Уикипедия

Джон Атанасов: Разлика между версии

Интерактивен преглед на историята
← По-стара редакцияПо-нова редакция →
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
ВизуаленУикитекст
Редакция без резюме
м форматиране: 10x тире, 9x кавички, 4x тире-числа, 6lokavica (ползвайки Advisor)
Ред 13:
}} }}
 
'''Джон Вѝнсънт Атана̀сов''' ({{lang|en|John Vincent Atanasoff}}) е [[американски]] [[физик]], [[математик]] и [[електроинженер]]<ref group="notes">Автори на журналистическа романтика определят Атанасов като математик и електроинженер. Въпреки, че Атанасов завършва инженерство, придобива магистърска степен по математика и докторат по физика, той се идентифицира като теоритичен физик. В нито един документ (съдебни показания, интервюта, мемоари) Атанасов не се идентифицира като математик или електроинженер.</ref>, изобретател на един от първите електронни цифрови компютри<ref group="notes">Със съдебно решение (т. 3.1.5) на експерименталния модел на Атанасов е определен приоритет (завършен, готов за практикуване) декември 1939 г. За АВС компютъра съдът не определя приоритет, тъй като не е завършен, не изпълнява това, за което е проектиран и не е в полезно състояние. В т.Въведение.6.6 от съдебното решение съдът изброява задачите, които си е поставил за цел да реши и определя АВС компютъра като един от най-ранните електронни цифрови компютри (т.Въведение.6.6.3 "The„The history of design and construction of the earliest automatic electronic digital ''computers'' and, particularly, the so-called ABC ..."“). Първият електронен цифров компютър на Артър Дикинсон (IBM) е завършен в началото на юни 1939 г. (машината е проектирана в лабораторията на Патентния Департамент на фирмата, Ендикот, Ню Йорк) и е патентован на 20 януари 1940 г.(US 2,580,740). Вторият електронен цифров компютър на Деш-Мумма (NCR), е завършен на 15 август 1939 г. (по протокол за демонстрация пред патентна камисия на фирмата, Дейтон, Охайо) и е патентован на 20 март 1940 г. (US 2,595,045). Запазеният оригинал на този цифров компютър е демонстриран пред съда от Роберт Мумма. И двата компютъра са десетични т.е. работят с числа кодирани в двоично позиционен код, като табулаторите.</ref>, <ref group="notes"> До април 1941 г. терминът компютър е използван за човек, който прави изчисления на ръка. В своя патент за Model I (първата изчислителна машина с отдалечен достъп за изчисления с комплексни числа, използвана от 1940 г. до 1949 г. за изчисляване на импеданса на транс-континенталните комуникационни линии на AT&T, по това време собственик на Bell Laboratories.) Джордж Стибиц въвежда два нови термина – “цифров”„цифров“ за устройства, които работят със сигнали с две състояния, и “компютър”„компютър“ за изчислително устройство. Терминът “компютър”„компютър“ за изчислително устройство бързо си пробива път и до 1960 г. терминът “компютър”„компютър“ за човек, който извършва изчислиния на ръка, изчезва.</ref> и първият електронен цифров двоичен компютър, който е изграден от множество изчислителни модули и работи с числа кодирани в двоичен осмичен код.
 
Роден в многодетно семейство на българин и ирландка, той от малък проявява наклонност към [[математика]] и [[електротехника]]. Завършва електроинженерство, а след това защитава магистърска степен по математика и докторска дисертация по [[теоретична физика]]. Професионалната му кариера започва в Щатския колеж на Айова като преподавател по математика и физика. Научните му интереси и разработваните от докторантите под негово ръководство теми го изправят пред необходимостта от решаване на сложни [[диференциални уравнения]], за които са необходими значителни по обем изчисления. Наличната изчислителна техника ([[Табулираща машина|табулатори]], настолни калкулатори, касови апарати, акумулатори и т.н.) не са достатъчни гъвкави.<ref group="notes">Разликата между табулатор и калкулатор е в обема на изчисления, за които машината е предназначена. Първите експериментални модели на електронни цифрови компютри са с функционални възможности на акумулатори (аритметични машини за изчисляване на натрупване, използвани в банковата система) т.е. изпълняват само операции събиране и изваждане. Тези две операции са в основата на всички изчисления. Останалите аритметични операции умножение, деление, степенуване, коренуване и т.н. са итеративно повторение на събиране и изваждане плюс усъвършенствани вериги за управление на итерациите. Първите два електронни цифрови компютъра (на IBM и NCR) са паралелни структури и се появяват само седем години след първата паралелна електронна цифрова структура - – двоичния брояч на Уин Уйлямс (1932 г.). Те изпълняват изчисления до 3-ти порядък без да използват перфокарти (премахването на перфокартите е обща цел на двете разработки). Експерименталният модел на Атанасов е последователна структура и изпълнява събиране и изваждане до 8-ми порядък.</ref> След няколко неуспешни опита да ги приспособи Атанасов стига до идеята за принципно нова машина за изчисления, банка от калкулатори тип Monroe свързани към обща ос<ref group="notes">Най-ранните документи, в които Атанасов говори за свързване на банка от калкулатори тип Monroe към обща ос т.е. с обща синхронизация, е писмо от септември 1937 г. до адвокатската фирма Dietrich & Ratley с молба за патентно проучване и меморандума за начално финансиране от март 1939 г. Това всъщност е голямата идея на Атанасов - – създаване на изчислителна машина от много малки изчислителни модули т.е. мултипроцесор. Съвременните суперкомпютри са множество от малки PC-on-Chip модули, свързани в мрежа. Въпреки, че със съдебно решение (т. 12.2.7.3) е определена зависимост на ENIAC от мултипроцесора на АВС компютъра (претенция 90), Атанасов никога не претендира за това. Със съдебно решение (т. 3.1.4.) периода на разработка на ABC компютъра е определен 1937- – 1942 г.</ref>, която да решава системи с линейни уравнения по модифициран [[метод на Гаус]]. Двамата с [[Клифърд Бери]] създават [[прототип]] на машина, която превръща десетичните числа в двоични, извършва аритметични операции, използва логически изрази и записва междинните резултати в регенеративна [[Компютърна памет|памет]]. Макар и получила името [[компютър на Атанасов-Бери]] по време на делото ''Honeywell v. Sperry Rand'', тя не отговаря на съвременната дефиниция за [[компютър]].<ref group="notes">Архитектурната база на първите електронни компютри (в съответствие с термините на Стибиц) е взаимстваназаимствана от табулаторите – аритметично (изчислително) устройство и отделни регистър и акумулатор (терминът "акумулатор"„акумулатор“ за регистъра на междинния резултат е въведен от Джеймс Брайс през 1935 г.) Принципите на функциониране на съвремените компютри са дефинирани от Курт Гьодел, Алонзо Чърч и Алън Тюринг в периода 1930- – 1936 г. и са в основата на теорията на изчислимостта. През 1932- – 1933 г. Алонзо Чълч и Стивън Клини дефинират функционалното програмиране. През 1934 г. Алън Тюринг дефинира динамичното програмиране. Тези две дефиниции всъщност създават рамката на съвременната програма. През 1936 г. Алън Тюринг дефинира безкрайната лента като носител на програмата (принципа на запомнената програма), принципа на универсалността (всеки универсален компютър може да симулира работата на всеки друг универсален компютър т.е. в съвременни термини, всеки компютър може да изпълнява програма написана на друг компютър) и теоремата за спирането (HALT теорема, която гласи че не съществува надежден начин да се спре една програма т.е. тази теорема предсказва изтичането на паметта и влизането на компютрите в безкраен цикъл) Затова съвременните компютри се наричат компютри на Тюринг или по-рядко компютри на Гьодел. За да се реализират тези принципи е необходима значителна промяна на архитектурата – въвеждане на аритметично-логично устройство, въвеждане на принципи за управление и достъп до последователни масиви от запомнящи клетки (памет т.е. първите електронни компютри нямат памет, имат регистри и акумулатори) и средства за запомняне и търсене на програма. Тази промяна на архитектурата се осъществява в продължение на следващите 15- – 20 години.</ref> Поради влизането на САЩ във Втората световна война проектът остава незавършен и прототипът е изгубен.
 
Войната променя из основи кариерата на Атанасов и в периода 1942 – 1952 г. той работи само по военни проекти. След това основава собствена консултантска компания, става успешен [[бизнесмен]] и през 1969 г. се пенсионира. През това време компютърната индустрия се развива и конкуренцията между производителите расте. През 1967 г. с Атанасов се свързват адвокати, научили за неговия предвоенен проект, и го призовават за свидетел по дела, свързани с [[Патентен спор за ENIAC|патента на ENIAC]]. Така замисълът и реализацията на машината на Атанасов стават широко известни за първи път чрез съдебното решение по делото ''Honeywell, Inc. v. Sperry Rand Corp'', произнесено през 1973 г.
Ред 44:
[[Файл:Atanasoff-Berry Computer.jpg|мини|250px|Реплика от 1997 г. на [[Компютър на Атанасов-Бери|компютъра на Атанасов-Бери]] в Центъра Дъръм, Щатски университет на Айова]]
 
Атанасов решава да създаде принципно нова изчислителна машина, която да реши проблема с точността на изчисленията. През 1937 г. той стига до основната концепция на машината - – за свърже банка от прости калкулатори към обща ос. При конструирането Атанасов решава тежки инженерни проблеми, предизвикани от минималното финансиране, с което разполага. Той постига оригинални решения за архитектурата, организацията на паметта и метода за въвеждане и извеждане на данните.<ref group="notes">Компютърът на Атанасов съдържа около 300 лампи, благодарение на оригиналното решение за използване на суматорите както за побитово събиране и изваждане, така и за преминаване от десетична към двоична система и обратно. За сравнение ENIAC използва 18000 лампи.</ref> Тези оригинални решения позволяват на Атанасов и Бери да създадат компютър с последователна архитектура, при което въвеждането на данни става със стандартни перфокарти, но е последвано от междинна обработка чрез прогаряне на „перфокарти“ от принципно нов тип.
 
Според самия Атанасов той достига до тези решения по необичаен начин – една вечер, разочарован от множеството безплодни усилия, той се качва на колата си и кара без конкретна посока. След триста километра (190 мили) спира в крайпътно заведение в [[Илинойс]] и там се избистрят основните принципи на бъдещата машина.<ref group="notes">Тази история е юридическа интерпретация (твърдения асоциирани със събития с цел по-убедително въздействие), разказана е от Атанасов пред съда на 12 ноември 1968 г. и не потвърдена от никой друг. Тя започва така: "Както„Както станах да си тръгвам от това място, аз разбрах че съм прогресирал и съм стигнал до заключения как да продължа в решаване на проблемите, които имах. По време на този интервал аз разреших проблема какво ще използвам за елемент на абака. Аз ще използвам кондензатор и ще преодолея недостатъците като имам устройство, механизъм от машината който да обхожда паметта през чести интервали. В този момент аз не разреших нищо друго, например как абаки ще взаиимодейства, за да достави елемент на аритметика и алгебра, т.е. да извършва събиране и изваждане."“(United States District Court, District of Minnesota, Fourth Division, "Deposition„Deposition of Dr. John V. Atanasoff" -Atanasoff“ – стр. 167, първи отговор, втори параграф) Атанасов променя историята с кръчмата в Илинойс многократно. Историята на създаване на АВС компютъра е описана в [16] през 1940 г. Там Атанасов пише: "Първите планове бяха да се използва схема на двоичен брояч, но след месеци ескперименти тази идея беше изоставена поради вътрешна нестабилност на схемите.([16] - – стр. 6, втори параграф) ... В началото, петият вариант на елемент (т.е. кондензаторният вариант) не беше предвиден защото беше преценено, че състоянието на зареждане е твърде преходно явление за да се използва за съхраняване на числа в машината. След много модификации на всеки един от изброените предишни варианти, които не постигнаха задоволителни резултати по отношение на цена, сложност и готовност за свързване към останалия механизъм, вниманието беше насочено към възможността да се използва малък кондензатор. '''След това''' на автора му дойде идеята, че може би е възможно така да се проектира механизма, че машината да обхожда своята памет през малки интервали ..."([16] – стр. 7 последен параграф, стр. 8 първи параграф)</ref> Според Густафсон<ref name="Gustafson2">{{Цитат уеб| уеб_адрес=http://johngustafson.net/pubs/pub57/ABCPaper.htm | заглавие= "Reconstruction of the Atanasoff-Berry Computer", paper presented in Paderborn, Germany in 1998|достъп_дата = 22 март 2017|фамилно_име= Густафсон|първо_име= Джон|труд=Annals of the History of Computing |език= en}}</ref>, <ref group="notes"> В [15] Густафсон твърди, че АВС е готов за практикуване защото е решавал практичeскипрактически задачи, което противоречи на решение на съда т. 2.1.7, в което съдия Ларсън изрично обяснява готовност за практикуване като основен критерии за завършеност и готовност за патентоване на едно устройство и на документи по делото. В писмо до Джордж Грос от август 1942 г. Атанасов пеше: "Изчислителната„Изчислителната машина не е завършена и аз се принудих да стигна до заключението, че трябва да я изоставя за сега."“([17] - – стр. 198, първи параграф)</ref> ръководил създаването на реплика на АВС, в днешните понятия те са следните:
* да използва при пресмятането електричество и електроника, а не механика или електромеханика;
* да използва вътрешни операции с двоична аритметика,
Ред 56:
През март [[1939]] г. от колежа му отпускат 650 долара и Атанасов и Бери започват монтажа на машината в приземието на лабораторията по физика. До края на 1939 г. Атанасов и Бери създават [[прототип]] на изчислителната машина, който съдържа два 25-битови абака ([[Сметало|сметала]]) (с думата „abacus“ Атанасов означава [[Регистър (компютър)|регистър]] или акумулатор), разположени радиално от двете страни на бакелитов диск, един [[суматор]] и конвертор.(<ref name = "Atanasoff"/> – стр. 29, предпоследен параграф). Този модел им позволява в периода ноември 1939-януари 1940 да тестват части от регенеративната памет и аритметичното устройство на машината в различни условия и е първото експериментално електронно устройство, което успешно изпълнява двоични операции събиране и изваждане.<ref name = "Alice"/> Операциите се извършват върху десетични числа, кодирани в осмичен код и резултатите са добри. В началото на 1940 г. те получават още 810 долара за проекта от колежа (110 долара от декана и 700 долара от научния съвет<ref name = "Atanasoff"/> – стр. 30). През същата година аритметичното устройство е проектирано отново.(<ref name = "Alice"/> – стр. 235) То се състои от 30 последователни двоични [[суматор]]а, работещи едновременно. Всеки суматор е предназначен за сумиране на една двойка от думи (по една от всеки барабан). До средата на 1942 г. е пуснат в действие прототип на сметачна машина, много по-късно наречена [[компютър на Атанасов-Бери]] или ABC ({{lang|en|Atanasoff-Berry Computer}}).<ref name = "Atanasoff">Atanasoff J.V., [http://cdm16001.contentdm.oclc.org/cdm/compoundobject/collection/p15031coll18/id/143/rec/4 Computing Machines for the solution of large systems of linear algebraic equations], Iowa State School Report, Aug. 1940</ref> Тя е специализирана<ref group="notes">Атанасов винаги е представял АВС компютъра като компютър за решаване на диференциални уранения, а не като компютър който може да решава и диференциални уравнения освен всичко друго. В резултат, АВС компютъра е определен като специализиран. Това определение се оспорва с много сериозен аргумент от Джон Густафсон в [15], ръководител на реконструкциата на компютъра от 1997 г. За компютрите без запомнена програма т.е. компютрите, които не са Тюринг съвместими, универсалността се определя от типа задачи, които могат да решават. Колкото повече типове задачи могат да решават т.е. колкото по-широко им е приложението, толкова по-универсални са. Аргумента на Густафсон е, че тъй като АВС компютъра може да изпълнява единични операции събиране, изваждане, умножение и деление и осигурява допълнителна гъвкавост за решаване на диференциални уравнения чрез множеството от изчислителни модули (29 изчислителни модула), такъв какъвто е ENIAC (16 изчислителни модула), то той може да бъде използван за решаване на широк спектър от задачи и е толкова универсален колкото и ENIAC. С други думи, АВС не е автоматичен, но е универсален. Разбира се, тази универсалност не е в термините на съвременните компютри.</ref> – предназначена е за решаване на системи линейни уравнения с до 29 неизвестни по модифициран метод на Гаус, като изпълнява фиксирана последователност от операциите събиране и изваждане (умножението и делението се свеждат до първите две). Изчислението се извършва с помощта на електронни схеми и логически изрази, а управлението става ръчно с електромеханични превключватели, т.е. машината не е автоматична. АВС компютърът не е съвместим със съвременното определение за компютър (погледни бележка 6).
 
Основната концепция е разработена от Атанасов.(<ref name="Kaplan_1"/> – стр. 4, последен отговор) По-голяма част от електронните схеми на ABC компютъра са дело на Клифърд Бери(<ref name="Kaplan_1"/> – стр. 4, първи отговор), механиката е разработена от Герт Вайсман.(<ref name=”Mobley”> Mobley B. P., ''The ingenuity of common workmen: and the invention of the computer'', Iowa State University, PhD Thesis, 2001, Iowa State University Digital Repository</ref> – стр. 192, втори параграф) Първата схема на двоичния суматор е проектирана съвместно от Атанасов и Бери.(<ref name="Kaplan_1"/> – стр. 2, последен отговор) Монтажът на машината е извършен от студенти под ръководството на Бери. Сред студентите, участвали в монтажа на АВС компютъра са Алън Къркпатрик (по-късно патентен адвокат на CDC, участник в екипа на Honeywell), Роберт Фулмър (по-късно патентен адвокат на General Electric, участник в съдебния процес), но с най-голяма заслуга при монтажа е д-р Роберт Мадър (проектирал захранването), оказал съществена помощ и при реконструкцията на АВС компютъра през 1995. Основен проблем е въвеждането на данните и извеждането на резултатите. По това време основни производители на перфочетящи устройства са IBM и AT&T, но и двете фирми не разрешават на други да се свързват към техни устройства(<ref name = "Burks">Burks A. W., „Who Invented the General Purpose Electronic Computer“, Colloquim, University of Michigan, 1974</ref> – стр. 5) (през 1944 – 1945 г. IBM дават разрешение на Екерт и Моукли да свързват и модифицират техни входно-изходни устройства (<ref name = "Alice"/> – стр. 207)). Клифърд Бери предлага интересна идея за запис и четене на междинните резултати – вместо да печата перфокарти, да прогаря с искра подходящ диелектрик ([[хартия]]).<ref name = "Berry">Berry C.E., [http://cdm16001.contentdm.oclc.org/cdm/compoundobject/collection/p15031coll18/id/57/rec/13 Design of Electrical Data Recording and Reading Mechanism], MSc Thesis, Iowa State College, 1941</ref> Тази идея се превръща в негова дипломна работа за придобиване на степен магистър ({{Lang|en|master of science}}). Устройството за записване и четене на данни на Бери обаче не е достатъчно надеждно, защото перфорацията не е достатъчно регулярна и става причина за случайни грешки (<ref name = "Alice"/> – стр. 224 – 225), (<ref name = "Burks"/> – стр. 5), <ref name="SEP">{{Цитат уеб| уеб_адрес=http://plato.stanford.edu/entries/computing-history/ | заглавие= The Modern History of Computing|достъп_дата = 31 октомври 2016|труд= [[Станфордска философска енциклопедия]]}}</ref>. АВС компютърът има и други проблеми, които никога не са били проучвани - – контактната система на барабаните(<ref name="Kaplan_1"/> - – стр. 12, последен отговор), режима на лампите <ref name = "Mooers"/>, опроводяването на компютъра (писма на Атанасов до Роберт Мадър)
 
Макар целта е да се решават системи с до 29 линейни уравнения с 29 неизвестни, поради войната проектът е прекъснат на стадий, на който машината е решавала системи уравнения с 3 до 5 неизвестни<ref name="Gustafson2"/>. След това тя е демонтирана в отсъствието на двамата автори и забравена.
Ред 69:
Междувременно по покана на Атанасов от 13 до 18 юни 1941 г. в дома му гостува [[Джон Моукли]], който е проявил интерес към машината. Двамата са се запознали на научна конференция и споделят интереса си към автоматизиране на обемни и сложни изчисления. Това посещение ще има сериозни последици далеч в бъдещето. Атанасов запознава Моукли с части от рапорта си от август 1940 г., но отказва да му даде копие. В разговорите той му разкрива архитектурата, схемите и демонстрира готовите блокове, а Моукли си води изчерпателни записки и си тръгва с изчерпателна информация за проекта, без да поема никакви задължения за опазване, неразпространение и неизползване на придобитите знания, макар че в писмо от октомври 1941 г., Атанасов го моли да спазва конфиденциалност поради предстоящото патентоване.<ref name="Pioneers">{{Цитат уеб| уеб_адрес=http://history.computer.org/pioneers/atanasoff.html | заглавие= Computer pioneers:John Vincent Atanasoff|достъп_дата = 6 март 2017|фамилно_име=Lee |първо_име= J.A.N.|издател= IEEE Computer society|език= en}}</ref> По късно този факт е едно от основанията за обявяване на патента на ENIAC за невалиден.
 
През пролетта и лятото на 1942 г. Атанасов и Бери подготвят заявка за патент.<ref group="notes">В т.13.21.1. от своето решение съдия Ларсън констатира, че „ABC е описан ... в чернова на патентна заявка, подготвена от Клифърд Бери ...“. По време на делото Атанасов свидетелства, че през пролетта и лятото на 1942 г. са работили върху патентна заявка заедно с адвокат Трекслер. С днешна дата е известно, че по същото време върху двоичен електронен цифров компютър се работи и в [[Bell Laboratories]]</ref> На 7 август 1942 г. Атанасов изпраща непълна чернова за патент (липсват 1/3 от чертежите) на адвокат Трекслер. <ref group="notes">Адвокат Трекслер започва работа върху заявката на Атанасов през ноември-декември 1942 г. и констатира, че в текста на заявката са описани 20 фигури, но е получил само 12. През декември 1942 г. адвокат Трекслер моли Атанасоф да изпрати и останалите 8 фигури.</ref> В началото на януари 1943 г. Атанасов спира да отговаря на писмата на адвокат Трекслер и едностранно прекратява процедурата за патентоване, без да информира колежа.(<ref name=”Mobley”/> - – стр. 200 – 201) <ref group="notes"> Със съдебно решение (т.13.21) съдът определя, че Атанасов е отговорен за провала на патентоването на АВС компютъра. Въпреки това Атанасов обвинява Колежа и адвокат Трекслер до края на живота си.[17] - – стр. 201, втори параграф) Към края на 1942 г. и в следващите 5 години ABC компютърът е новост. Могат да се посочат различни вероятни причини за отказа на Атанасов от патентоване: разкриване на идеята (посещенията на Атанасов в Raytheon, Bell Laboratories, General Electric, посещението на Моукли), машината остава незавършена (тя не решава система от уравнения с 29 неизвестни, за което е проектирана), не е в оперативна форма и не е в състояние на полезност. По време на делото Honeywell v. Sperry Rand последният факт е обект на много тежки спорове ([11] – стр. 242).</ref>
 
След като САЩ влизат във [[Втората световна война]] през декември [[1941]] г., от средата на 1942 г. Атанасов и Бери са ангажирани във военни проекти, работата по компютъра АВС е прекъсната, а след това машината е забравена. Нещо повече, поради преустройство на помещенията след време АВС е разглобен, тъй като не може да бъде изнесен от помещението<ref name="Gustafson2"/>, и от него са запазени само отделни части.
Взето от „https://bg.wikipedia.org/wiki/Джон_Атанасов“.