Гомо Сапиенс. Человек разумный

Рассказ о компьютерах, их истории можно было бы начать многими способами. И с доисторических далей – с первых арифметических упражнений людей на счетах (их называли суан-пан в Древнем Китае, абак – в Древней Греции), – и с эпохи механических счетных устройств (машины Паскаля, Лейбница, Беббиджа). Но, нам кажется, лучше вести отсчет значительных дат с 1943 года, от того момента, когда взялись наконец строить первую электронную вычислительную машину.

Шла вторая мировая война. Надо было спешно создать устройства для расчета баллистических таблиц, что облегчило бы стрельбу по самолетам и бомбометание.

Работа велась в США, в Пенсильванском университете, в обстановке чрезвычайной секретности. 10 инженеров, 200 техников и большое число рабочих день и ночь трудились над проектом, получившим название Электронного цифрового интегратора и вычислителя, по-английски это пишется так: Electronics Numerical Integrator and Computer, сокращенно по первым буквам ENIAC или по-русски ЭНИАК. Добавим еще, что последнее слово в названии – computer (компьютер) – прижилось и стало синонимом, вторым именем для любой ЭВМ.

Ну и чудище было создано! Весила первая ЭВМ 30 тонн. А площадь занимала чуть ли не 150 квадратных метров.

На старых фотографиях можно увидеть громадный зал. Его стены сплошь уставлены какими-то шкафами – это и есть ЭНИАК. Кое-где тянутся кабели с проводами. Шкафы покрыты множеством переключателей, изрешечены стеклянными циферблатами, за которыми затаились стрелки приборов…

Этот динозавр электроники потреблял мощность около 150 киловатт электроэнергии, ее хватило бы небольшому заводу. И состоял ЭНИАК из 18 тысяч электронных вакуумных ламп и 1500 реле. Строительство первой ЭВМ затянулось. Оно было закончено уже после капитуляции Японии. Веского слова в войне произнести ЭНИАКу не удалось.

Электронная вакуумная лампа – вот основная деталь, которую использовали при создании ЭНИАКа. Это основа и соль всего дела. Если бы не лампы, если бы ЭВМ тогда была бы построена на механических компонентах, то эта машина должна была бы быть размерами с… небоскреб! И ответов от такого чудища нужно было бы ждать годы. Лампы же позволили ЭНИАКу давать ответы через минуты.

Вакуумные лампы – это было лучшее, чем располагала техника тех, теперь уже далеких лет. Тогда они вовсю использовались в радиоприемниках. Излучаемые передатчиком радиоволны необыкновенно мощны, но, когда они, обегая земной шар или рассекая просторы космоса, проходят большие расстояния, их сила может снизиться в миллионы раз. Этот шепот радиоволн нельзя было бы расслышать, если бы не электронные лампы. Они усиливали электромагнитные послания настолько, что сигналы вновь становились достаточно мощными, способными привести репродуктор приемника в действие и дающими уже слышимый звук.

Однако вакуумные лампы были громоздкими (и первые радиоприемники достигали величины комода). Инженеры всячески пытались их усовершенствовать, желая прежде всего эти лампы уменьшить. Постепенно удалось наладить выпуск ламп-малюток, высотой всего в 2–3 сантиметра. Трудно сказать, до каких пор дошла бы эта миниатюризация, если бы… если бы не возникло новое чудо техники – полупроводники.

12.2. Серебряный юбилей транзистора

Когда легендарный Гулливер, проснувшись, увидел разгуливающих по нему лилипутов, он ничуть не удивился миниатюрным размерам своих тюремщиков. Так и мы не удивляемся электронным лилипутам наших дней: карманным радиоприёмникам, переносным батарейным телевизорам и прочим чудесам электроники, возможность которых обеспечили нам транзисторы.

Если из химически чистого вещества – германия или кремния – изготовить кристалл со строго заданным количеством нужных примесей, введенных в его состав, то можно получить устройства, способные делать все то же, что делали прежде радиолампы.

Эти замечательные кристаллы-усилители назвали «транзисторами», потому что они передают (ТРАН-сфер – так звучит соответствующее английское слово) электрический сигнал через тело, которое в обычных условиях было бы сопротивлением (реЗИСТОРом).

Транзисторы, переняв все функции радиоламп, освоив все лучшее, что они умели делать, смогли избавиться и от всех их недостатков. Прежде всего им не нужен был вакуум как изолятор. Ведь кристалл сам по себе не проводит электрический ток. Так отпала необходимость в дорогостоящем вакууме (его надо создать!) и хрупком стекле.

Теперь о долговечности транзисторов. Лампы быстро перегорали (малейшая трещинка нарушала вакуум, испарение металлических нитей резко усиливалось, они быстро выходили из строя), полупроводники же могли работать практически неограниченное время.