미국에서 처음 개발된 컴퓨터

미국에서 처음 개발된 컴퓨터

1937년 클로드 섀넌은 부울 논리의 개념과 일대일로 대응하는 전기 회로가 존재한다는 것을 보여주었습니다. 그러한 회로는 나중에 논리 회로라고 불리게 되었고, 지금은 디지털 컴퓨터에서 반드시 사용하고 있습니다. 이 MIT에서의 석사 논문[46]에서 릴레이나 스위치를 사용해 부울 논리의 논리식을 구현할 수 있음을 보여줍니다. 이 논문이 실용적인 디지털 회로 설계의 기초를 닦았습니다. 조지 스티비츠는 1937년 11월 벨 연구소에서 'Model K'라고 이름 붙인 릴레이식 계산기를 완성했습니다. 벨 연구소는 1938년 후반에 스티비츠에 의한 계산기 연구 개발 프로젝트를 정식으로 시작했습니다. 1940년 1월 8일 완성된 Complex Number Calculator 는 복소수 계산이 가능했습니다. 1940년 9월 11일 다트머스 대학에서 개최된 미국 수학회 학회에서 텔레타이프 단말기를 벨 연구소에 있는 계산기와 전화 회선으로 연결하고 명령어를 보내 계산 결과를 얻는 시연을 했습니다. 전화 회선을 경유하여 원격으로 계산기를 사용한 사상 최초의 예입니다. 존 폰 노이만, 존 모클리, 노버트 위너 같은 사람들이 이 시연을 보고 있으며, 특히 위너는 그 추억을 뒤로하고 있습니다. 아타나소프&베리의 PC 복제품입니다(아이오와 주립대학) 1939년 아이오와 주립대학의 존 아타나소프와 클리포드 E. 베리가 아타나소프 & 베리 컴퓨터(ABC)를 개발했습니다. ABC는 세계 최초의 전자식 디지털 컴퓨터로 알려져 있습니다. 300개 이상의 진공관을 사용하고 기억장치에서 기계적으로 회전시킨 커패시터를 사용하고 있습니다. 프로그램은 불가능(단일기능)하지만 진공관으로 가산기를 구성한 것은 ABC가 세계 최초입니다. ENIAC 발명자 중 한 명인 존 모클리는 1941년 6월 ABC를 언급했습니다. 그것이 후의 ENIAC 설계에 영향을 미쳤는지에 대해서는 역사가들 사이에서도 다양한 의견이 있습니다. ABC는 오랫동안 잊혀 왔지만, ENIAC 등 특허의 유효성을 다투던 허니웰과 스페리랜드의 재판에서 선행 사례로 주목받게 됐습니다. 1939년 IBM에서는 Harvard Mark I의 개발이 시작되었습니다. 버비지 해석 기관의 영향을 받은 설계로 십진법을 채택하고 릴레이 외에 톱니바퀴나 로터리 스위치를 기억 장치나 연산 장치에 사용하고 있습니다. 정공 테이프로 프로그램 가능하며 병렬로 동작하는 연산 장치를 여러 개 갖추고 있었습니다. 후 버전에서는 여러 테이프 판독 장치를 갖추고 조건에 따라 어떤 테이프를 읽어 들여 실행할지 제어할 수 있었습니다. 튜링이 완전하지 않아요. Mark I는 1944년 5월 하버드 대학으로 옮겨 운용을 시작했습니다. ENIAC는 160kW의 전력을 사용하여 탄도 계산을 실시했습니다. 자세한 내용은 'ENIAC'를 참조하십시오. 미국에서 제작된 ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)는 세계 최초의 전자식 범용 컴퓨터입니다. 전자제품의 고속성과 복잡한 문제를 해결하기 위해 프로그래밍 가능한 능력을 처음으로 겸비한 계산기입니다. 1초에 가산 또는 뺄셈을 5000회 실행 가능한 성능으로 기존 계산기에 비해 천 배 정도 빠릅니다(Colossus는 논리 연산만으로는 가산할 수 없습니다). 또한 곱셈, 나눗셈, 제곱근을 계산하는 장치를 갖추고 있었습니다. 고속 메모리는 불과 20 워드 분량밖에 갖추고 있지 않습니다(바이트 수로 따지면 약 80바이트). 존 모클리와 존 프레스퍼 에커트의 지휘로 펜실베이니아 대학에서 진행된 ENIAC의 개발·제작은 1943년부터 1945년 말까지 걸렸습니다. 30톤의 중량을 가진 거대한 기계로 18,000개 이상의 진공관을 사용하고 있습니다. 따라서 진공관의 고장을 최소화하는 것이 기술적인 가장 중요한 과제가 되었습니다. 완성 후에는 약 10년간 사용되었습니다. 원래 ENIAC는 각각의 기능을 갖춘 디바이스 간의 배선을 교환함으로써 프로그래밍되었습니다. 이것은 현대의 감각으로 말하면 CPU의 LSI 칩 안의 배선을 다른 것으로 바꾸고 있는 것과 같아서 현대의 PC와는 아직 크게 다릅니다. ENIAC은 당초 완성 후에도 기억장치를 확장하거나 그 확장된 기억장치를 이용해 프로그램할 수 있게 되는 등 구성이 달라졌기 때문에 그 능력에 대해서는 그 시대에 따라 다릅니다. 따라서 다음 절에 나와 있는 것과 같은 일람표를 다른 자료 등에서도 볼 수 있지만 일반적으로 말해서 반드시 그것에 주의해야 합니다. 초기 컴퓨터 비교입니다. 1940년대 초기 디지털 컴퓨터의 비교입니다. 명칭 가동 시기 수치 표현 계산 기구 프로그램 격납 방식 튜링 완전합니다. Zuse Z3 (독) 1941년 5월 이진부동소수점전기기계식 정공필름에 의한 프로그램 제어 (단, 조건분기명령이 없습니다) (1998) 아타나소프&베리 컴퓨터(미) 1942년 바이너리 전자식 단일 용도이므로 프로그램할 수 없습니다. Colossus Mark 1(영) 1944년 2월 바이너리 전자배선 변경과 스위치 설정에 의한 프로그램 제어입니다. Harvard Mark I – IBM ASCC (미) 1944년 5월 십진전기기계식 24 채널의 정공 테이프를 통한 프로그램 제어 (단, 조건 분기 명령은 없습니다) Colossus Mark2(영) 1944년 6월 바이너리 전자배선 변경과 스위치 설정에 의한 프로그램 제어입니다. Zuse Z4 (독일) 1945년 3월 바이너리 부동소수점 전기기계식 기공필름에 의한 프로그램 제어 ENIAC(미) 1946년 7월 도즈 전자배선 변경 및 스위치 설정에 의한 프로그램 제어 Manchester Small-Scale Experimental Machine (Baby) (영국) 1948년 6월 이진전자식 윌리엄스관 메모리를 사용한 프로그램 내장식 수정판 ENIAC(미) 1948년 9월 진전자 배선 변경과 스위치 설정에 의한 프로그램 제어에 가세해, Function Tables라고 불리는 기구를 프로그램 격납용 ROM으로서 사용한 프로그램 내장식도 가능합니다. EDSAC(영국) 1949년 5월 바이너리 전자식 수은 지연선 메모리에 의한 프로그램 내장식 Manchester Mark I (영국) 1949년 10월 바이너리 전자식 윌리엄스관과 자기 드럼 메모리에 의한 프로그램 내장식 CSIRAC(호주) 1949년 11월 바이너리 전자식 수은 지연선 메모리에 의한 프로그램 내장식 1세대입니다. ENIAC 완성 전부터 에카트와 모크리는 그 한계를 깨닫고 프로그램 내장식 컴퓨터 EDVAC 설계를 시작했습니다. 존 폰 노이만이 EDVAC 설계에 대해 기술한 문서(EDVAC에 관한 보고서의 제1 초고)가 널리 유포됨으로써 그 아키텍처를 노이만형 아키텍처라고 부르게 되었고, ENIAC 이후의 컴퓨터 개발은 세계적으로 이를 바탕으로 이루어지게 되었습니다. 노이만형 아키텍처는 프로그램과 데이터를 단일 메모리 장치에 저장하는 것을 특징으로 합니다. 당시 1차 기억장치로 이용 가능한 장치로는 음향지연선(수은지연선)이 있었습니다. 액체의 수은(또는 철사) 속을 음파가 전파되는 시간을 이용하여 데이터를 저장합니다. 일련의 음파 형태로 데이터가 관내를 전파하고 관 끝에 음파가 도달하면 그것을 1과 0을 나타내는 전기의 펄스파로 되돌리고 다시 수은 지연선의 다른 쪽 끝에서 음파로 변환하여 내보냅니다. 또 하나는 윌리엄스관입니다. 이쪽은 소형 브라운관에서 화면 부분 형광체에 전자빔이 닿은 부분만 일시적으로 대전되는 현상을 이용합니다. 1954년경에는 자기 코어 메모리가 급격히 일차 기억 장치로서 기존 장치를 대체하여 1970년대 중반까지 그 지위를 독점하였습니다. 자기 코어 메모리입니다. 각각의 코어가 1비트의 데이터를 유지합니다. 프로그램 내장식으로 설계된 최초의 컴퓨터는 EDVAC이지만 실제로 최초로 가동된 것은 EDVAC가 아닙니다. 에커트와 모클리가 프로젝트를 떠나면서 제작이 정체되었기 때문입니다. 최초의 노이만형(프로그램 내장식) 컴퓨터는 1948년의 맨체스터 대학의 통칭"Baby", 정식명 Small-Scale Experimental Machine입니다. 이 대학의 프레더릭 C. 윌리엄스와 톰 킬번이 개발을 지휘했습니다. 이것은 윌리엄스가 발명한 윌리엄스 관의 실용성을 평가하기 위해 개발된 시험기였습니다. 그 성공으로 1949년 실용적인 컴퓨터 Manchester Mark I를 개발했습니다. 윌리엄스 관과 자기 드럼 메모리를 사용하여 인덱스 레지스터라는 개념을 처음 도입했습니다. '세계 최초의 프로그램 내장 디지털 컴퓨터'의 다른 후보로는 케임브리지 대학에서 설계되고 개발된 EDSAC가 있습니다. 맨체스터의 'Baby' 1년 안에 가동되기 시작했지만 실제로 문제를 푸는 프로그램을 실행 가능한 수준이었습니다. EDSAC은 EDVAC의 계획에서 촉발되어 시작된 것으로 EDVAC도 EDSAC도 ENIAC가 가동되기 이전부터 계획이 시작되었습니다. 병렬 처리를 수행하는 ENIAC보다 단순한 단일 연산 장치를 채택했습니다. 그것은 컴퓨터 소형화의 첫 번째 물결이자 신뢰성 향상을 위한 대책이기도 했습니다. Manchester Mark I, EDSAC, EDVAC는 현대 컴퓨터 아키텍처의 원점이라고 할 수 있습니다. 맨체스터 대학의 Manchester Mark I는 최초의 상용 컴퓨터 Ferranti Mark 1의 프로토타입이 되었습니다. Ferranti Mark 1호기는 맨체스터 대학에 1951년 2월에 납품되었습니다. 그 밖에 적어도 9대가 1951년부터 1957년에 걸쳐 판매되고 있습니다. 소비에트 연방의 첫 번째 프로그램 내장 범용 컴퓨터는 열쇠입니다.