💪🏻 🚏 👨🏽‍💻 اختراعات جورج Stibitz 🚴🏿 🛃 📎

جورج روبرت ستيبيتز هو عالم وفيزيائي أمريكي متميز يعتبر أحد مبدعي أجهزة الكمبيوتر الرقمية الحديثة. عمل كباحث في Bell Labs ، وهو مركز بحثي رئيسي في مجال الاتصالات والأنظمة الإلكترونية وأنظمة الكمبيوتر. في السنوات 30-40 ، انخرط Stibitz في التنفيذ الناجح لأحكام المنطق المنطقي ، باستخدام المرحلات الكهروميكانيكية كمفاتيح. في عام 1937 ، قام العالم بتجميع الأول في الدائرة الكهروميكانيكية في الولايات المتحدة التي تقوم بعملية إضافة ثنائية.

جورج روبرت ستبيتز (30 أبريل 1904 - 31 يناير 1995)

معلومات موجزة عن سيرته الذاتية

( ). ( , ); 1927 - ( , -); 1930 — - ( , -). Bell Labs, .

نشأت فكرة استخدام المرحلات الكهرومغناطيسية لإنشاء نوع جديد من آلات الحساب بشكل تلقائي في Stibitz عندما كان في المنزل. بدون إضاعة الوقت ، بدأ الباحث بتجميع كمبيوتر جديد مباشرة في مطبخه. في الوقت نفسه ، استخدم Stibtz جميع المواد المفيدة: الألواح ، علب الصفيح ، صندوق التبغ ، المصابيح الكهربائية من مصباح يدوي ، زوج من المرحلات والأسلاك. من هذه المجموعة بأكملها ، تمكن من تجميع دائرة كهربائية بدائية يمكن أن تضيف حتى رقمين ثنائيين وتوضح نتيجة الإضافة. دعا جورج السيارة محلية الصنع موديل K ، حيث ذهب k من "المطبخ" - المطبخ (تكريما لمكان "ولادة" السيارة).

كان مخطط عمل نموذج K

Stibitz متأكدًا من أنه على أساس التتابع ، من الممكن إنشاء جهاز قادر على إجراء الحسابات المتسلسلة وحفظ نتائجها الوسيطة والنهائية. على وجه الخصوص ، يمكن لهذه الآلة أن تتكاثر وتقسم الأعداد المركبة ، لأن هذه العمليات تستغرق الكثير من الوقت من موظفي إدارته الذين شاركوا في تطوير مكبرات الصوت والمرشحات.

تنفيذ النموذج K

وافق رؤساء مختبرات Bell على المشروع وبدأ تطوير جهاز حوسبة. خلال الفترة من 1939 إلى 1940 ، أنشأ Stibitz ، مع زميله المهندس Samuel B. Williams ، جهازًا يمكنه إضافة أعداد معقدة بمهارة وإجراء عمليات الطرح والضرب والقسمة بمهارة. كان Stibitz مهندس الجهاز ، وكان وليامز كبير المهندسين. كان الاختراع يسمى حاسبة الرقم المركب (CNC) ، والمعروفة أيضًا بالنموذج الأول. تم عرض الجهاز في كلية دارماوث (على الرغم من أن الآلة الحاسبة كانت في نيويورك). خلال العرض التقديمي باستخدام الحاسب الآلي ، تم استخدام الوصول عن بعد إلى موارد الحوسبة لأول مرة. تم الاتصال باستخدام التليفزيون عبر خطوط هاتفية خاصة.

من ذكريات Stibitz:

عندما انتهى العمل ، قمت أنا وغسلنا بغسل أيدينا والعودة إلى أنشطتنا اليومية ، نبتعد عنهم من وقت لآخر من أجل النظر إلى بنات أفكارنا والتأكد من أنها "تأكل" و "تنام" جيدًا.

في النموذج الأول ، لم يكن هناك سوى 450 ثنائي القطب وعشرة مرحلات متعددة الأقطاب ، والتي عملت على تخزين بيانات الإدخال والنتائج المتوسطة. استخدمنا الحساب بفاصلة مثبتة قبل أول رقم مهم من الرقم. تم تنفيذ الترميز ("رمز Shtibits") للرقم العشري باستخدام أربع مرحلات بحيث تم تمثيل كل رقم n برمز ثنائي n + 3. لقد بسّط عمليات النقل والطرح.

جدول بقيم كود Shtibits للأرقام العشرية (يشار أيضًا إلى رمزهم المباشر للمقارنة):

الرقم الأصلي	كود مباشر	كود Stibitz
0	0000	0011
1	0001	0100
2	0010	0101
3	0011	0110
4	0100	0111
5	0101	1000
6	0110	1001
7	0111	1010
8	1000	1011
9	1001	1100

استخدمت CNC التحكم في الأجهزة إذا تعثر أكثر من مرحل واحد في الخمس أو بالترتيب العالي ، أعطت دائرة التحكم إشارة خطأ.

النموذج الأول

لقد عملت النموذج مع أرقام 10 بت ، ولكن تم طباعة ثمانية بتات فقط (تم عمل الباقي لتقريب النتيجة). كان الجهاز عبارة عن آلة غير قابلة للبرمجة مع تسلسل محدد بوضوح من الإجراءات. بدأت كل عملية لاحقة بعد اكتمال العملية السابقة ، لذلك كان من الممكن مقاطعة تشغيل الجهاز. كجهاز إدخال / إخراج بيانات ، تم استخدام واحد من ثلاثة أنواع teletyps قياسية مع لوحة مفاتيح معدلة. كانت CNC في غرفة منفصلة ، وتم توصيل المشغل بالجهاز عن بُعد باستخدام كابلات متعددة النواة. من خلالهم ، تم توصيل أجهزة التليفزيون المثبتة في غرفة خاصة بالجهاز. كان أداء النموذج I ضربًا واحدًا تقريبًا في الدقيقة.

كما ذكرنا سابقًا ، كان Stibitz أول من أثبت بنجاح الوصول عن بعد إلى جهاز الكمبيوتر. في خريف عام 1940 ، تم عقد اجتماع للجمعية الرياضية الأمريكية في هانوفر (نيو هامبشير) حيث قدم عرض للنموذج I. Stibitz عرضًا على CNC ، يوضح عمله. باستخدام تليفزيوني وكابل هاتف ، تم توصيل ثلاث محطات طرفية تقع في نيويورك بآلة حاسبة في كلية دارتموث. تم نقل نتائج البيانات والحساب عبر الكابل. بقي ويليامز مع الآلة لمراقبة عملها.

الفتاة العاملة في لوحة تحكم النموذج الأول

أعجب العرض التقديمي العلماء الحاضرين في الاجتماع ، مثل: جون فون نيومان ، نوربرت وينر ، ريتشارد كورانت. تمكن المشاركون من اختبار السيارة بشكل مستقل والعمل في جهاز التحكم عن بعد teletype. النموذج الأول كان بداية عصر الاتصالات ، عندما تم نقل بيانات الآلة المشفرة عبر قنوات الهاتف.

نموذج عملت من عام 1940 إلى عام 1949. تم استخدامه على نطاق واسع لتلبية الاحتياجات الداخلية لمختبرات Bell. استغرق تصنيع جهاز حوسبة حوالي 20000 دولار.

بعد الإطلاق الناجح للنموذج الأول ، انتقل Stibitz إلى لجنة أبحاث الدفاع الوطني (NDRC). كان على وشك البدء في إنشاء آلة أكثر تنوعًا. مع اندلاع الحرب العالمية الثانية ، بدأت Bell Labs في تطوير نموذج M-9 لجهاز التحكم في الأسلحة المضادة للطائرات المدفعية. كان جهازًا كهروميكانيكيًا معقدًا نوعًا ما ، والذي صوب بمهارة مسدس مدفعي على هدف يتحرك في الهواء. قبل الإنتاج التسلسلي للأسلحة ، قاموا باختباره ، والتحقق من دقة النار ، وما إلى ذلك. اقترن العملية برمتها بحسابات مستمرة ومن أجل تقليل أحجامها وتبسيط الحسابات ، اقترح Stibitz إنشاء كمبيوتر متخصص - Relay Interpolator أو Model II.بالإضافة إلى ذلك ، كان النموذج الأول عبارة عن آلة حوسبة متخصصة ولم يكن لديه جهاز لإدارة الحسابات تلقائيًا. ظهر مثل هذا الجهاز في النموذج الثاني ، يسيطر عليه برنامج "يطبق" على شريط مثقب. في عام 1943 ، تم وضع النموذج الثاني موضع التنفيذ. أصبح E.J Andrews المدير الفني.

كان النموذج الثاني عبارة عن آلة يتم التحكم فيها بالبرنامج مع شريط قياسي بخمس قنوات تم استخدامه كوسائط البرنامج. احتوت على حوالي 440 مرحل ، وأجرت عمليات الجمع والطرح فقط. كان هناك العديد من أشرطة البرامج في الجهاز ، والتي بفضلها كان من الممكن تطبيق طرق الاستيفاء المختلفة.

Stibitz مع اختراعه الأول

عملت أداة الاستقصاء على مدار الساعة ، وكانت موثوقة للغاية بسبب نظام فك الرموز الثنائي المكون من خمسة أرقام (ثنائي ثنائي). تم تمثيل كل منزل عشري برقمين. كان أحدهم رقمًا للنظام الرباعي وأخذ قيمًا من 0 إلى 4. وكان الآخر رقمًا للنظام الثنائي. ونتيجة لذلك ، كانت هناك حاجة إلى سبع مرحلات لتمثيل أي رقم عشري ، على الرغم من أنه تم تشغيل اثنين فقط في أي وقت معين. جعل نظام التشفير هذا من الممكن إجراء تحكم بسيط في الأجهزة من أجل التشغيل الصحيح للمحاكي في كل خطوة من الحسابات. في السنوات اللاحقة ، تم استخدامه في جميع أجهزة ترحيل Bell Labs وفي عدد من أجهزة الكمبيوتر لشركات أخرى.

كانت أجهزة الترحيل أقل شعبية من الأجهزة التناظرية الكهربائية والكهروميكانيكية ، والتي تجاوزت السرعة في السابق. لقد حاولنا أخذ هذه اللحظة في الاعتبار في النموذج الثالث (المعروف أيضًا باسم "آلة الحوسبة البالستية") والنموذج الرابع. كانوا أيضًا مرحلين ، ولكن مع زيادة عدد المرحلات (حتى 1400). بالإضافة إلى ذلك ، أصبحت الآلات أكثر كفاءة وموثوقية ، وشملت عشرة سجلات ذاكرة. يمكن توصيل ما يصل إلى سبعة أجهزة teletyp لهم. قام كلا الجهازين بعمل مائة آلة حاسبة مع أجهزة كمبيوتر سطح المكتب. تمكنت الأجهزة من قراءة جداول العديد من المتغيرات من شريط مثقوب وأداء الاستيفاء. لا يزال النموذج الثالث يحل المعادلات الباليستية التي تصف مسار الهدف الجوي ، وكان

النموذج الثالث والنموذج الرابع قيد التشغيل منذ ما يقرب من 15 عامًا.

في عام 1946 ، تم تطوير كمبيوتر الترحيل العام طراز V ، مع ستة معالجات مع 9000 مرحل لكل منها. كان هذا أهم تطور لـ Bell Labs.

آلة تتابع نموذج الخامس

كان الموديل V آلة موثوقة ودقيقة للغاية. يتألف جهاز التخزين من ثلاثين تسجيلات 8 بت. تم إدخال وإخراج البيانات من خلال أشرطة مثقبة ، وتم عرض الأرقام في شكل نقطة عائمة. يمكنك حتى استخراج الجذر التربيعي وحساب الوظائف مثل sin (x) ، log (x) ، 10x. لهذا ، كانت هناك كتل خاصة في السيارة. وقت تنفيذ العمليات الحسابية: القسمة - 2.7 ثانية ؛ استخراج الجذر التربيعي - 4.5 ثانية ؛ حساب اللوغاريتم هو 15 ثانية. كان هناك جهازان متطابقتان للحساب (AUs) في الجهاز ، تم توصيل كل منهما بـ 15 من سجلات الذاكرة. بفضل هذا ، كان من الممكن حل مشكلتين في وقت واحد. أو قم بدمج كلا AUs لإجراء حسابات أكثر تعقيدًا. أثناء التشغيل ، يمكن تحميل برنامج جديد في الجهاز ، تم تنفيذه بواسطة AU مجاني.بالإضافة إلى ذلك ، كان من الممكن استخدام العديد من الأشرطة المثقبة في وقت واحد. اعتمادًا على نتائج الحسابات الوسيطة ، قام جهاز التحكم بتوصيل أحدها. وبهذه الطريقة ، تم إنشاء ما يشبه تفريع البرنامج.

كانت الآلة تزن حوالي 10 أطنان وكلفت العملاء 500000 دولار ،

وعمل النموذج الخامس حتى عام 1956 ، وبعد ذلك انتقلت إلى ملكية معهد بروكلين بوليتكنيك.

اختراعات جورج Stibitz

More articles: