Elektronik Hesaplamanın Genesis of Electronic Computing

1940'lardan önce, "bilgisayar" terimi, el elemanlığı veya Amerika Birleşik Devletleri'ndeki mekanik masa hesaplayıcılarının yardımıyla hesaplanan bir insan için anılır.The huge computational requests of World War II -ballistics table, codebreaking, and nükleer silah araştırması -exposed the limits of manual computation and ushered in an era of negative learning.In a avuç yıl içinde, Amerika Birleşik Devletleri'nde mühendisler ve matematikçiler, Birleşik Krallık ve Almanya, programlanabilir bir makinenin soyut konseptini devasa, vakum dolu devler, bu ilk elektronik bilgi alanını değiştiremezlerdi.

Bu kriminalistikten ortaya çıkan makineler, gerçek, test hipotezleri ve daha önce hayal edilemeyen odalardaki verileri hızla yayılabilirdi.Bu hikaye, matematiksel denklemleri elektrikli makinelere dönüştürmekle başlar ve bir makinede gerçek olabilecek bir araçla ilgili araştırmacılara bir yaklaşım verdi.

Öncül Makineler ve Mimarları

Tek makine, "ilk bilgisayar" ünvanını tartışmadan iddia etmiyor. 1941 yılında Konrad Zuse tarafından inşa edilen Alman Z3, programlanabilir ve tamamen otomatik olarak kullanıldı ancak elektronik Numerical tümor ve Bilgisayar (ENIAC), 1946 yılında Bletchley Park'ta faaliyete geçti.

ENIAC bir behemoth: 30 ton, 18,000 vakum tüpü ve 1.500 röpek, elektrikten 150 kilovat yararlanın. John Mauchly ve J. Presper Eckert tarafından tasarlanan, diğer görevler için yaklaşık 5.000 ek performans gösterebileceğini ifade etti - her zaman modern bir cebi hesaplayıcısından daha hızlı bir şekilde geri çekilmek için.

İlk makine, ilk programı 1949 yılında sunan ve düzenli araştırma çalışmaları için kullanılan EDSAC'de başarılı bir şekilde performans gösteren ilk makineydi.Bu erken İngiliz makineleri, 21 Haziran 1948'de ilk programını çalıştırdığı, Cambridge Wilkes'de Cambridge Üniversitesi'nde elektronik bilişimin laboratuarın ötesinde uygun olduğunu kanıtladı.

Teknolojik Leaps: Vakum Tubes'tan Tüm Devrelere

Bilgisayarların ilk nesli, sıcak, kırılgan ve başarısızlıklara eğilimli olan vakum tüplerine dayanıyordu. Mühendisler günlük olarak yanmış tüpleri yerleştirdiler ve aynı geçiş fonksiyonunu bir vakum tüpü olarak yerine getirebilirler, ancak elektronik geçişin o kadar hızlısı, elektrik borulardan sağlam-devlet transistörlerine geçiş yaptı, 1947 yılında Bell Labs'ta icat edildi, güvenilirliğe ve miniaturizasyona doğru kritik bir adım oldu.

1950'lerin sonlarında, bilim insanları sürekli bakım olmadan saatlerce veya günlerce iletişim kurmalarına izin veren, ya da mikroçip, Jack Kilby of Texas twin functionality in 1958-1959. Ambalajlı bir çok transistöre sahip, bilgisayarları sabit bir şekilde çalıştırıp bilgisayarsız bir şekilde büyümenin sağlanmasına izin verdi - daha sonra Oracle System / Masterchild yarı iletkenliği ile tanıştırulmuş bir şekilde yeniden ortaya çıktı.

Bilimsel araştırmalar için, bu ilerlemeler, DEC PDP-8 veya daha sonra her disiplinde bir hesaplama biliminin patlamasına yol açan bir bilişim sistemine kadar yapılan simülasyonların gerçekleştirilebileceğini ifade ediyor.

Bilimsel Araştırmayı Dönüştürmek: Yeni Bir Öğrenme Yolu

İlk bilgisayar nesli mevcut hesaplamaları hızlandırmadan daha fazlasını yaptı. Yeni bir bilimsel uygulama biçimini etkinleştirdi: hesaplama modelleme.Sadece teori ve deneye güvenmek yerine, araştırmacılar artık karmaşık fenomenlerin ayrıntılı matematiksel modelleri inşa edebilir ve bunları bilimin içinde izleyebildiler - bu üçüncü yığınlar - bu temel haline geldi - modern fizik, kimya, biyoloji ya da mühendislik olmadan.

Fizik ve Nükleer Bilimler

Bilgisayarların en erken ve en dramatik bilimsel uygulamaları nükleer fizikteydi. Manhattan Projesi, Los Alamos'te hidrojen bomba projesi için termo ⁇ reaksiyonları simülasyonu ve yanlış kodlanmış makinelerle, yapay zekalı yüksek testlerde elde etmek için imkansız olan verileri kullanarak, bilgisayarların ilk büyük problemini takip eden yıllarda, bulut odaları ve balon odaları için analiz etmek için kullanılan parçacık fizikçileri, sonunda Monte Carlo makineli denklemleri kullanarak temel alan ve yeni arama yöntemleri geliştirmek için gerekli olan yeni fikirlere sahip oldu.

Astrofizikler ayrıca, ilk depolanan bilgisayarlardan biri olan Princeton'daki bilim insanları, hangi yıldızların nükleer yakıtı yakıp yerçekimi altında çökmüş olduğunun en erken simülasyonlarından bazılarını inşa etti. Bu çalışma, modern kara delikler ve nötron yıldızları anlayışımız için temel teşkil etti.

Kimya ve Malzeme Bilimi

Kuantum mekaniği, atomların moleküllerindeki davranışı için kimyagerler güzel denklemler verdi, ancak hidrojen atomunun ötesindeki herhangi bir şey için bu denklemleri çözmek zor bir matematiksel meydan okumaydı. Erken bilgisayarlar bu manzarayı neredeyse bir gecede hesapladı. 1950 yılında Clemens Roothaan, Chicago Üniversitesi'nde Hartree-Fock denklemlerini dijital hesaplamak için uygun bir şekilde bir şekilde yayınladı.

Bilgisayar kimyası alanı hızla büyüdü. Bilim adamları, günümüzde, atomik bir laboratuvara adım atmadan önce moleküllerin yapısını ve yenidenaktivitesini simüle edebilirdi.Bu yetenek hızlandırılmış ilaç keşfi, katalizör tasarımı ve yeni malzemelerin gelişimi.Bir ikonik başarı, 1950'lerin yumruklı kartlarının yapısını ve modern tüplerini ortaya çıkarmakta olan entelektüel boşlukları simülasyonuydu.

Biyoloji ve Genomlar

Fizik ve kimya erken kabul edildiyse, biyoloji yakında eşit fervor ile takip etti. Biyolojik verilerin paterniği - DNA'nın biyolojik çeşitliliğine – organizmaların popülasyonlarına – istenen hesaplama araçlarına göre. 1960'ların başlarında, bilgisayarlar sayısal vergionomi ve ekolojik alanın analizi için kullanılmaya başladı, ancak ilk protein veritabanının gelişiyle geldi ve moleküler biyolojinin yeniden yapılandırılması için evrimsel verilerle yeniden yapılandırılması için evrimleşmişti.

1990'da başlatılan İnsan Genom Projesi, otomatik ayrılık makinelerin bilgisayar veri tabanına ve montaj algoritmalarına isabet ettiği bir metafor olmadan düşünülemezdi.Ancak daha önce felsefi zemin hazırlanmıştı: Erken bilgisayarlar, doğal fenomenlerin sayısal olarak nasıl ortaya çıktığını gösterdi ve analiz edildi.

Astronomi ve Uzay Keşifleri

Astronomi her zaman veri yoğun bir bilim olmuştur ve ilk bilgisayarlar, gökbilimleri ve uzay ajanslarının gözlemleyicileri ve uzay ajanslarında doğal bir ev buldu. 1950 ve 1960'larda, fotoğraf plakalarının Ay'a indirilmesi ve ışıklandırmaları için yapılan değişiklikler, hem de uzay aracı gibi bilgisayarları kullanarak otomatik olarak kullanıyorlardı.

Bu arada, teorisyenler N-body simülasyonlarını yıldız kümeleri ve galaksi oluşumlarında yerçekimi yasalarını programlamaya ve binlerce noktada kitleyi hareket halinde ayarlamaya başladılar, araştırmacılar kozmik yapıların evrimini milyarlarca yıl boyunca izleyebilirler.Bu tür simülasyonlar, spirallerin birleşmesiyle şekillenebilir ve karanlık madde halos galaksi oluşumunda önemli bir rol oynamıştır.

Hava ve İklim Modelleme

Bilgisayarlar için en iyi erken vizyonlardan biri, 1950 yılında yapılan bir kağıt, meteorolog Jule Charney ve John von Neumann dahil olmak üzere bir ekip, ilk otomatik 24 saat hava tahminini belgeledi. Modelin ham ve sadece küçük bir kısmını Kuzey Amerika'nın bir kısmıyla kaplı olmasına rağmen, günlük tahminlerde operasyonel hava tahminleri oluşturmak için daha gelişmiş bilgisayarları kullanıyordu.

İklim bilimi, bu erken hesaplama çabalarına da kökenlerini borçludur. Syukuro Manabe ve Richard Wetherald, Geophysical Fluid Dynamics Laboratory in the 1960s to predict the global climate that would be impossible, and ethically, in fact.

C ⁇ Bilim Kurumu

Bilgisayarlar daha yetenekli hale geldikçe, üniversiteler ve ulusal laboratuvarlar, Los Alamos, Princeton ve Manchester'daki erken makine odalarının doğrudan bağlantı noktası haline geldi.

Grace Hopper gibi öncüler, ilk derlemeyi yaratan ve Donald Knuth, COBOL'un geliştirilmesine yol açan yazılımlar, ancak programlama dilleri aracılığıyla insan dillerine benzemelidir, mühendislere erişilebilir olan alan uzmanlara erişilebilirlik sağlar.Bu erişilebilirlik bariyerleri kendi kodu ve biyologlar için taşımaya yardımcı olur.

Modern Araştırmadaki İlk Bilgisayarların Mirası

Bugünün eski süper bilgisayarları, ikinci başına milyardan fazla hesaplama gerçekleştiriyor, oda büyüklüğü ENIAC ve Manchester Bebek'in temel ilkeleri –binary agoritmik, programlanabilirlik, hiyerarşik donanıma bile geçiş yaptı ve şimdi kuantum işlemcilere ortaya çıktı.

Bilime gerçekten dikkat edilen ilk bilgisayarların felsefi bir değişim olduğunu öğrettiler. Araştırmacılara dünyanın keşif hızını hızlandırdığını ve veri yapıları ve algoritmaları olarak temsil edebileceği bir araştırma yaptılar. Bu deterministic dünya görüşü, elbette sınırları var, ancak bu şaşırtıcı bir şekilde verimliydi.

[FONT=0]Bilgisayar Tarih Müzesi'nin süresi[[Dönemli], bu dönüm noktaları aracılığıyla görsel bir yolculuk sunuyor, ancak akademik kurumlar, Gelişmiş Çalışma için gerekli olan [Döneticileri][Döneticileri ve onun kontemporerler.

İlk bilgisayarlar sadece bilimsel araştırmayı etkilemez; bilim yapmak için ne anlama geldiğini yeniden tanımlamışlardır.Kayıtlı koda dönüştürmekle araştırmacılara yeni bir mikroskop, yeni bir teleskop ve yeni bir laboratuvar verdiler - tüm mantık ve elektrikten yapılmış. mirası her simülasyon, her veritabanı ve doğal dünyayı bölmemize yardımcı olan her algoritmadır.