Як люди зрозуміли, що можуть робити логіку з електронікою? [зачинено]

Як люди зрозуміли, що можуть робити логіку з електронікою? Чи є анекдоти чи записи перших реалізацій? Мені цікаво про перші "еврики" моменти.

Зі статті Вікіпедії булева алгебра :

У 1930-х роках, вивчаючи схеми комутації, Клод Шеннон зауважив, що також можна застосувати правила алгебри Була в цій установці, і він запровадив перемикання алгебри як спосіб аналізу та проектування схем алгебраїчними засобами з точки зору логічних воріт. Шеннон вже мав у своєму розпорядженні абстрактний математичний апарат, таким чином він передав свою алгебру перемикання як двоелементну булеву алгебру.

У статті про Клода Шеннона наведено ще кілька деталей:

У 1936 році Шеннон розпочав аспірантуру з електротехніки на MIT, де працював на диференціальному аналізаторі Ванневар Буша, ранньому аналоговому комп'ютері. Вивчаючи складні спеціальні схеми цього аналізатора, Шеннон сконструював схеми комутації на основі концепцій Була. У 1937 р. Він написав магістерську дисертацію "Символічний аналіз релейних і комутаційних схем". Документ з цієї тези був опублікований у 1938 р. У цій роботі Шеннон довів, що його комутаційні схеми можуть бути використані для спрощення розташування електромеханічних реле які використовувалися тоді в комутаторах маршрутизації телефонних дзвінків. Далі він розширив цю концепцію, довівши, що ці схеми можуть вирішити всі проблеми, які може вирішити булева алгебра. В останній главі він подає схеми декількох схем, включаючи 4-бітний повний суматор.

Використання цієї властивості електричних комутаторів для реалізації логіки - це основна концепція, що лежить в основі всіх електронних цифрових комп'ютерів. Робота Шеннона стала основою дизайну цифрових схем, оскільки вона стала широко відомою в електротехнічному співтоваристві під час і після Другої світової війни. Теоретична суворість роботи Шеннона витіснила спеціальні методи, які панували раніше. Говард Гарднер назвав тезу Шеннона "можливо найважливішою, а також найбільш відомою, магістерською тезою століття".

Як і у багатьох інших важливих розробок у логіці та інформатиці, це був майже напевно математик і філософ Чарльз Сандерс Перс , чия робота передувала Шеннону десятиліттями:

Звичайно, геніальний прояв мати уявлення задовго до того, як воно буде зрозуміле та оцінене. Дозвольте підкреслити, окресливши передумови для ще однієї з логічних ідей Періса про велику оригінальність, ідею для релейного комп'ютера загального призначення, яка була на п’ятдесят років попереду свого часу. Послідовність подій така:

1. Перс стимулював Алана Маркенда винайти і побудувати механічну логічну машину, що перевершує машину Вільяма Стенлі Джевонса. Ця машина описана в Логічних машинах Перса , т. III, пт. 1, с. 625–632.
2. Ця машина була побудована на початку 1880-х років. Приблизно в той же час Періс задумав достатність "не-і" і "не-або" разом з використанням таблиці істинності як процедури прийняття рішення щодо тавтології.
3. У листі до Маркенда від 1886 року Періс запропонував використовувати реле для машини Маркунда і показав, як досягти "і" і "або" за допомогою реле . "... аж ніяк не безнадійно ... робити машину для дійсно дуже складних математичних задач (там же, стор. 632).
4. Тоді Маркванд підготував схему з'єднання для релейної версії свого механічного логічного апарату.

(Джерело: Артур В. Беркс, [«Нові елементи математики» (огляд книги), стор. 917, Вісник Американського математичного товариства , т. 84 , вип. 5 (вересень 1978 р.).

Цитуючи лист Перлоса 1886 року до Маркенда:

… Сподіватися на те, що зробити машину для дійсно дуже складних математичних задач аж ніяк не варто. Але вам доведеться продовжувати крок за кроком. Я думаю, що найкраще покластися на електроенергію. Нехай A, B, C - три клавіші або інші точки, там схема може бути відкритою або закритою. Як на фіг.1, схема є лише в тому випадку, якщо всі закриті; на рис. 2 є схема, якщо якась закрита. Це подібно до [логічного та & логічного або] в логіці.

(Джерело: Питання Чарльза С. Перса: Хронологічне видання , т. 5 (1884–1886) стор. 422. Indiana University Press, 1993. Christian JW Kloesel et al., Редактори.

Перс був дивовижним випадком того, хто настільки випереджав свій час, що його праці не могли оцінити сучасники. Його в основному ігнорували при житті, але йому вдалося передбачити величезну кількість важливих логічних і математичних розробок, які потім довелося повторно розкрити. Наприклад, він винайшов теорію решітки в 19 столітті, але ніхто не дійсно звернув увагу, поки Гаррет Біркхофф не винаходив її в 1935 році. Точка 2 в цитаті Беркса вище зауважує, що Періс винайшов логіку NAND (досі основна логіка мікрочіпів), але кредит зазвичай дається Генрі Шефферу, який відкрив це через 23 роки. Стаття Станфордської енциклопедії філософії про Періса .

Що стосується моментів "еврики", я думаю, що застосування булевої логіки в електроніці стало неминучим з того моменту, як Булева алгебра була формалізована Джорджем Булом в The Mathematical Analysis of Logic у 1847 році. Вікіпедія

Можна також стверджувати, що ця "еврика" сталася за десятиліття до формалізації булевої логіки, коли Чарльз Беббідж спробував побудувати його Аналітичний двигун у 1837 році - пристрій, що містить

арифметичний логічний блок, керуючий потік у вигляді умовного розгалуження і циклів і інтегрована пам'ять.

Аргумент тут вагомий, якщо врахувати, що з обчислювальної точки зору і механічні, і електронні логічні ворота є рівнозначними . Заміна механічних компонентів дешевшими, надійнішими електронними не обмежувалась логічними компонентами і була широко поширена у всіх галузях. Якби у Беббіджа були доступні основні електронні компоненти, можна уявити, що він би використав їх для такої логіки точно так само, як і механічні.

Третьою можливою "еврикою" може бути зустріч Беббіджа і Була на Великій Лондонській виставці 1862 року :

Кажуть, що вони обговорили цей "мислячий механізм", який Беббідж так і не виконав. Але це стало складовим елементом сучасних обчислень.

Ще однією важливою віхою "еврики" може стати реалізація мрії аналітичного двигуна Беббіджа із завершенням функціонування Гомарда Ейкена, електромагнітного керованого калькулятором, керованим автоматичною послідовністю в Гарварді в 1937 році.

Нарешті, ми, безумовно, можемо прив’язати цей момент не пізніше (як згадувалося у відповіді @ the-foton) у формалізації Клода Шеннона в офіційному оформленні mairrage Boolean Logic з електронними компонентами в MIT в 1938 році .

Ця чудова атлантична стаття детально відповідає на ваше запитання. Ось найближча річ до моменту Еврики:

Сьогодні ім'я Була добре відомо вченим-комп’ютерам (багато мов програмування мають базовий тип даних, який називають булевим), але в 1938 р. Його рідко читали за межами кафедр філософії. Сам Шеннон зіткнувся з роботою Була в студентському класі філософії. "Просто так сталося, що ніхто більше не був знайомий з обома полями одночасно", - прокоментував він згодом.

Автоматична телефонна станція Штроугера 1889 року, безумовно, було практичним та реальним використанням цифрової логіки за допомогою електромеханічних засобів. Вирішення інших логічних задач імпульсу / стану з реле та іншими електромеханічними частинами не могло бути зовсім новою концепцією не пізніше після цього моменту.

Поєднання фактів "реле повільно і шумно", а "газорозрядні та / або вакуумні трубки та їх технічні спадкоємці швидше і можуть виконувати ту саму роботу", щоб "використати буквальну електроніку для цифрової логіки" виявляється майже тривіальним.

Деякі додали пояснення: "Трубки для газового розряду", як у тиратронів, або навіть звичайні неонові лампи (вони мають сильний гістерезис між ударними і гасячими напругами і, таким чином, можуть діяти як елемент пам'яті), або більш складні пристрої, отримані тиратроном, як декатронові лічильники . Ранні виробничі конструкції вакуумних труб (до 1940-х років - конструкція ENIAC використовувала це покоління і мала серйозні проблеми з цим :) насправді ненавиділи використовувати як перемикаючі елементи з сильним увімкненням / вимкненням (залишені з подачею повної напруги, але сильно відключаються багато поступово пошкоджене катодне покриття. Ключове слово "катодний інтерфейс", або "zwischenschichtbildung" в німецькій літературі *); вакуумні трубки, які були надійними в цій функції, були введені для промислового обладнання управління 50-х років / 60-х років ...

* Згадування про те, що таблиці даних можуть існувати лише англійською, німецькою, голландською або французькою мовами для деяких із цих типів ...