Как люди поняли, что могут делать логику с электроникой? [закрыто]

Как люди поняли, что могут делать логику с электроникой? Есть ли анекдоты или записи первых реализаций? Меня интересуют первые "эврика" моменты.

Из статьи Википедии, Булева алгебра :

В 1930-х годах, изучая схемы коммутации, Клод Шеннон заметил, что в этой ситуации можно также применять правила алгебры Буля, и он ввел алгебру коммутации как способ анализа и проектирования схем алгебраическими средствами с точки зрения логических элементов. Шеннон уже имел в своем распоряжении абстрактный математический аппарат, поэтому он использовал свою переключающую алгебру как двухэлементную булеву алгебру.

Статья о Клоде Шенноне дает более подробную информацию:

В 1936 году Шеннон начал обучение в области электротехники в Массачусетском технологическом институте, где работал над дифференциальным анализатором Ванневара Буша, ранним аналоговым компьютером. Изучая сложные специальные схемы этого анализатора, Шеннон разработал коммутационные схемы на основе концепций Буля. В 1937 году он защитил диссертацию на соискание ученой степени магистра «Символический анализ реле и коммутационных цепей». В 1938 г. была опубликована статья по этой диссертации. В этой работе Шеннон доказал, что его коммутационные схемы можно использовать для упрощения устройства электромеханических реле. которые использовались тогда в коммутаторах маршрутизации телефонных звонков. Затем он расширил эту концепцию, доказав, что эти схемы могут решить все проблемы, которые может решить булева алгебра. В последней главе он представляет схемы нескольких цепей, включая 4-битный полный сумматор.

Использование этого свойства электрических переключателей для реализации логики является фундаментальной концепцией, которая лежит в основе всех электронных цифровых компьютеров. Работа Шеннона стала основой проектирования цифровых схем, поскольку она стала широко известной в электротехническом сообществе во время и после Второй мировой войны. Теоретическая строгость работы Шеннона заменила специальные методы, которые преобладали ранее. Говард Гарднер назвал тезис Шеннона «возможно, самой важной, а также самой заметной магистерской диссертацией века».

Как и во многих других важных разработках в области логики и информатики, почти наверняка это был математик и философ Чарльз Сандерс Пирс , чьи работы предшествовали Шеннону на десятилетия:

Конечно, это проявление гениальности иметь идею задолго до того, как ее поняли и оценили. Позвольте мне в заключение изложить основы другой логической идеи Пирса о большой оригинальности - идею универсального ретрансляционного компьютера, который опередил свое время на пятьдесят лет. Последовательность событий следующая:

1. Пирс побудил Алана Марквенда изобрести и построить механическую логическую машину, превосходящую машину Уильяма Стэнли Джевонса. Эта машина описана в журнале Peirce's Logical machines , vol. III, пт. 1, с. 625–632.
2. Эта машина была построена в начале 1880-х годов. Примерно в то же время Пирс задумал достаточность «не-и» и «не-или» вместе с использованием таблицы истинности в качестве процедуры принятия решения для тавтологии.
3. В письме к Маркванду от 1886 года Пирс предложил использовать реле для машины Маркванда и показал, как добиться «и» и «или» с помощью реле . «... ни в коем случае не безнадежно ... делать машину для действительно очень сложных математических задач (там же, с. 632).
4. Затем Маркванд подготовил электрическую схему для релейной версии своего механического логического устройства.

(Источник: Артур В. Бёркс, [«Новые элементы математики» (рецензия на книгу), стр. 917, Бюллетень Американского математического общества , том 84 , выпуск 5 (сентябрь 1978 г.). Жирный шрифт выделен мной.)

Цитата из письма Пирса в 1886 году Маркванду:

… Отнюдь не безнадежно ожидать создания машины для действительно очень сложных математических задач. Но вам придется действовать шаг за шагом. Я думаю, что электричество будет лучшей вещью, на которую можно положиться. Пусть A, B, C - три ключа или другие точки, в которых цепь может быть разомкнутой или замкнутой. Как и на рис. 1, цепь существует, только если все замкнуты; на фиг. 2 есть схема , если какой - либо один замкнут. Это похоже на [логический и & логический или] в логике.

(Источник: сочинения Чарльза С. Пирса: хронологическое издание , том 5 (1884–1886), стр. 422. Университетское издательство Индианы, 1993. Кристиан Дж. В. Клосел и др., Редакторы.

Пирс был удивительным примером человека, который настолько далеко опередил свое время, что его работа не была оценена современниками. Его в основном игнорировали при его жизни, но он сумел предвидеть огромное количество важных логических и математических разработок, которые затем должны были быть открыты намного позже. Например, он изобрел теорию решеток в 19-м веке, но никто не обратил внимания, пока Гарретт Биркгоф не изобрел ее заново в 1935 году. Пункт 2 в приведенной выше цитате Бёркса отмечает, что Пирс изобрел логику NAND (по-прежнему основную логику микрочипов сегодня), но заслуга обычно дается Генри Шефферу, который обнаружил это 23 года спустя. Стэнфордская энциклопедия философских статей о Пирсе .

Что касается моментов «эврики», я думаю, что применение булевой логики к электронике стало неизбежным, когда Джордж Бул The Mathematical Analysis of Logicв 1847 году формализовал булеву алгебру . Википедия

Можно также утверждать, что эта «эврика» произошла за десять лет до формализации булевой логики, когда Чарльз Бэббидж попытался построить в 1837 году свой Аналитический движок , устройство, содержащее

арифметико-логическое устройство, поток управления в виде условных ветвлений и циклов, а также встроенная память.

Аргумент здесь силен, если учесть, что с вычислительной точки зрения как механические, так и электронные логические элементы эквивалентны . Замена механических компонентов более дешевыми и надежными электронными не ограничивалась логическими компонентами и была широко распространена во всех отраслях промышленности. Если бы у Бэббиджа были базовые электронные компоненты, можно представить, что он использовал бы их для логики такого рода точно так же, как он использовал механические.

Третьей возможной «эврикой» могла бы стать встреча Бэббиджа и Буля на Большой Лондонской экспозиции в 1862 году :

Говорят, что они обсуждали этот «двигатель мышления», который Бэббидж так и не завершил. Но это стало строительным блоком для современных вычислений.

Еще одной вехой "эврики" может стать реализация мечты Бэббиджа "Аналитический двигатель" с завершением работы электромагнитного автоматического калькулятора с управляемой последовательностью Говарда Айкена в Гарварде в 1937 году.

Наконец, мы, безусловно, можем привязать момент не позднее, чем (как упоминалось в ответе @ the-photon) в формализации Клода Шеннона мажоритарной булевой логики с электронными компонентами в MIT в 1938 году .

Эта превосходная статья об Атлантике подробно ответит на ваш вопрос. Вот самая близкая вещь к моменту Эврики:

Сегодня имя Буля хорошо известно ученым-программистам (многие языки программирования имеют базовый тип данных, называемый булевым), но в 1938 году его редко читали за пределами факультетов философии. Сам Шеннон столкнулся с работой Буле на уроке философии для студентов. «Просто так получилось, что никто другой не был знаком с обоими полями одновременно», - прокомментировал он позже.

Автоматическая телефонная станция Strowger 1889 года, безусловно, была практическим и реальным использованием цифровой логики с помощью электромеханических средств. Решение других проблем логики импульсов / состояний с реле и другими электромеханическими деталями не могло быть совершенно новой концепцией самое позднее после этого момента времени.

Объединение фактов «реле медленные и шумные» и «газоразрядные и / или вакуумные трубки и их технические преемники быстрее и могут выполнять ту же работу», чтобы «давайте использовать буквальную электронику для цифровой логики» кажется почти тривиальным.

Некоторые добавили объяснения: «газоразрядные трубки», как в тиратронах, или даже простые неоновые лампы (они имеют сильный гистерезис между ударными и гашущими напряжениями и могут, таким образом, действовать как элемент памяти), или более сложные устройства, полученные из тиратрона, такие как счетные трубки декатронов , Более ранние производственные вакуумные трубки (вплоть до 1940-х годов - дизайн ENIAC использовал это поколение и имел серьезные проблемы с ним :), на самом деле ненавидел, когда его использовали в качестве переключающих элементов с жестким включением / выключением (оставляли с приложенным полным напряжением, но постепенно отключали сильно) повреждено катодное покрытие. ключевое слово «интерфейс катода» или «zwischenschichtbildung» в немецкой литературе *); Вакуумные трубки, которые были надежны в этой функции, были введены в промышленное контрольное оборудование эпохи 50-х / 60-х годов ...

* Упоминание о том, что таблицы данных могут существовать только на английском, немецком, голландском или французском языках для некоторых из этих типов ...