Реферат: Выдающиеся отечественные и зарубежные учёные, внёсшие существенный вклад в развитие и становление информатики
Прервём наше повествование ради чрезвычайно любопытной справки: американские кондукторы в те годы изобрели весьма оригинальный способ борьбы с мошенничеством на железных дорогах и кражей проездных билетов, на которых (в целях экономии средств) не было ни серийных номеров, ни фамилий владельцев. Проверяющий компостером делал дырки в условных местах на билете, помечая таким образом пол, цвет волос и глаз пассажира. В результате получалась своеобразная перфокарта, в какой-то мере позволяющая идентифицировать истинного владельца билета. Но вернёмся к нашему герою...
Вскоре в
лаборатории поселился неуклюжий монстр, собранный, в основном, из
металлического лома, найденного на роскошных университетских помойках.
Кое-какие детали пришлось заказать из Европы. Примечательно, что в первом своем
воплощении счетная машина Холлерита использовала перфорированную ленту. Лента
скользила по изолированному металлическому столу, сверху она прижималась
металлической же полосой с рядом не жестко закрепленных и округло сточенных
гвоздей. В случае 
попадания "гвоздя" в отверстие на ленте фиксировалось
замыкание электрического контакта, электрический импульс приводил в движение
счетный механизм. Таким примитивным, но весьма эффективным образом
осуществлялось считывание информации. Но вскоре Холлерит разочаровался в ленте,
поскольку она быстро изнашивалась и рвалась, кроме того, довольно часто из-за
высокой скорости движения ленты информация не успевала считываться. Поэтому, в
конце концов, под давлением своего родного тестя Джона Биллингса, в качестве
носителей информации Холлеритом были избраны перфокарты. Спустя сто лет,
компьютерщики вновь сочли идею считывания информации с ленты более
перспективной. Но это, как принято говорить, совсем другая история.
Изобретательская деятельность настолько захватила Холлерита, что это не могло не сказаться на качестве его преподавания. Кроме того, он не любил маячить перед студентами и всячески стремился избегать необходимости елозить мелом по доске. Поэтому, когда в 1884 году ему предложили место старшего служащего в Национальном патентном бюро, он не колебался ни минуты. Спустя несколько месяцев Холлерит оформил на свое имя патент на созданный им перфокарточный табулятор. Машина была опробована в статистических бюро Нью-Йорка, Нью-Джерси и Балтимора. Начальство осталось довольным и рекомендовало изобретение Холлерита на конкурс среди систем, рассматриваемых правительством США в качестве базовых для механизации труда переписчиков во время грядущей переписи населения в 1890 году. Машине Холлерита не нашлось равных, и поэтому было спешно организовано создание промышленного образца перфокарточного табулятора в конструкторском бюро Пратта и Уитни (построивших позже знаменитый самолетный двигатель). Производство было доверено Западной Электрической Компании. А уже в июне 1890 началась первая в истории "механизированная" перепись населения. Всего в тот год в США были зарегистрированы 62.622.250 граждан, вся процедура обработки результатов заняла менее трех месяцев, сэкономив 5 бюджетных миллионов (весь госбюджет США того года исчислялся всего лишь десятками миллионов долларов). Для сравнения, перепись населения 1880 года заняла семь лет. Помимо скорости новая система давала возможность сравнения статистических данных по самым различным параметрам. Так, например, впервые были получены реальные оперативные данные по детской смертности в различных штатах.
Начался звездный период в жизни Холлерита. Он получил небывалый по тем временам гонорар в десять тысяч долларов, ему была присвоена ученая степень доктора естествознания, его систему взяли на вооружение (выплатив немалые деньги за право пользования патентом) канадцы, норвежцы, австрийцы, а позже и англичане. Институт Франклина наградил его престижной медалью Эллиота Крессона. Французы вручили ему золотую медаль на Парижской выставке 1893 года. Едва ли не все научные общества Европы и Америки записали его в "почетные члены". Позже историографы мировой науки назовут его "первым в мире статистическим инженером". В 1896 году выдоенные из заслуженной славы средства Герман Холлерит вложил без остатка в создание Tabulating Machine Company (TMC). К этому времени счетные машины были значительно усовершенствованы: автоматизированы процедуры подачи и сортировки перфокарт. В 1900 году госдепартамент вновь утвердил систему TMC в качестве базовой для "юбилейной" переписи населения. Хотя за свой патент Холлерит и запросил неслыханную сумму в 1 миллион долларов. Все эти деньги он предполагал использовать для развития производства.
Но нашлись чиновники, которые обвинили Холлерита в стяжательстве, ставящем под угрозу государственные интересы Америки. Было принято решение строить новую государственную систему переписи населения с использованием технологий TMC, однако в обход патентов Холлерита. В этой истории есть изрядная червоточина, ибо патенты на "новые" машины были зарегистрированы на имя некоего инженера Джеймса Пауерса - одного из сотрудников Национального бюро по переписи населения и бывшего коллегу Холлерита. А сразу после завершения очередной переписи в 1911 году, Пауерс сумел создать собственную Powers Tabulating Machine Company (PTMC) - прямого конкурента TMC. До сих пор специалисты спорят об источниках финансирования этого "старт-апа". Новое предприятие вскоре разорилось, но и TMC не сумела оправиться после потери государственного заказа.
В 1911 году весьма далекий от науки бизнесмен Чарльз Флинт создал Computer Tabulating Recording Company (CTRC), в которую составной частью вошла и изрядно потрепанная компания Холлерита. Бывшего директора TMC перевели на должность технического консультанта. Увы, новая компания тоже не процветала. CTRC поднялась лишь в 1920 году, за год до увольнения Холлерита, благодаря умелым действиям нового директора Томаса Ватсона. В 1924 Ватсон переименовал CTRC в знаменитейшую ныне IBM (International Machines Corporation). Поэтому именно его и принято считать отцом-основателем IBM.
Пятью годами позже управляющий делами IBM подписал бумагу о выделении необходимой суммы на похоронный ритуал прощания с телом коллеги, мистера Германа Холлерита. Кроме того, был подписан документ о прекращении выплаты ежемесячной пенсии и нулевых расходах на оплату материальных претензий со стороны родственников, в виду отсутствия оных. (Палочки, крючочки, палочки, крючочки:) На похоронах присутствовали члены совета директоров компании IBM и еще несколько человек. Суровый молодой человек держал бархатную подушечку с золотыми, серебряными и бронзовыми медалями. Эту подушечку и многочисленные патенты (число более 30) на имя Холлерита сегодня можно увидеть в музее славы IBM.
Кстати ему так и не досталось ни одной акции IBM, хотя именно его табуляционные машины принесли в итоге баснословные дивиденды счастливым акционерам. Дальнейшее развитие науки и техники позволии в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 на одном из предприятий Ай-Би-Эм в сотрудничестве с учёными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина «Марк-1».Это был монстр весом в 35 тонн.
Электромеханическая вычислительная машина "Марк 1"
«Марк-1» был основан
на использовании
электромеханических реле
и оперировал
десятичными числами,
закодированными на
перфоленте. Машина могла
манипулировать числами
длинной до
23 разрядов. Для перемножения
двух 23-разрядных чисел
ей было
необходимо 4 секунды.
Но электромеханические реле работали недостаточно быстро. Поэтому уже в 1943 американцы начали разработку альтернативного варианта вычислительной машины на
основе электронных ламп. В 1946 была построена первая электронная вычислительная машина ENIAC. Её вес составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади. Вместо тысяч электромеханических деталей ENIAC содержал 18000 электронных ламп. Считала машина в двоичной системе и производила 5000 операций сложения или 300 операций умножения в секунду.
Машины на электронных лампах работали существенно быстрее, но сами электронные лампы часто выходили из строя. Для их замены в 1947 американцы Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Бредфорд Шокли предложили использовать изобретённые ими стабильные переключающие полупроводниковые элементы-транзисторы.
На снимке — авторы эпохального
изобретения: Шокли (сидит),
Бардин (слева) и Бриттен (справа)
Джон БАРДИН ( 23.V 1908) - американский физик, член Национальной Академии Наук (1954). Родился в Мэдисоне. Окончил Висконсинский (1828) и Принстонский университеты. В 1935 - 1938 работал в Гарвардском университете, в 1938 - 1941 - в Миннесотском, в 1945 - 1951 - в лабораториях Белл - телефон, с 1951 - профессор Иллинойского университета.
Работы посвящены физике твёрдого тела и сверхпроводимости. Вместе с У.Браттейном открыл в 1948 транзисторный эффект и создал кристаллический триод с точечным контактом - первый полупроводниковый транзистор (Нобелевская премия, 1956). Совместно с Дж.Пирсоном исследовал большое количество образцов кремния с различным содержанием фосфора и серы и рассмотрел механизм рассеяния на донорах и акцепторах (1949). В 1950 с У. Шокли ввёл понятие деформационного потенциала. Независимо от Г.Фрёлиха предсказал (1950) притяжение между электронами за счёт обмена виртуальными фотонами и в 1951 провёл вычисления притяжения между электронами, обусловленного обменом виртуальными фононами. В 1957 совместно с Л.Купером и Дж.Шриффером построил микроскопическую теорию сверхпроводимости (теория Бардина - Купера - Шриффера) (Нобелевская премия, 1972). Развил теорию эффекта Мейсснера на основе модели с энергетической щелью, независимо от других обобщил в 1958 теорию электромагнитных свойств сверхпроводников на случай полей произвольной частоты. В 1961 предложил в теории туннелирования метод эффективного гамильтониана (модель туннелирования Бардина), в 1962 вычислил критические поля и токи для тонких плёнок.
В 1968 - 1969 был президентом Американского физического общества. Медаль Ф.Лондона (1962), Национальная медаль за науку (1965) и др.
30 июня 1948 года Ральф Боун, заместитель директора по науке лаборатории «Белл-телефон», сообщил журналистам о новом изобретении: «Мы назвали его транзистор, — он даже запнулся на этом новом слове, — поскольку это сопротивление (resistor — по-английски) из полупроводника, которое усиливает электрический сигнал ». По сравнению с громоздкими вакуумными лампами того времени транзистор выполнял те же функции с гораздо меньшим потреблением энергии и вдобавок имел много меньшие размеры.
|
|
Но пресса не обратила практически никакого внимания на этот маленький цилиндрик с торчащими проводками. Никто из репортеров, приглашенных на пресс-конференцию, не смог представить размах будущего распространения этого изобретения века.
Издатель такого супермонстра, как «Нью-Йорк таймс», отвел сообщению место на сорок шестой странице своего издания в разделе «Новости радио ». После известия о том, что вместо еженедельной программы «Радиотеатр «пойдет сериал «Наша мисс Брукс», сообщалось, что «вчера в лаборатории Белла был продемонстрирован новый прибор под названием транзистор, предназначенный для замены вакуумных трубок. Этот маленький металлический цилиндр размером в полдюйма не содержит сетки, электродов или стеклянного баллончика. Для него нет необходимости во времени разогрева ».
В то утро было слишком много других новостей, чтобы рождение транзистора было замечено. В начале недели советские войска отказались пропускать транспорт с продуктами в Западный Берлин. США и Великобритания ответили целым потоком самолетов в заблокированный город, забросив туда тысячи тонн продуктов и топлива, необходимых для нормальной жизни более двух миллионов берлинцев. Начиналась холодная война…
Даже для самих изобретателей транзистор с самого начала был всего лишь компактной и экономичной заменой вакуумных трубок. В послевоенные годы электронные цифровые компьютеры занимали огромные комнаты и требовали доброго десятка обслуживающих их специалистов для регулярной замены перегоревших ламп. Только вооруженные силы и правительство могли позволить себе расходы на подобных гигантов.
Но сегодня мы можем сказать, что без того удивительного изобретения никогда не смогла бы наступить Информационная Эпоха. Небольшой цилиндрик, который изобрели полвека назад Бардин, Браттейн и Шокли, совершенно переменил мир, окружающий нас. Стоит поговорить о том, как они это сделали.
Начальству открытие транзисторного эффекта было продемонстрировано на полгода раньше, 23 декабря 1947 года. Честно говоря, сообщение было очень коротким. Уолтер Браттейн произнес несколько вводных слов и включил оборудование. На экране осциллографа было четко видно, как подаваемый сигнал резко увеличивался на выходе транзистора. Потом Браттейн зачитал несколько строк из лабораторного журнала испытаний, после чего демонстрация была закончена. От руководства компании «Белл «на ней присутствовали двое: заместитель директора по науке Ральф Боун и эксперт лаборатории Харви Флетчер. Никто не может сказать, что они подумали, но, по словам очевидцев, физиономии у них были достаточно кислыми. Вероятно, как и все нормальные начальники, Боун и Флетчер ждали рассказов об экономическом эффекте и внедрении. Но ничего такого высказано не было, а открытие-то было, наверное, второе по значимости после того, как за 70 лет до него Александр Белл позвал своего ассистента через первый в мире телефон: «Мистер Ватсон, вы мне нужны ».
Вильям Шокли начал мечтать о полупроводниковом усилителе десятилетием раньше, но ему ничего не удавалось сделать до тех пор, пока в 1945 году в лабораторию Белла не пришел блестящий теоретик Джон Бардин. Он вначале сидел в одной комнате с не менее блестящим экспериментатором Уолтером Браттейном, занимающимся полупроводниками аж с 1930 года. Будучи полной противоположностью друг другу по склонностям и темпераменту, они сдружились на почве общего дела и частой игры в гольф. Именно их совместная работа в подразделении Шокли и привела к открытию.
Первые месяцы после него Шокли буквально разрывали противоречивые эмоции. С одной стороны, рядом с ним сделано выдающееся открытие, которое назвали «лучшим рождественским подарком лаборатории Белла ». С другой — его вклада в открытие практически не было, хотя он бился над ним десять лет.
Но это противоречие сильно помогло транзистору. Сразу же после открытия Шокли исписывает страницу за страницей своих рабочих тетрадей, соединяя новое изобретение (суть и значимость которого он понимал, наверное, лучше всех) со своими старыми разработками. Бардин и Браттейн быстро потеряли интерес к чисто технологическим упражнениям своего шефа, и в их отношениях к концу сороковых годов наметилась определенная холодность. В 1951 году Бардин ушел на профессорскую должность в университет штата Иллинойс, а Браттейн отклонился от флагманского курса лаборатории и занимался самостоятельными исследованиями. Пути трех первооткрывателей пересеклись опять в Стокгольме, где им вручали Нобелевскую премию за 1956 год.
