HISTORIA KOMPUTERÓW 2014/15 Bartosz Klin klin@mimuw.edu.pl http://www.mimuw.edu.pl/~klin/
Obliczenia Cyfrowe: Analogowe 756 * 32 24192 Liczby jako ciągi cyfr, bitów Liczby jako wielkości fizyczne
Mezolabium - Eratostenes (276-195pne) - obliczył średnicę Ziemi, odległość do Księżyca itd. - urządzenie do wyznaczania pierwiastków 3-go stopnia a b y x a x = x y = y b
Mechanizm z Antikythery (ok. 200-100pne.) - wyłowiony z wraku w 1901 r. - 82 fragmenty - badania od lat 50tych - co najmniej 30 kółek zębatych zapewne napędzanych korbą - cel: chyba przewidywanie ruchu planet - technologia zapomniana już w antyku
Astrolabium - wynaleziony w starożytności udoskonalany w średniowieczu - 3 części: rete, plate, mater - różne plate dla różnych szerokości geograficznych - na rete zaznaczone gwiazdy - zastosowania: -- wyznaczanie czasu, pozycji, kierunku świata - stosowane do XVIII w.
Sektor (XVI-XIX w.) - inaczej cyrkiel proporcjonalny - narzędzie m.in. do mnożenia, zasada: tw. Talesa x b = a y
Suwak logarytmiczny (XVII-XXw.) - podstawowa operacja: mnożenie i dzielenie - funkcje jednoargumentowe (trygonometryczne itp.): kilka równoległych skal i przesuwane okienko
Planimetr (poł. XIX w.) - cel: wyznaczanie pól dowolnych figur liniowy kątowy kółko tracer - kółko mierzy ruch prostopadły do ramienia
Działanie planimetru
Integraf - Bruno Abakanowicz (1852-1900) - wynalazł m.in. spirograf: - 1880: opatentował Integraf: rysowanie całek nieozn.
Lord Kelvin (1824-1907) - William Thomson, lord od 1892 r. - angielski fizyk, matematyk, przyrodnik - od 1890 r. prezes Royal Society - odkrył temperaturę 0K - sformułował II zasadę termodynamiki - odkrył argon - wynalazł mostek Kelvina (miernik oporności)... - i zbudował maszynę do przewidywania pływów
Pływy morskie - myśleli nad nimi: Kepler, Galileusz, Newton, Bernoulli, Laplace, Darwin, Kelvin,... - czynniki: grawitacja Księżyca i Słońca, ok. 30 innych - każdy czynnik ma amplitudę i okres - wzór: A 1 cos(w 1 x + b 1 )+A 2 cos(w 2 x + b 2 )+
Maszyna Kelvina - kółko do kreślenia (co)sinusów: - maszyny:
Całkowarki dyskowe - całkowarka dyskowo-kołowa: -- problem: tarcie - całkowarka kulowo-dyskowa: - analizator harmoniczny Kelvina (1878)
Leonardo Torres y Quevedo (1852-1936) - Maszyna Algebraiczna (1894) - cel: szukanie pierwiastków wielomianów - pod-cel: obliczanie wartości wielomianów - liczby reprezentowane logarytmicznie - klucz: mechanizm liczący log(x + y) z log(x) i log(y).
Vannevar Bush (1890-1974) - zanim wymyślił Memex... - znany głównie z komputerów analogowych - problem całkowarek: małe tarcie ----> duża strata siły skrętnej - wzmacniacz siły skrętnej:
Analizator różnicowy Busha - cel: rozwiązywanie równań różniczkowych - mechanizm: 6 całkowarek kulowo-dyskowych - przenoszenie sił przez wzmacniacze
Instrumental Analysis (1936) - artykuł V. Busha - dotyczył głównie komputerów analogowych - reprezentacja liczby: długość, odległość, kąt obrotu,... - reprezentacja funkcji: wykres - obliczenie pochodnej: kąt nachylenia wykresu - elektryczna pochodna: napięcie indukowane - elektryczna całka: napięcie na kondensatorze... - Bush widzi więcej przyszłości przed maszynami analogowymi niż cyfrowymi
Inne analizatory różnicowe Univ. Penn. (1942) Univ. Cambridge (1935) UCLA (1947)
Maszyny wojenne - celownik Kerrisona -- dla dział przeciwlotniczych -- ok. 1000 części, 230 kg - komputery torpedowe -- dla łodzi podwodnych -- ustalały i wprowadzały do torpedy kurs
Kosmiczny globus - urządzenie elektromechaniczne - na statkach kosmicznych ZSRR/Rosji - od początku do 2002 r. - cel: ukazanie pozycji statku na globusie - potrafił obliczyć miejsce lądowania
Deltar (1960-1984) - Delta Getij Analogon Rekenmachine - holenderski komputer analogowy - cel: modelowanie pływów i powodzi - idea: analogie między przepływami wody i prądu
Obliczenia analogowe Zalety: - nie trzeba znać rozwiązań numerycznych - duża szybkość - szybka analiza różnych danych wejściowych Wady: - mała uniwersalność - brak pamięci - mała (i nieskalowalna) dokładność Od połowy lat 40tych komputery analogowe zanikły.