컴퓨터의 역사 (3) - 디지털 컴퓨터
디지털 컴퓨터
[2] 진공관 및 디지털 전자 회로
디지털 계산이 아날로그를 대체함과 동시에 순수한 전자 회로 소자들이 그것들의 기계적인 등가물들과 전기 기계적인 등가물들을 곧 대체했습니다. 1930년대에 런던의 우체국 연구소에서 일했던 기술자 토미 플라워스는 전화 교환을 위한 전자기기의 가능한 사용을 탐구하기 시작했습니다. 그가 1934년에 만든 실험 장비는 5년 후 작동하기 시작했고, 전화 교환망의 일부를 수천 개의 진공관을 사용하는 전자 데이터 처리 시스템으로 전환했습니다. 미국 아이오와 주립대학교의 존 빈센트 애타나소프와 클리포드 E. 베리는 1942년에 최초의 "자동 전자 디지털 컴퓨터"인 애타나소프-베리 컴퓨터를 개발하고 테스트했습니다. 이 디자인은 또한 모두 전자식이며 약 300개의 진공관을 사용했고, 축전기는 기계적으로 회전하는 기억 드럼에 고정되었습니다.
제2차 세계 대전 동안, 블레츨리 공원의 영국 암호 해독기들은 암호화된 독일군의 통신을 깨는 데 많은 성공을 거두었습니다. 독일의 암호 해독기인 에니그마는 여성들에 의해 종종 작동되는 전기 기계 폭탄의 도움으로 처음 공격을 받았습니다. 육군 고위급 통신에 사용되는 더 정교한 독일 로렌츠 SZ 40/42 기계를 깨기 위해, 맥스 뉴먼과 그의 동료들은 플라워스에게 거상을 만들도록 의뢰했습니다. 그는 1943년 2월 초부터 11개월 동안 최초의 거상을 설계하고 건설했습니다. [49] 1943년 12월 기능 테스트 후, 거상은 1944년 1월 18일에 배달된 블레츨리 공원으로 보내졌고, 2월 5일에 첫 메시지를 공격했습니다.
거상은 세계 최초의 전자식 디지털 프로그래밍이 가능한 컴퓨터였습니다. [33] 그것은 많은 수의 밸브 (진공 튜브)를 사용했습니다. 그것은 테이프 입력이 있었고 데이터에 대해 다양한 부울 논리 연산을 수행하도록 구성될 수 있었지만 튜링으로 완성되지 않았습니다. 9개의 Mk II 거상이 지어졌습니다 (Mk I은 총 10개의 기계를 만드는 Mk II로 개조되었습니다). 거상 마크 I은 1,500개의 열전자 밸브 (튜브)를 포함했지만 2,400개의 밸브가 있는 마크 II는 마크 I보다 5배 빠르고 작동이 간단하여 디코딩 프로세스가 크게 빨라졌습니다.
ENIAC (전자 수치 적분기와 컴퓨터)는 미국에서 만들어진 최초의 전자 프로그램 가능한 컴퓨터였습니다. 비록 ENIAC는 Collosus와 비슷했지만, 그것은 훨씬 더 빠르고, 더 유연했고, 튜링-완전했습니다. Collosus처럼, ENIAC의 "프로그램"은 나중에 온 저장된 프로그램 전자 기계와는 거리가 먼 패치 케이블과 스위치의 상태에 의해 정의되었습니다. 일단 프로그램이 작성되면, 그것은 플러그와 스위치를 수동으로 리셋하여 기계에 설치되어야만 했습니다. ENIAC의 프로그래머들은 종종 집합적으로 "ENIAC Girls"로 알려진 여섯 명의 여성들이었습니다.
그것은 전자제품의 빠른 속도와 많은 복잡한 문제들에 대해 프로그램 될 수 있는 능력을 결합시켰습니다. 그것은 다른 어떤 기계보다 천 배나 빠른, 1초에 5000번을 더하고 뺄 수 있었습니다. 그것은 또한 곱하기, 나누기, 제곱근을 위한 모듈도 가지고 있었습니다. 고속 메모리는 20단어 (약 80바이트)로 제한되었습니다. 펜실베니아 대학의 John Mouchly와 J. Presper Eckert의 지시로 만들어진, ENIAC의 개발과 건설은 1943년부터 1945년 말까지 완전히 가동될 때까지 지속되었습니다. 그 기계는 무게가 30톤으로, 200킬로와트의 전력을 사용했고 18,000개 이상의 진공관, 1,500개의 릴레이, 그리고 수십만 개의 저항기, 축전기, 유도기를 포함하고 있었습니다.
현대 컴퓨터
현대 컴퓨터의 개념
현대 컴퓨터의 원리는 그의 중요한 1936년 논문인 "계산가능한 숫자들"에서 알란 튜링에 의해 제안되었습니다. 튜링은 그가 "만능 컴퓨터 기계"라고 불리는 간단한 장치를 제안했고, 그것은 현재 보편적인 튜링 기계로 알려져 있습니다. 그는 그런 기계가 테이프에 저장된 명령어들을 실행함으로써 계산될 수 있는 모든 것을 계산할 수 있다는 것을 증명했고, 그것이 기계가 프로그램될 수 있도록 했습니다. 튜링의 디자인의 근본적인 개념은 컴퓨터를 위한 모든 명령어들이 메모리에 저장되는 저장된 프로그램입니다. 폰 노이만은 현대 컴퓨터의 중심 개념이 이 논문 때문이라는 것을 인정했습니다. 튜링 기계는 오늘날까지 계산 이론의 중심 연구 대상입니다. 유한한 메모리 저장에 의해 부과되는 제한들을 제외하고, 현대 컴퓨터는 튜링-완전하다고 말해지는데, 그것들은 보편적인 튜링 기계와 동등한 알고리즘 실행 능력을 가지고 있습니다.
프로그램 내장식 컴퓨터 (Stored-program computer)
초기의 컴퓨터 기계들은 고정된 프로그램들을 가지고 있었습니다. 그것의 기능을 바꾸는 것은 기계의 재배선과 재구조화를 요구했습니다. 저장된 프로그램 컴퓨터의 제안으로 이것은 바뀌었습니다. 저장된 프로그램 컴퓨터는 설계에 의해 명령어 세트를 포함하고 계산을 자세히 설명하는 명령어 세트를 메모리에 저장할 수 있습니다. 저장된 프로그램 컴퓨터의 이론적인 기초는 알란 튜링에 의해 1936년 그의 논문에서 제시되었습니다. 1945년, 튜링은 국립 물리 연구소에 들어갔고 전자 저장된 프로그램 디지털 컴퓨터를 개발하는 일을 시작했습니다. 그의 1945년 보고서 "제안된 전자 계산기"는 그런 장치에 대한 최초의 사양이었습니다. 펜실베니아 대학의 존 폰 노이만 또한 1945년에 EDVAC에 대한 그의 보고서 초안을 발행했습니다.
맨체스터 베이비(Manchester Baby)는 세계 최초의 저장된 프로그램 컴퓨터였습니다. 프레데릭 C. 윌리엄스(Frederic C. Williams), 톰 킬번(Tom Kilburn), 제프 투틸(Geoff Tootill)이 영국 맨체스터 대학(University of Manchester)에서 만들어졌으며 1948년 6월 21일 첫 번째 프로그램을 실행했습니다. 최초의 무작위 접근 디지털 저장 장치인 윌리엄스 튜브(Williams tube)의 테스트베드(test bed)로 설계되었습니다. 1998년 회고록에 의해 이 컴퓨터가 "소형이고 원시적"이라고 묘사되었지만, 현대 전자 컴퓨터에 필수적인 모든 요소를 포함한 최초의 작동 기계였습니다. 베이비(Baby)가 설계의 실현 가능성을 입증하자마자 이 대학에서 실용적으로 유용한 컴퓨터인 맨체스터 마크 1(Manchester Mark 1)로 개발하기 위한 프로젝트가 시작되었습니다.
그러자 마크 1은 빠르게 세계 최초로 상업적으로 이용 가능한 범용 컴퓨터인 페란티 마크 1의 원형이 되었습니다. 페란티가 제작한 이 컴퓨터는 1951년 2월 맨체스터 대학에 납품되었습니다. 그 후 적어도 7대의 기계는 1953년에서 1957년 사이에 암스테르담의 셸 연구소에 납품되었습니다. 1947년 10월, 영국 케이터링 회사 J. Lyons & Company의 이사들은 컴퓨터의 상업적 발전을 촉진하는 데 적극적인 역할을 하기로 결정했습니다. 1949년 캠브리지 EDSAC을 모델로 한 Lyons의 LEO I 컴퓨터는 1951년 4월 작동이 되어 세계 최초의 일상적인 사무용 컴퓨터 작업을 수행했습니다.
그레이스 호퍼는 프로그래밍 언어를 위한 컴파일러를 개발한 최초의 사람입니다.