok daha fazla belleğe ihtiyaç duyması idi.
İlk kaydedilmiş program makineleri
Hükümetin gizliliği, savaş zamanındaki bilgisayar gelişmelerini geliştirme yönündeki İngiliz çabalarını engellemesine karşın, İngiltere’deki mühendisler yine de Amerikalıları ilk depolanmış programlı dijital bilgisayarı kurmak için yeniyorlardı. Manchester Üniversitesi’nden Frederic C. Williams ve Tom Kilburn, 1948’de Bebek olarak bilinen basit bir saklanan program bilgisayar kurdular. Bu buluşu etkinleştiren katot-ray tüpüne bilgi depolamanın bir yolunu keşfetmek için inşa edildi.
Saklanan bilgiye doğrudan erişim (cıva geciktirme hattının ardışık erişimi aksine). Eckert’in depolama yönteminden daha hızlı olmasına rağmen, biraz güvenilmez olduğunu kanıtladı. Yine de, cıva geciktirme çizgileri için henüz taahhüt edilmemiş olan, dünyanın her yerindeki ilk bilgisayar’ların çoğu için tercih edilen depolama yöntemi haline geldi.
Saklanan ilk dijital bilgisayar olan Manchester Mark I, c. 1949.
1949 yılına kadar Williams ve Kilburn, Bebeği tam boyutlu bir bilgisayara, Manchester Mark I’e uzatmışlardı. Bu bilgisayar standartları haline gelecek iki önemli yeni özelliğe sahipti: iki seviyeli bir mağaza ve talimat değişiklik kayıtları (yakında dizin kayıtlarına dönüştü ).
Rasgele erişimli bir ikincil depolama cihazı sağlamak için bir manyetik tambur eklendi. Makinelere dizin yazmaçları takılıncaya kadar, programın çalışmasıyla değişen bir adrese (örneğin bir dizi öğesi) yöneltilen her komut, adresini geçerli gerekli değere değiştirmek için talimatlar öne sürülmelidir. Bebek ilk çalışmasından dört ay sonra, İngiliz hükümeti, Ferranti elektronik firmasını, Mark I markasını temel alan bir üretim bilgisayarı kurması için söz verdi. Bu, dokuzun satıldığı ilk ticari bilgisayar olan Ferranti Mark oldu.
Ferranti Mark I bilgisayarının konsolunun yanında duran Tom Kilburn, c. 1950.
Manchester’daki Kilburn, Williams ve meslektaşları aynı zamanda bir bilgisayarın talimatları yürüdüklerinde devrim yaratacak bir gelişme ile geldi: programın çalışması sırasında bir talimatın adres kısmının değiştirilmesini mümkün kıldılar. Bundan önce, bir talimat, belirli bir işlemin (ekleme diyelim) bir veya daha fazla belirli konumdaki verilere uygulanacağını belirtti. Yenilikleri, talimatın yürütülmesinin bir parçası olarak yerin değiştirilmesine izin verdi. Bu, bir dizideki öğeleri ardışık olarak sıralamanızı kolaylaştırdı.
Bu arada Cambridge Üniversitesi’nde Maurice Wilkes ve diğerleri, kullanıcılar için resmi bir bilgi işlem hizmeti sunmak için ilk tam boyutlu, tam elektronik, kayıtlı programlı bir bilgisayar olarak bilinenleri inşa etti. Elektronik Gecikme Depolama Otomatik Hesap Makinesi (EDSAC), von Neumann tarafından sentezlenen ilkeler üzerine kuruldu ve Manchester Mark I gibi 1949’da faaliyete geçti. Wilkes, makineyi temel olarak programlama konularını incelemek üzere inşa etti ve bu da önemli olduğunu fark etti donanım detayları olarak.
1947’de tasarımcı Maurice Wilkes’le birlikte EDSAC bilgisayarı (fotoğrafın merkezinde diz çöken).
Kasırga
Yeni donanım icat edilmeye devam etti. Amerika Birleşik Devletleri’nde, Massachusetts Institute of Technology’nin (MIT) Jay Forrester ve Radio Corporation of America’nın Jan Aleksander Rajchman, manyetik çekirdeklere dayalı yeni bir bellek türüne imza attılar. Bu, MIT’in ilk gerçek Gerçek zamanlı bilgisayar, temel talimatlara anında cevap verebilen, böylece bir operatörün bir “çalışan” bilgisayarla etkileşime girmesine izin veren bir bilgisayardır.
UNIVAC
Moore Okulu’ndan ayrıldıktan sonra, Eckert ve Mauchly en son tasarımlarını yapmak için sermaye elde etmek için mücadele etti; Universal Automatic Computer ya da UNIVAC adlı bir bilgisayar. (Bu arada, 1949’da tamamlandığında ilk Amerikan depolanmış program bilgisayarı olan Binary Automatic Computer veya BINAC’ı inşa etmek için Northrop Corporation ile sözleştiler).
Ortaklar ilk UNIVAC’i Amerika Birleşik Devletleri Bürosu’na teslim etti. 1950’de şirketleri, patentleri ve yetenekleri Remington Rand, Inc. Tarafından edinilmiş olsa da, Mart 1951’de Sayım Yaptı. UNIAC, ENIAC ile yaşamak için bir şey borçlu olmasına rağmen, başlangıçta depolanmış ilk bilgisayar olarak inşa edildi, Bu nedenle mimari açıdan gerçekten farklıydı. Diğer tüm girdi ve çıktılar için giriş ve manyetik bant için bir operatör klavyesi ve konsol daktilo kullandı. Baskılı çıktı kasete kaydedildi ve daha sonra ayrı bir bant yazıcısı ile bastırıldı.
UNIVAC I, günümüzün delinmiş kart muhasebe makinelerini değiştirmeyi amaçlayan ticari veri işlemci bir bilgisayar olarak tasarlandı. Henüz inşa edilmiş olan en hızlı iş makinesini üreten, saniyede 7200 ondalık basamak okuyabilir (ikili sayıları kullanmazdı).
Eckert’in cıva geciktirme hatlarını kullanması, gerekli olan vakum tüplerinin sayısını (5.000’e) önemli ölçüde azalttı ve böylece ana işlemcinin 14.5 x 7.5 x 9 feet (yaklaşık 4.4 ile 2.3 x 2.7 metre) alana erişmesini sağladı. Akademik hesaplamalı araştırmanın 19’uncu yüzyılın sonu ve 20’nci yüzyılın başlarındaki ofis otomasyon eğilimi ile yakınsamasını işaret eden gerçek bir iş makinasıydı. Bu nedenle, büyük iri yığın üretilen bilgi işlem ekipmanı olan “Büyük Demir” dönemine girdi.
Büyük Demir Çağı
1950’lerin başında ilk bilgisayar gelişiminin bir anı, daha sonra bilimsel araştırma için talep edilen birkaç bilgisayarı üretmek için rekabette, teknolojik rekabette ve giderek ciddi ticari rekabette – birkaç şirket ve laboratuvar göstermek zorunda kalacaktı. 1945 yılında 2. Dünya Savaşı’nın bitiminden hemen sonra Birleşik Devletler ve İngiltere başta olmak üzere çeşitli ilk bilgisayar geliştirme projeleri başlatıldı.
Bu projeler Princeton Üniversitesi İleri Araştırmalar Enstitüsü matematikçi John von Neumann başkanlığında çalışan bir grup tarafından üretilen 1946 tarihli bir belge olan “Elektronik Dijital Hesaplama Enstrümanının Mantıksal Tasarımının Ön Tartışması” ndan esinlenmiştir. Von Neumann’ın belgesi haline gelen IAS kağıdı, ilk bilgisayar tarihinin en büyük yeniliği olarak adlandırılan bir kavram olan saklanan program kavramını ifade etmiştir. (Von Neumann ilkeleri, Klasik bilgisayara doğru bölümde daha önce açıklanmıştır).
Kağıdın dağıtımından sonraki yıllarda inşa edilen bilgisayarların çoğu planlarına göre tasarlanmıştı, ancak 1950’de hala sadece bir avuç dolusu kayıtlı program bilgisayar vardı.
Nispeten ucuz, kompakt ve kullanımı kolay IBM 650, iş uygulamaları için en yaygın kullanılan ilk bilgisayar haline gelmiştir.
Makinelerin bu kadar kullanımı zor olduğundan, iş kullanımı şu an marjinal. Remington Rand, Burroughs Adding Machine Company ve IBM gibi ilk bilgisayar üreticileri IAS teknik özellikleri için makineler inşa etmeye başlamış olsa da, 1954 yılına kadar iş dünyası bilgisayarları için gerçek bir pazar ortaya çıkmaya başlamıştı. 1954 yılı sonunda kolejler ve işletmeler için teslim edilen IBM 650, IAS tasarımının ondalık bir uygulamasıydı. Her biri yaklaşık 200.000 $ karşılığında satılan bu düşük maliyetli manyetik davul bilgisayarı (bilimsel model için yaklaşık 1.000.000 $, IBM 701 ile karşılaştırıldığında).
IBM yaklaşık 1.800’ü satarak bir isabet gördü. Buna ek olarak IBM, IBM 650 ile akademik bir indirim programı (yüzde 60’a varan oranlarda fiyat indirimi ile) etrafında ilk bilgisayar bilimi dersleri veren üniversiteleri sunarak, makinaları için bir mühendis ve programcı kadrosu kurdu. (Apple, daha sonra, ilk bilgisayar pazarının büyük bir bölümünü yakalamak için Amerikan okullarında benzer bir indirim stratejisi kullandı.)
Çağın bir anıtı da ilk bilgisayar sosyolojisi olarak adlandırılabilecek şeyleri göstermek zorundadır. Bilgisayarların gerçek kullanımı, eğitimli uzmanlardan oluşan küçük bir grupla sınırlıydı ve makinelerin kullanımını kolaylaştırmak suretiyle bu grubun genişletilmesi fikrine direniş vardı. Makine zamanı pahalıydı, makineleri kullanmaları gereken matematikçiler ve bilim adamları zamanından daha pahalıydı ve bilgisayarlar aynı anda yalnızca bir sorunu işleyebiliyordu. Sonuç olarak, makineler anlamda bilim adamlarından çok daha fazla saygı görüyordu.
Bir görev bir kişi tarafından yapılabiliyorsa, makinenin zamanının onunla boşa harcamamış olduğu düşünülmüştür. Kamunun ilk bilgisayar algılaması da olumlu değildi. Zamanın hareketli görüntüleri rehber olarak kullanılabilirse popüler görüntü, gizemli ve biraz korkutucu beyaz kaplamalı teknisyenlerin katıldığı, odağı dolduran bir beyndi – otomasyon yoluyla işleri ortadan kaldırmak üzere.
Ancak, 1950’lerin başındaki makineler, Charles Babbage’in 1830’ların Analitik Motoru’ndan daha yetenekli değildi (çok daha hızlıydı). İlke olarak bunlar genel amaçlı bilgisayarlar olmasına rağmen, hala zor matematik problemleri yaşamakla sınırlıydı. Mantıksal işlemleri gerçekleştirmek için genellikle imkanları yoktu ve çok az metin işleme kabiliyeti vardı – örneğin küçük harfler, makinelerde bunları basabilecek kapasitede cihazlar olsaydı bile temsil edilebilir değildi.
Bu makineler sadece uzmanlar tarafından çalıştırılabilir ve hesaplama için bir problem hazırlarken (bugün programlama denir) uzun zaman aldı. Bir makineyi tek seferde yalnızca bir kişi kullanabilmek için büyük darboğazlar yaratılmıştır. Bir siklotron veya uzay mekiği bekleyen deneyler gibi sıraya dizilmiş problemler. Makinenin değerli zamanının birçoğu, birer birer protokol nedeniyle boşa çıktı.
Sonuç olarak, makineler pahalıydı ve pazar hala küçüktü. Daha geniş bir iş pazarında veya daha geniş bir bilimsel piyasada faydalı olması için, bilgisayarların, kelime işlemcileri, veritabanı programları ve benzeri uygulama programlarına ihtiyacı olacaktır. Bu uygulamalar da bunları yazmak için gereken programlama dillerini ve onları yönetmek için işletim sistemlerini gerektirir.
İlk Programlama dilleri
İlk bilgisayar dilinin geliştirilmesi
Makine dili
Saklanan program modelinin bir örneği, programların diğer programları veri olarak okuyup çalıştırabilmesiydi; Yani kendi kendini değiştirme yeteneğine sahip olacaklardır. Konrad Zuse, bu olasılığı kötüye kullanma olasılığı nedeniyle “Şeytan ile sözleşme yapmak” olarak görmüş ve bunu makinelerinde uygulamamayı seçmişti. Ancak gerçek bir genel amaçlı makineye ulaşmak için kendini değiştirme şarttır.
Kendini değiştirmenin ilk istihdamlarından biri ilk bilgisayar dili tercümesi içindir. Burada “dil” işte makineyi çalıştıran yönergelere atıfta bulunmaktadır. En eski makineler anahtarları çevirerek çalıştıysa da, depolanan program makineleri depolanmış kodlanmış yönergeler tarafından yönlendirildi ve bu talimatları kodlayan kurallara makinenin dili deniyordu.
İlk bilgisayar’lar için program yazma, makinenin dilini kullanma anlamına geliyordu. Belirli bir makinenin dilinin biçimi fiziksel ve mantıksal yapısıyla belirlenir. Örneğin, makine hesaplamaların ara sonuçlarını saklamak için kayıtları kullanıyorsa, bu kayıtlar arasında veri taşımak için talimatların olması gerekir.
Makine dili sözcük dağarcığı ve sözdizimi kuralları, problemlerin normal olarak formüle edildiği doğal veya matematiksel dilden oldukça ayrıntılı ve çok uzak olma eğilimindedir. Sorunların makine dili haline getirilmesinin otomatikleştirilmesinin istenmesi, makineleri kullanabilmek için ilk bilgisayar uzmanı ve programcının kendisi haline gelmesi ya da sorunlarını tam olarak anlayamayacak uzmanlara ve programcılara güvenmesi gereken kullanıcılar tarafından hemen görülebiliyordu çeviri.
Bu nedenle, bilgisayarların daha geniş bir kullanıcı sınıfına yararlı olabilmesi için salt matematiğin veya bazı diğer “üst düzey dilden” makine diline otomatik çeviri gerekli olmuştur. 1830’ların başlarında, Charles Babbage ve Lady Lovelace, bu çevirinin makineyle yapılabileceğini kabul ettiler (ilk bölümdeki programcı Lady Lovelace’nin önceki bölümüne bakınız), ancak bu fikri takip etmeye çalışmadıklarında ve sadece programlarını yazdıklarında makine dilde.
1930’lu yıllarda çalışan Howard Aiken, üst düzey bir dilden makine diline otomatik çeviri erdemini de gördü. Aiken, bu göreve adanmış, üst düzey programları kabul eden ve bilgisayarın işleyeceği gerçek makine dili talimatlarını üreten bir kodlama makinesi önerdi.
Ancak ayrı bir makine aslında gerekli değildi. IAS modeli, depolanmış program bilgisayarının kendi kodlama makinesi görevi görebileceğini garantiler. Makine dili ile yazılmış ve bilgisayarda çalışan çevirmen programı, hedef programdan veri olarak beslenir ve makine dili talimatları çıktılar. Bu plan tamamen mümkün, ancak makinelerin maliyeti öylesine büyüktü ki, insanların yapabileceği herhangi bir şey (program çevirisi de dahil olmak üzere) için maliyet etkinliği düşük görüldü.
Aslında iki güç, üst düzey ilk bilgisayar dillerinin ilk gelişmesine karşı savundu. Bir tanesi, ilk bilgisayar operatörlerinin “rahiplik” dışındaki herkesin doğrudan bilgisayar kullanabileceği ya da kullanacağı konusunda şüpheciydi. Sonuç olarak, ilk bilgisayar üreticileri, onları zaten kullanmayacak olan insanlar için daha erişilebilir hale getirmek zorunda kaldıklarını görmedi. İkinci bir neden verimliliktir. Herhangi bir çeviri işlemi mutlaka bir sorunun çözümü için gereken hesaplama süresine katkıda bulunur ve matematikçiler ve operatörler bilgisayarlardan saat başına çok daha ucuzdu.
Programcılar, ilk bilgisayar yönergeleri için, programlarını makine dili haline getirmek için otomatik çeviriciler olmaksızın, uzmanlaşmış üst düzey diller veya HLL’ler hazırladılar. Onlar sadece elle çeviri yaptılar. Bunu yaptıklarından, matematik ve makinenin son derece ayrıntılı dili arasında bir ara programlama dili dökümlemenin, programın mantıksal yapısını anlamayı, programdaki herhangi bir kusuru düzeltmeyi veya hata düzeltmeyi kolaylaştırma avantajı vardı.
Bu nedenle, ilk HLL’ler, bir makine için kod yazmayı kolaylaştıran ara formda sorunları yeniden belirlemek için kalem ve kağıt kalem yöntemleri idi. Eşi Adele Goldstine ve John von Neumann’ın katkılarıyla Herman Goldstine, bu sürecin grafiksel bir tasvirini yarattı: akış diyagramları. Diyagramlar yalnızca bir gösterge niteliğinde cihaz olmasına rağmen, yaygın olarak dolaşıma girmiş ve bugün akış çizelgeleri olarak bilinen şeylere dönüşerek büyük etkisi olmuştur.
İlk İşletim sistemleri
Kontrol programları
İlk bilgisayar’ların gerçekten yararlı ve verimli olmasını sağlamak için, yazılımdaki iki önemli yenilik gerekliydi. Birincisi, üst düzey programlama dilleri idi (önceki bölümdeki FORTRAN, COBOL ve ALGOL’da açıklandığı gibi). Diğeri kontrol idi. Günümüzde bir bilgisayarın sistem genelindeki kontrol fonksiyonları genellikle işletim sistemi veya OS terimi altında toplanmaktadır. Bir OS, bir programdan diğerine geçişleri düzenlemek ve disk depolama ve çevresel aygıtlara erişimi yönetmek gibi bir bilgisayarın perde arkası faaliyetlerini yönetir.
Bazı tür denetçi programlarına olan ihtiyaç hızla kabul edildi, ancak böyle bir programın tasarım gereksinimleri yıldırıcıydı. Yönetici programı, bir şekilde bir uygulama programı ile paralel olarak çalıştırılmalı, eylemlerini bir şekilde izlemeli ve gerektiğinde denetimi ele geçirmeliydi. Dahası, ilkel bir denetçi programının temel ve zor özelliği kesme tesisi idi. Gerekli olduğunda çalışan bir programı durdurmak zorundaydı, ancak programın ve tüm kayıtların durumunu kaydetmeliyiz, böylece kesinti sona erdikten sonra program neredeyse kaldığı yerden yeniden başlatılabilirdi.
Gerçek bir kesme sistemine sahip ilk bilgisayar UNIVAC 1103A idi ve tek bir kesme işlemi sabit bir durumla tetiklenmiştir. 1959’da Lincoln Labs TX2, yazılım kontrolünde çeşitli kesme koşullarını ayarlamayı mümkün kılan kesme kabiliyetini genelleştirdi. Bununla birlikte, iş bilgisayarları için bir pazar oluşturup hakim bir şirket, IBM olacaktır. IBM, önceliğini temel olarak bir buluşla kurmuştur: IBM 360 işletim sistemi.
IBM 360
IBM, yüzyılın başından beri iş makineleri satıyor ve Howard Aiken’in ilk bilgisayar mimari özelliklerine uyduruyordu. Fakat şirket, 1950’lerin başında depolanan program dijital ilk bilgisayar mimarisini uygulamakta yavaştı. IAS planının (UNIVAC gibi) ondalıklı bir uygulaması olan IBM 650’yi ve 1.000’den fazla üniteyi satan ilk bilgisayar olan IBM 650’yi geliştirdi.
1947’de transistörün icadı, IBM’in 1950’lerin sonlarında elektromekanik veya vakum tüpünden transistor teknolojisine yeniden makine yapmasını sağladı (ancak UNIVAC Model 80, 1958’de teslim edildi, ilk transistor bilgisayarıydı). Bu transistörlü makineler genelde ikinci nesil bilgisayarlar olarak adlandırılır.
İki IBM buluşu, manyetik disk ve yüksek hızlı zincir yazıcı, pazarın genişlemesine ve bir modelin 12.000 bilgisayarının eşsiz görülmemiş satışına yol açtı: IBM 1401. Zincir yazıcısı bir çok manyetik çekirdek belleğe ihtiyaç duyuyordu ve IBM mühendisleri, bu katı hal teknolojisini kullanan ilk bilgisayarlardan biri olan 1401’e yazıcı desteğini, çekirdek bellek ve disk desteğini paketledi.
IBM, şirket içinde bağımsız mühendis grupları tarafından geliştirilen ilk bilgisayar satırı yaptı: Bilimsel teknik hat, ticari veri işleme hattı, muhasebe hattı, ondalık makine hattı ve bir dizi süper bilgisayar. Her satırın donanıma bağlı olarak ayrı bir işletim sistemi vardı ve her birinin ilgili uygulama yazılımının ayrı bir geliştirme ve bakıma ihtiyacı vardı.
1960’lı yılların başında IBM, tüm bu farklı çizgilerden en iyisini alacak, bazı yeni teknoloji ve yeni fikirler katacak ve şirketin tüm bilgisayarlarını tek bir hatta 360’la değiştiren bir makine tasarlamaya başladı. Tahmini geliştirme maliyeti 5 milyar dolara çıktı IBM, kelimenin tam anlamıyla şirketin geleceğini bu test edilmemiş yeni mimariyle bahse geçirdi.
360 aslında tek bir makine değil, bir mimari idi. Tasarımcılar G.M. Amdahl, F.P. Brooks ve G.A. Blaauw 360 mimarisini uygulama ayrıntılarıyla açıkça ayırdı. 360 mimarinin geniş makine yelpazesi ve çok nesil makineleri kapsaması amaçlandı. İlk 360 modeli, hibrid transistör entegre devre makineleri idi. Entegre devre bilgisayarlara yaygın olarak üçüncü nesil bilgisayarlar denir.
Mimarinin anahtarı işletim sistemi idi. OS / 360, 360 mimarisi üzerine kurulan tüm makinelerde -geçişki olarak altı farklı makine performans karakteristiğine sahip makinelerde ve daha sonra daha çok sayıda makinada çalışıyordu. Korunumlu bir denetleme sistemi vardı (1401’in aksine, uygulama programları tarafından engellenebilirdi) ve bazı işlemleri yalnızca denetçi programı tarafından gerçekleştirilebilmesi için ayrıcalıklı olarak sakladı.
İlk IBM 360 bilgisayarları 1965 yılında teslim edildi. 360 mimarisi, donanımın ve yazılımın göreli önemi konusunda kıta bölünmesini temsil etti. 360’ın ardından bilgisayarlar işletim sistemleriyle tanımlandı.
Öte yandan pazar, IBM tarafından tanımlandı. 1950’lerin sonunda ve 1960’lı yıllarda, en yakın rakipleri Sperry Rand (UNIVAC), Control Data Corporation’ın (“IBM ve Yedi Cüceler”) ilk bilgisayar ekonomisine göre daha az pazar payına atıfta bulunmak ortak oldu. Honeywell, Burroughs, General Electric (GE), RCA ve National Cash Register Co.’dan satın aldı.
Bu süre zarfında IBM, ilk bilgisayar satışlarının yüzde 60-70’ine sahip oldu. 360, devin egemenliğini azaltacak hiçbir şey yapmadı. Pazar biraz açıldığında, cücelerin çabaları ya da lehine değildi. Ancak, “IBM ve Yedi Cüceler” (yakında “IBM ve Bunch of Five” e, “BUNCH, Burroughs, UNIVAC, NCR, CDC ve Honeywell’in kısaltması olan) kısaltılırken Big Iron’ı kurmaya devam ettiler; bilgisayarlara nasıl erişildiğine yer verin.
Zaman paylaşımı ve mini bilgisayarlar
Proje MAC’inden UNIX’e zaman paylaşımı
1959’da Birleşik Krallık’taki Christopher Strachey ve Birleşik Devletler’deki John McCarthy, zaman paylaşımı olarak adlandırdıkları bir şeyi bağımsız olarak açıkladı. Bu arada, bilgisayarın öncüsü J.C.R. Massachusetts Teknoloji Enstitüsündeki (MIT) Yalancı İş Makinası, toplu işleme alternatifi olarak etkileşimli bilgi işleme fikrini geliştirmeye başladı.
Toplu işleme, o sırada ilk bilgisayar’ın normal çalışmasıydı: kullanıcı bir makineye besleyen bir operatöre delikli kartların bir güvencesi verdi ve bir saat veya daha uzun bir süre basılan çıktı alımı için hazır hale getirildi. Licklider’ın etkileşimli programlama kavramı, bir teletype veya başka bir klavyeye yazmayı ve teletype’in yazıcı mekanizması veya başka bir çıkış aygıtı üzerinden bilgisayardan az çok geribildirim almayı gerektiriyordu. 1950’de Whirlwind bilgisayarın MIT’de nasıl işlediği ve aslında Strachey ve McCarthy’nin on yılın sonunda aklındaki şey bu idi.
Kasım 1961’e kadar bir prototip zaman paylaşımı sistemi üretilmiş ve test edilmiştir. MIT’de Fernando Corbato ve Robert Jano tarafından inşa edildi ve üç öğrenci IBM Flexowriters’a yazarak bir IBM 709 bilgisayara bağlandı. Bu, Corbato’nun üzerinde çalıştığı, Uyumlu Zaman Paylaşım Sistemi veya CTSS olarak adlandırılan daha karmaşık bir zaman paylaşım sistemi için yalnızca bir prototipe dönüştü.
Yine de Corbato, bu sistemi inşa etmek için uygun teknolojiyi bekliyordu. Elektromekanik ve vakum tüp teknolojilerinin, zaman paylaşımının makinede yer alacağı hesaplama talepleri için yeterli olmayacağı açıktı. Hızlı, transistör tabanlı bilgisayarlara ihtiyaç vardı.
Bu arada Licklider, 1957’de Sovyetler Birliği tarafından Sputnik uydusunun başlatılmasına yanıt olarak kurulan, Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansı (ARPA) olarak adlandırılan bir ABD hükümet programından sorumlu tutuldu. ARPA ilginç teknolojik alanları araştırdı ve Licklider’ın liderliği, zaman paylaşımı ve etkileşimli bilgi işlem üzerine odaklandı. ARPA desteğiyle CTSS, 1963’te çevrimiçi hale gelen Project MAC’e dönüştü.
Proje MAC sadece başlangıçtı. Diğer benzer zaman paylaşımı projeleri çeşitli araştırma kurumlarında hızla izlendi ve interaktif veya zaman paylaşımı olarak adlandırılan bazı ticari ürünler çıktı. (ARPA’nın başka bir zaman paylaşım ağı yaratma rolü, ARPANET, İnternetin temelini oluşturdu ve sonraki bölüm olan İnternet’te ele alındı.)
Zaman paylaşımı farklı bir etkileşim modelini temsil etti ve onu desteklemek için yeni bir programlama dili gerekti. Araştırmacılar, 1964 yılında New Hampshire, Hanover’deki Dartmouth College’da John Kemeny ve Thomas Kurtz tarafından icat edilen BASIC (Beignner’s All-Purpose Symbolic Instruction Code) gibi çeşitli diller yarattılar. BASIC, zaman paylaşımı için ideal kılan özelliklere sahipti ve hedef kitleyi tarafından kullanılacak kadar kolay oldu: üniversite öğrencileri. Kemeny ve Kurtz, daha geniş bir kullanıcı grubuna bilgisayarlar açmak istediler ve bu amaçla Kasten BASIC’i tasarladılar. Başardılar.
Zaman paylaşımı, aynı zamanda yeni tür bir işletim sistemi çağrısı yapıyordu. AT & T (American Telephone and Telegraph Company) ve GE araştırmacıları, ARPA’dan Project MAC ile kaynak tahsili ile ilgili sorunu ve yeni bir zaman paylaşım odaklı işletim sistemi ile ilk bilgisayar zaman paylaşımı uygulamak için iddialı bir planı ele aldı.
Projenin başarıyla tamamlanmasının ardından AT & T bırakıldı, ancak GE ileri gitti ve sonuç, GE 645 bilgisayarında çalışan Multics işletim sistemiydi. GE 645, 1965 yılında zaman paylaşımlı bilgisayarı örneklendirdi ve Multics, günde 24 saat, haftada yedi güne kadar oluşturulacak olan zaman paylaşımı işletim sisteminin bir modeli idi.
AT & T, projeden ayrıldığında ve GE makinelerini laboratuvarlarından çıkardığında, AT & T’nin yüksek teknoloji araştırma kolu Bell Laboratuvarlarındaki araştırmacılar üzülmüştü. Multics’in zaman paylaşımı yeteneklerine işlerine ihtiyaç duyduklarını hissettiler ve bu yüzden iki Bell Labs çalışanı Ken Thompson ve Dennis Ritchie kendi işletim sistemini yazdılar. İşletim sistemi Multics’den esinlendiğinden beri başlangıçta biraz daha basit olacaktı, buna UNIX deniyorlardı.
UNIX, diğer yeniliklerin yanı sıra, boru kavramını somutlaştırdı. Borular bir kullanıcının bir programın sonuçlarını girdi olarak kullanılmak üzere başka bir programa geçirmesini sağladı. Bu, küçük, hedeflenmiş, tek işlevli programların daha karmaşık bir hedefe ulaşması için bir araya getirildiği bir programlama stiline yol açtı. UNIX’in belki de en etkili yanı Bell Labs’ın kaynak kodunu (işletim sistemini oluşturan kodun derlenmemiş, insan tarafından okunabilir biçimi) üniversitelere ve üniversitelere serbestçe dağıtmasıydı; ancak bunu destekleyecek hiçbir teklifte bulunmadı. Dağıtılan kaynak kodu, UNIX’in hızlı ve biraz farklı olmasına yol açtı. İlk destek, ücretsiz olarak erişilebilir olması nedeniyle cazip geliyordu; sağlam çok görevli ve iyi geliştirilmiş ağ güvenliği özellikleri, onu akademik kurumlar ve Dünya Çapında Ağ sunucuları için en yaygın işletim sistemi haline getirmeye devam etti.
Mini bilgisayarlar
1965 yılına gelindiğinde, zaman paylaşımının gelişmesiyle kabaca aynı, yeni bir tür ilk bilgisayar geldi. Küçük ve nispeten ucuz (tipik olarak Big Iron makinelerinin maliyetinin onda biri), yeni makineler depolanmıştır – bilgisayarların genel kullanımı ile birlikte program bilgisayarları, daha sonra kullanımdan kaldırılmıştır. Yeni makinelere minicomputers deniyordu. (Yaklaşık olarak, daha büyük geleneksel bilgisayarlar ana-çerçeve olarak adlandırılmaya başlandı).
Bilgisayarlar, bilimsel araçlara ve diğer giriş / çıkış aygıtlarına kolay bağlantı için, basitleştirilmiş bir mimariye sahip, hızlı transistörler kullanılarak gerçekleştirildi ve genellikle montajda programlandı üst düzey diller için az destekle dil.
Diğer küçük, ilk bilgisayar cihazları o sırada mevcuttu, ancak minicomputer kabul edilmedi. Bunlar, IBM 1401 gibi özel amaçlı bilimsel makineler veya küçük harf tabanlı veya ondalık tabanlı makinelerdi. Ancak, minis için ilk pazarın ihtiyaçlarını karşılamadıkları için “minis” olarak kabul edilmedi, aletleri kontrol etmek ve verileri toplamak ve analiz etmek için bir laboratuvar bilgisayarı için.
Minik ilk bilgisayar pazarları zamanla gelişti, ancak kategoriyi oluşturan bilimsel laboratuvarlardı. Esas olarak kullanılmayan bir pazardı ve erken bir dayanak oluşturan üreticiler buna hakim oldu. Ana bilgisayar üreticilerinden yalnızca biri olan Honeywell, önemli bir şekilde mini ilk bilgisayar pazarına girmeyi başardı.
Digital Equipment Corporation (DEC), Data General Corporation, Hewlett-Packard Company ve Texas Instruments Incorporated gibi diğer ana mini bilgisayar oyuncuları, çoğunlukla elektronik test ekipmanları alanında, ana bilgisayar bilgisayarları dışındaki alanlardan geldi. Anabilgisayar şirketlerinin minimarkette bir dayanak oluşturamamaları, minisin bu şirketlerin zaten yapmış oldukları küçük bilgisayarlardan önemli derecede farklı olduğunu fark etmemesinden kaynaklanmış olabilir.
İlk bilgisayar o zamanlar böyle tanınmamış olmasına rağmen, 1950’de MIT Whirlwind olabilirdi. Enstrüman kontrolü için tasarlandı ve daha sonradan minisin özelliklerinin hepsine değil de birçoğuna sahipti. 1957’de Kenneth Olsen ve Harlan Anderson tarafından kurulan DEC 1959’da ilk bilgisayar’lardan Programlı Veri İşlemci veya PDP-1’den birini üretti. PDP-1, 120.000 dolarlık bir fiyatla, ana bilgisayar bilgisayarları, daha sınırlı kapasiteye sahip olsa da.
Fakat PDP-8, yakın zamanda icat edilen entegre devrenin (tek bir silikon gofret ya da çip üzerinde birbirine bağlı transistörler ve direnç setleri) kullanılması ve yaklaşık 20.000 dolarlık (1970’lerin sonunda 3.000 dolara düşen) satış yapmasıydı; gerçek toplu pazar mini ilk bilgisayar. PDP-8, 1965 yılında, ilk IBM 360 makineleri ile aynı yıl serbest bırakıldı.
PDP-8, prototip mini oldu. Montaj dilinde programlanacak şekilde tasarlandı; fiziksel, mantıksal ve elektriksel açıdan çok çeşitli girdi / çıktı aygıtları ve bilimsel araçlar takmak kolay oldu; ve mimari olarak programlama için çok az destek vererek soyutlanmıştı. İlk yayınımında çarpma ve bölme operasyonlarından bile yoksundu. Sadece 4,096 kelime hafızası vardı ve sözcük uzunluğu 12 bit-zamanın standartlarına göre çok kısa idi.
(Sözcük, bir programın bağımsız olarak başvurabileceği en küçük bellek yığınıdır; sözcük boyutu komut kümesinin karmaşıklığını ve matematiksel işlemlerin verimliliğini sınırlar.) PDP-8’in kısa sözcüğü ve küçük belleği nispeten güçsüz kılmıştır Zaman için, ancak düşük fiyat bunun için telafi daha fazla.
PDP-11, beş yıl sonra PDP-8’e getirilen bazı kısıtlamaları hafifleterek gönderdi. Üst düzey dilleri desteklemek üzere tasarlandı, genelde daha fazla bellek ve daha fazla güç vardı, 10 yıl içinde 10 farklı modelde üretildi ve büyük bir başarı elde etti. Ardından VAX / VMS-VMS adlı sanal bellek sistemi için gelişmiş bir işletim sistemini destekleyen VAX hattı izledi. Bu yenilik, disk veya diğer çevresel belleklerin ek bellek olarak kullanılmasına izin vererek makinenin belleğini etkin bir şekilde genişletti.
Bu zamana kadar (1970’lerin başında), DEC, orijinal prototip minis ile ortak olmayan makineleri üretmekle birlikte, dünyadaki ikinci büyük ilk bilgisayar şirketi olan Sperry Rand ile (UNIVAC bilgisayar üreticisi) rekabet halindeydi.
Minis’in erken dönemdeki büyümesi, bilimsel araç denetleyicileri ve veri kayıt cihazları olarak kullanılması nedeniyle olmasına rağmen, onların çekici özelliği onların yaklaşılabilirliği olduğu ortaya çıktı. Aradan geçen yıllar boyunca departman, üniversite ya da şirket çapında makinalar kullanmak için ayakta kaldıktan sonra, bilim insanları ve araştırmacılar artık kendi bilgisayarlarını satın alarak kendi laboratuvarlarında kendileri çalıştırabilirler.
Ve makinenin iç kısımlarına samimi bir şekilde eriştikleri, soyutlanmış mimarisi akıllı bir lisansüstü öğrencisinin makineyi üretici tarafından tasarlanmamış bir şeyi yapmak üzere yeniden yapılandırmasını mümkün kıldı. Laboratuarlarındaki kendi bilgisayarlarıyla araştırmacılar minis’i yeni amaçlar için kullanmaya başladılar ve üreticiler daha sonra piyasaya sürülen makinelerin pazarlarını değişen pazar taleplerine uyarladılar.
Minicomputer devrimi on yıl sürdü. 1975 yılına gelindiğinde, minisin daha az cazipleştiği için yakın bir gelecekti. Mini, başka bir teknoloji ile örtbas edilmek üzereydi: bugüne kadarki en küçük, en hesaplı bilgisayarları inşa etmek için yakında kullanılacak yeni entegre devreler. Bu yeni teknolojinin ortaya çıkışı bir sonraki bölüm olan Kişisel Bilgisayar Devrimi’nde açıklanıyor.
Kişisel bilgisayar devrimi
1970 öncesinde, ilk bilgisayar binlerce farklı transistör gerektiren büyük makinelerdi. Bunlar, genellikle beyaz laboratuvar önlüğü giymiş ve sıklıkla bir bilgisayar rahipliği olarak anılan uzman teknisyenler tarafından işletildi. Makineler pahalı ve kullanımı zordu.
Onlarla doğrudan iletişim halinde olan çok az insan var, programcılar bile değil. Tipik etkileşim şu şekildeydi: bir programcı önceden biçimlendirilmiş kağıt üzerinde talimatlar ve veriler kodladı, bir anahtar vuruşlu operatör verileri yumruk kartlarına aktardı, bir bilgisayar operatörü kartları bir kart okuyucuya besledi ve bilgisayar talimatları yerine getirdi veya kartların bilgilerini sakladı.
Daha sonraki işlemler için. Gelişmiş kurulumlar, bilgisayarla etkileşimli sınırlı etkileşime izin verebilir, ancak katot ışınlı tüp terminalleri veya teletype makineleri kullanılarak zaman paylaşımıyla daha uzakta olabilir.
1970’lerin başında aslında iki tür bilgisayar vardı. IBM ve CDC gibi şirketler tarafından birer birer inşa edilen, yüz binlerce doları bulan oda büyüklüğündeki ana bilgisayarlar vardı. Ayrıca, Digital Equipment Corporation ve Hewlett-Packard Company gibi bir kaç şirketin bilimsel laboratuvarlar ve işletmeler için yaptıkları, on binlerce doları bulan küçük, daha ucuz, seri üretilen mini bilgisayarlar da vardı.
Çoğu insan her iki tip bilgisayarla da doğrudan temas kurmadı ve makineler, otomasyon yoluyla işleri ortadan kaldırmakla tehdit eden kişisel olmayan dev beyinler olarak görüldü. Herkesin kendi masaüstü bilgisayarına sahip olabileceği fikri genellikle çok zorlandı. Bununla birlikte, entegre devre teknolojisindeki ilerlemelerle birlikte, masaüstü bilgi işlem için gerekli yapı taşları 1970’lerin başında ortaya çıkmaya başladı.
İlginizi çekebilir:
- Bilgisayarda ekran görüntüsü nasıl alınır Windows 10, 8 ve 7
- Android uygulamalarını Windows bilgisayarınızda çalıştırabilirsiniz
- HP dizüstü bilgisayarınızda, keylogger kurulu olabilir
- Chromebook şimdi Windows ve Mac’e rakip en iyi bilgisayar
- Sabit disk bölümleme nasıl yapılır?
- Süper Bilgisayar