Кто изобрел компьютер и когда это произошло?
Компьютерная эра началась относительно недавно. Многие современные пользователи иногда думают о том, почему ноутбук не подключается к Wi-Fi или чем аутентификация отличается от авторизации. Создатели первых в мире компьютеров подобных проблем и представить себе не могли. Кто же изобрел ПК и когда это произошло?
Слово «компьютер» произошло от латинского «computare». С оригинала его можно перевести как «вычислять». Римская империя пала, с ней умер и латинский язык. Однако он стал базой для развития словесности в других странах.
Изначально в английском языке под словом computer понимали человека, производящего по долгу работы какие-либо вычисления. Позже так стали называть любое механическое устройство, позволяющее выполнять разные расчеты.
Сама история вычислительной техники началась с изобретения абака в Древнем Вавилоне. Создание первого механического вычислительного устройства произошло в 1623 году. Открытие приписывают Вильгему Шикарду. Ни одной действующей машины его работы до нас не дошло, но в 1960 году устройство воспроизвели по чертежам создателя.
Самым известным механическим прибором стала «Паскалина». Прототип разработал Блез Паскаль в 1642 году. Через 31 год Лейбниц улучшил устройство француза и выпустил свой арифмометр. Его машина могла проводить не только сложение и вычитание, но и справлялась с делением и умножением.
В XX веке развитие вычислительной техники приобрело лавинообразный характер. Первый аналоговый компьютер создали в 1927 году в Массачусетском технологическом институте. Уже через 11 лет в Берлине Конрад Цузе придумал механическую программируемую цифровую машину Z1. В 1941 году инженер усовершенствовал свое устройство и выпустил машину Z3, обладающую некоторыми свойствами современного ПК. Электронный цифровой компьютер начали монтировать в 1942 году в США. Однако создателей призвали в действующую армию, и все работы над техникой были прекращены.
Конрад Цузе продолжил свою деятельность и уже в 1944 году представил более мощный и быстрый компьютер Z4. Немецкий инженер создал и первый язык программирования высокого уровня. Однако публикации о нем появились лишь после окончания войны.
Внимание: создание компьютера приписывают разным авторам. На самом деле дать однозначный ответ на вопрос о том, кто сделал первый в мире компьютер, нельзя. Например, первое устройство с электронными лампами разработали в США в 1943 году под руководством Эккерта, Мокли и Неймана. Разработку механического компьютера приписывают Цузе.
СОДЕРЖАНИЕ
Шифровальная машина Lorenz SZ42 со снятыми крышками в Национальном музее вычислительной техники в Блетчли-парке.
В машинах Лоренц SZ были 12 колес, каждое с разным количеством кулачков (или «булавки»).
| Номер колеса | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Название колеса БП | ψ 1 | ψ 2 | ψ 3 | ψ 4 | ψ 5 | μ 37 | μ 61 | χ 1 | χ 2 | χ 3 | χ 4 | χ 5 |
| Количество кулачков (штифтов) | 43 год | 47 | 51 | 53 | 59 | 37 | 61 | 41 год | 31 год | 29 | 26 год | 23 |
Компьютеры Colossus были использованы для помощи дешифратора перехвачено радио телетайпа сообщения , которые были зашифрованы с использованием неизвестного устройства. Согласно разведывательной информации, немцы называли беспроводные системы передачи телетайпов «Sägefisch» ( рыба- пила). Это привело британцев назвать зашифрованное немецкий телетайпа трафик « Рыба », и неизвестную машину и ее перехваченных сообщений « Тунец » (tunafish).
Прежде чем немцы повысили безопасность своих рабочих процедур, британские криптоаналитики диагностировали работу невидимой машины и создали ее имитацию, названную « Британский туннель ».
Было установлено, что машина имела двенадцать колес и использовала метод шифрования Вернама для символов сообщений в стандартном 5-битном телеграфном коде ITA2 . Это было сделано путем объединения символов открытого текста с потоком ключевых символов с использованием логической функции XOR для создания зашифрованного текста .
В августе 1941 года из-за ошибки немецких операторов были переданы две версии одного и того же сообщения с идентичными настройками машины. Они были перехвачены и обработаны в Блетчли-парке. Сначала Джон Тилтман , очень талантливый криптоаналитик GC&CS, получил ключевой поток из почти 4000 символов. Затем Билл Тютт , недавно прибывший член Исследовательского отдела, использовал этот ключевой поток для разработки логической структуры машины Лоренца. Он пришел к выводу, что двенадцать колес состояли из двух групп по пять, которые он назвал колесами χ ( chi ) и ψ ( psi ), а оставшиеся два он назвал μ ( mu ) или «моторными» колесами. В чи колесах регулярно ступенчатые с каждым письмом , которое было зашифровано, в то время как пси колесо активизировало нерегулярно, под контролем моторных колес.
Кулачки на колесах 9 и 10 в поднятом (активном) и опущенном (неактивном) положениях. Активный кулачок изменил значение бита на противоположное (0 → 1 и 1 → 0).
С достаточно случайным потоком ключей шифр Вернама удаляет свойство естественного языка сообщения открытого текста иметь неравномерное частотное распределение различных символов, чтобы обеспечить равномерное распределение в зашифрованном тексте. Машина Tunny справилась с этим хорошо. Однако криптоаналитики выяснили, что, исследуя частотное распределение межсимвольных изменений в зашифрованном тексте, вместо простых символов, было отклонение от единообразия, которое обеспечивало путь в систему. Это было достигнуто с помощью «различения», при котором каждый бит или символ был обработан операцией XOR с его преемником. После того, как Германия капитулировала, союзные войска захватили машину Tunny и обнаружили, что это была электромеханическая шифровальная машина Lorenz SZ ( Schlüsselzusatzgerät , шифровальное приложение).
Чтобы расшифровать переданные сообщения, нужно было выполнить две задачи. Первой была «поломка колеса», которая была открытием кулачкового механизма для всех колес. Эти шаблоны были созданы на машине Лоренца и затем использовались в течение фиксированного периода времени для последовательности различных сообщений. Каждая передача, которая часто содержала более одного сообщения, шифровалась с различным начальным положением колес. Алан Тьюринг изобрел метод ломки колес, который стал известен как Тьюрингери . Техника Тьюринга получила дальнейшее развитие в «Прямоугольнике», для которого Колосс мог создавать таблицы для ручного анализа. У Colossi 2, 4, 6, 7 и 9 был «гаджет» для помощи в этом процессе.
Второй задачей была «установка колес» , которая определяла начальные положения колес для конкретного сообщения и могла быть предпринята только после того, как были известны образцы кулачков. Именно для этой задачи изначально был разработан Колосс. Чтобы определить начальную позицию колес хи для сообщения, Colossus сравнил два символьных потока, подсчитывая статистику оценки программируемых логических функций. Двумя потоками были зашифрованный текст, который считывался на высокой скорости с бумажной ленты, и поток ключей, который был сгенерирован внутренне, в имитации неизвестной немецкой машины. После серии различных прогонов Colossus для обнаружения вероятных настроек chi -wheel они были проверены путем изучения частотного распределения символов в обработанном зашифрованном тексте. Колосс произвел эти подсчеты частоты.
Шифрды шешу процестері
| P | ашық мәтін |
| Қ | кілт — екілік форматта қолданылатын символдар тізбегі XOR бірге шифрланған мәтін беру үшін ашық мәтін |
| χ | хи кілт компоненті |
| ψ | psi кілт компоненті |
| ψ ′ | ұзартылды psi — қосылған символдардың нақты тізбегі The psi дөңгелектер, оның ішінде олар алға жылжытылмаған кезде де [22] |
| З | шифрлықмәтін |
| Д. | де-хи— бар шифрлық мәтін хи кілт компоненті жойылды [21] |
| Δ | жоғарыда аталған XOR’-дің кез-келгені өзінің ізбасары немесе битімен сипатталған [16] |
| ⊕ | XOR жұмысы [c] [23] |
| ∙ | Телеграф коды үшін Bletchley Park стенографиясы ғарыш (нөл) |
| х < displaystyle mathbf > | Телеграф коды үшін Bletchley Park стенографиясы белгі (бір) |
Айырмашылықты қолдану арқылы және psi Дөңгелектер әр кейіпкерге қарай ілгерілемеді, Тутт екі айырмашылығы бар биттерді (импульстарды) сынап көрді хи— әр түрлі шифрланған мәтінге қарсы ағын кездейсоқ емес статистиканы шығарады. Бұл белгілі болды Tutte’s «1 + 2 break». [24] Бұл келесі логикалық функцияны есептеуді қамтыды:
және «жалған» (нөл) қанша рет бергенін санағанда. Егер бұл сан «жиынтық жиынтық» деп аталатын алдын-ала анықталған шекті мәннен асып кетсе, ол басып шығарылды. Криптоанализатор басылымды тексеріп, болжамды бастапқы позициялардың қайсысы дұрыс болатынын анықтайды хи-1 және хи-2 доңғалақ. [25]
Содан кейін бұл әдіс басқа жұптарға немесе жалғыз импульстарға қолданылып, бесеудің ықтимал басталу жағдайын анықтайды хи дөңгелектер. Бұдан,хи (D) шифрлық мәтін алуға болады, оның ішінен psi компонентті қолмен жоюға болады. [26] Егер таңбалардың жиіліктік таралуыхи шифрленген мәтіннің нұсқасы белгілі бір шектерде болды, «дөңгелекті орнату» хи дөңгелектерге қол жеткізілді деп есептелді, [20] және хабарлама параметрлері менхи берілді »Тести«Бұл Блеттли паркіндегі бөлім майор басқарды Ральф тестері мұнда шифрды ашудың негізгі бөлігі қолмен және лингвистикалық әдістермен орындалды. [27]
Colossus сонымен қатар psi және мотор дөңгелектері, бірақ бұл соғыстың соңғы бірнеше айына дейін қол жетімді болатын және Tunny хабарламаларының саны азайған кезде көп болған жоқ.
Электрические
Комбинируя такие переключатели, можно получать логические вентили для проведения вычислений. Представим, что нам необходимо сложить пять и шесть. В бинарной системе это означает суммировать 0101 и 0110, разряд за разрядом, по правилам: 0 + 1 = 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 10. Нам потребуются всего два логических вентиля: первый будет выдавать ток (1), если один из суммируемых регистров содержит 1 и в нашем случае даст 0011; второй будет срабатывать только на 1 и 1 — в нашем случае это соответствует 1000. Одновременная работа двух схем даст 1011 — или 11 в десятеричной системе.
С бытовой точки зрения не слишком удобно, но для компьютера — что надо. В качестве носителей нулей и единиц могут выступать перфокарты, магнитные ленты или ячейки памяти, а как логические элементы — «переключатели». К моменту, на котором мы остановились, они эволюционировали до полностью электрических.
В самом деле, все 3,5 тысячи механических реле «Марк I» требовали физического переключения, заставляя цепь то замыкаться, то размыкаться снова. В результате они обладали лишь ограниченным запасом выносливости и требовали замены спустя примерно 50 тысяч переключений. Это снижало и их быстродействие: машина могла производить лишь три операции сложения или вычитания в секунду. Наконец, механическое решение крайне ненадежно: обычное насекомое, пробравшееся внутрь системы, грозило нарушить ее работу — что и случалось то и дело, породив современное словечко «баг». Неудивительно, что вскоре инженеры обратили внимание на другой способ получить управляемые переключатели — электронные ламповые диоды, превратившие электромеханические системы в полностью электрические.
Такие приборы создали еще в 1900-х: вакуумная лампа содержит электроды, один из которых, нагреваясь при подаче тока, начинает испускать электроны, которые устремляются к противоположно заряженному электроду. Однако установленный между ними третий электрод может управлять этим потоком. Если на него подано отрицательное напряжение, он блокирует движение электронов, а если положительное — облегчает его.
Ламповые диоды были куда надежнее и быстрее механических реле, они могли переключаться сотни и тысячи раз в секунду и служили дольше. Их широко использовали в усилителях звука: слабый ток в управляющем контуре замыкал более мощный рабочий контур, тем самым усиливая сигнал. Но если бытовой усилитель требовал одну лампу, компьютеру были нужны сотни — хрупких, дорогих, требовавших регулярной замены и энергетически прожорливых.
При этом уже первые ламповые компьютеры — такие как Colossus, взламывавший шифры радиосообщений вермахта в годы Второй мировой — быстро перевалили через планку в тысячи диодов. Для проведения каждого конкретного вычисления приходилось перепрограммировать систему полностью, по-новому комбинируя логические вентили из электронных ламп.
Автоматизировали этот процесс лишь создатели следующей машины — ENIAC, законченной к 1945 году и использовавшейся для разработки термоядерного оружия. Это был первый действительно программируемый компьютер, способный проводить уже до 500 тысяч операций в секунду. Тем не менее стало очевидно, что необходим принципиально иной механизм создания переключателей-реле: приближалось время транзисторов.
Как выглядели первые компьютеры?
«МАРК 1» был в длину 17 метров, высотой более 2 метров. Машина имела стальной каркас, вес компьютера составлял 4,5 тонны. Общая протяженность проводов превышала 750 км. ЭНИАК весил свыше 27 тонн, потреблял в среднем 170 кВт электроэнергии.
МАРК-1
Первый настольный ПК выглядел менее устрашающе и спокойно помещался на рабочем столе. Programma 101 был разработан итальянцем Пьером Джорджио Перотто, использовался для расчетов посадки Apollo 11 на Луну.
Programma-101
Зачем и как был построен Колосс Родосский, сколько времени простоял, и почему его создатель покончил с собой
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Скульптор Харес вполне мог бы остаться безвестным учеником великого Лисиппа, если бы не стал создателем одного из Семи чудес света. И именно это его творение сыграло в жизни Хареса роковую роль, превратив работу над колоссом одновременно в большую профессиональную удачу и личную трагедию. Скульптор совершил ошибку, которая в конечном счете стоила ему жизни, но вписал свое имя в летописи искусства на тысячелетия вперед.
Кому понадобился Колосс Родосский
Колосс Родосский простоял всего полвека, но успел за это время попасть в тот знаменитый античный список, что обеспечивал бессмертие – пусть и не в буквальном, физическом смысле слова. Что становилось чудом света в глазах древних греков? Все, что поражало воображение, чем можно было похвастаться перед чужеземцами, да и перед теми соотечественниками, что не имели возможности увидеть своими глазами такие шедевры человеческого гения.
Повод к созданию Колосса Родосского возник в связи с переделом сфер влияния в разных частях бывшей империи Александра Македонского. Остров Родос в восточной части Средиземного моря интересовал как стратегически важный объект сразу нескольких правителей. В 305 году до н.э. Деметрий Полиоркет привел на остров целую армию, чтобы взять столицу, город Родос. Началась осада, в течение года родосцы держали оборону, несмотря на использование нападавшими мощных осадных орудий. В итоге Деметрий был вынужден заключить мир, который жители острова сочли своей победой.
Слева — гелепола, осадная башня античности; справа — серебряная монета Родоса, датированная II в. до н.э.
Тогда и возникла идея создать гигантскую статую в главной гавани Родоса – во славу доблести жителей острова и в благодарность его богу-покровителю. Именно Гелиос, бог Солнца, как считали в античности, создал Родос: так как во всей Элладе не было посвященного этому божеству места, Гелиос своими руками вынес из морских пучин новый остров. Для выполнения заказа жители выбрали скульптора Хареса, уроженца Родоса и ученика прославленного Лисиппа. А чтобы оплатить создание колосса, продали и переплавили брошенные Деметрием осадные орудия.
Как создавалось одно из Семи чудес света
Харес, видимо, подошел к работе с большим воодушевлением – иначе не получился бы колосс настолько внушительным и поражающим воображение современников. Опыт работы с большими статуями у мастера уже был, а от родосцев скульптор получил не менее трехсот талантов серебра – вполне можно было создать потрясающую фигуру бога Гелиоса в десять раз выше обычного человека. Уже издалека корабли, идущие в гавань Родоса, видели бы сверкающую на солнце огромную статую, символ величия и мощи острова.
Изображения Колосса стали появляться начиная с XVI века и опирались скорее на изобразительные традиции, чем на исторические факты. Источник: prints-online.com
Двенадцать лет родосцы собирали деньги на строительство статуи, двенадцать шла работа по возведению Колосса. Где он был установлен и как именно был организован процесс – неизвестно. Есть версия, что Харес работал прямо на месте установки статуи, по мере увеличения ее высоты насыпая вокруг холм, который играл роль своеобразных строительных лесов. Нет сведений и о том, как именно располагалась фигура – вероятно, для большей устойчивости использовалось копье или драпировки одежды. Главное – первоначальные размеры Колосса были пересмотрены, и жители Родоса заказали скульптору фигуру вдвое выше, добавив к уже уплаченной сумме столько же, то есть удвоили гонорар.
По какой-то причине Харес, очевидно, прекрасно знавший анатомию, допустил этот глупейший промах – упустил из виду, что статуя, увеличенная в два раза, потребует вовсе не двукратного количества материала, а следовательно, окажется не в два раза дороже, а больше. В физике это называется «закон квадрата – куба». Согласившись на сделку, Харес обрек себя на разорение. За те годы, что шла работа над статуей, он потерял все, стал должником родственников и друзей, а после того, как Колосс был установлен, покончил с собой. Впрочем, есть версия, что причиной самоубийства скульптора стала замеченная им при установке трещина на ноге статуи.
Недолгая жизнь статуи и долгое посмертное существование
Каркас был сделан из камня и железа, сама статуя – из глины, а покрывали ее бронзовые пластины (большей частью переплавленные из тех самых осадных орудий). Основание – не то круглое, не то восьмиугольное – составляло не менее восемнадцати метров в диаметре. В высоту Колосс достигал 33-36 метров. Это была фигура обнаженного юноши – бога Гелиоса, судя по античным изображениям – с венцом на голове и поднятой рукой (последнее порой оспаривается, так как при подобном положении статуи с учетом ее размеров и веса, были велики риски появления трещин и разрушения фигуры).
Не сохранилось сведений о том, где была установлена статуя; в Новое время ее обычно изображали стоящей каждой ногой по обеим сторонам гавани. По всей видимости, этого быть не могло, учитывая размеры колосса и ширину гавани – ведь тогда статуе пришлось расставлять ноги уж слишком широко. Кроме того, возведение статуи на долгих 12 лет парализовало бы работу порта, не говоря о последствиях обрушения. На современников бронзовая фигура Гелиоса, невиданная по размеру, сверкающая на солнце, производила, вероятно, сильное впечатление. Колосс уверенно занял место в перечне лучших творений человеческого гения, составленном античными поэтами.
Статуя простояла 54 года и была повалена землетрясением 226 года, «переломленная у колен», как писал об этом Страбон, видевший развалины. Правитель Египта не сумел поднять статую, а заказать новую, как говорят, помешал Дельфийский оракул, который пригрозил Родосу гневом бога Гелиоса, если они на то осмелятся. Обломки оставались на месте больше восьми веков. Но и тогда Колосс представлял собой внушительное зрелище. Обхватить обеими руками большой палец статуи мог лишь высокий человек.
В 653 году Родос был захвачен арабами, и обломки статуи были переплавлены и вывезены. Легенда гласит, что бронзовые слитки вывозились на 900 верблюдах. А в XIX веке идея создать колосса на берегу острова получила воплощение в виде нью-йоркской Статуи Свободы. Высота американской версии несколько превышает высоту родосской статуи, составляя 46 метров, а вся конструкция, включая гранитный пьедестал и бетонное основание, достигает 93 метров. Что же касается воспроизведения именно античного чуда света, фигуры Гелиоса, разговоры об этом ведутся с начала тысячелетия, но так ни к чему не привели.
Заокеанский Колосс тоже заслуживает внимания — у главного символа США есть свои секреты: действительно ли Статуя Свободы — это зловещая богиня Геката?
Содержание
Colossus был заложен 9 апреля 1910 года. Введён в эксплуатацию в 1911 году. Он был очень похож на корабль класса HMS Neptune (1909), однако нёс более мощную броню. Его стоимость составляла 1,672,103 фунтов стерлингов. Входил в состав 2-й боевой эскадры флота Метрополии.
В августе 1914 года, после начала первой мировой войны, стал флагманом 1-й боевой эскадры. В 1916 году, участвуя в Ютландском сражении, находился под командованием капитана Дадли Паунда, действуя в качестве флагмана адмирала Эрнеста Гонта. В бою Colossus был дважды подбит, ранения получили 6 человек, однако сам он получил лишь незначительные повреждения. Когда война подошла к концу, Colossus был списан и использовался как учебный корабль вплоть до 1920 года. Был разобран в 1928 году.
