WorldodTech

В 60-х годах 19-ого века американский ученый-логик Чарльз Сандерс Пирс начал читать лекции о работах Джорджа Буля, основателя Булевой алгебры (алгебры логики). Буль соеденил математику и логику и изложил это достаточно убедительно. Пирс радикально изменил и расширил Булеву алгебру.

В 80-х годах прошлого века Пирс понял, что ее можно использовать в качестве модели электрической сети с переключателями. С помощю значения «истина/ложь» в Булевой алгебре можно было точно отобразить, как ток протекает через комплекс переключателей. Другими словами, логика могла быть представлена с помощю электрической сети. Это означило, что в принципе возможно создать электрические вычислительную и логическую машины. И действительно, в 1885 году один из студентов Пирса Аллан Маркванд разработал, хотя и не построил, машину для выполнения простейших логических операций.

Сеть с переключателем (также известная как переключатель, блок переключения или реле), которую Пирс планировал использовать для реализации Булевой алгебры, стала одной из основ компьютера. Уникальное свойство этого утройства таково, что благодоря вводимой информации она заставляет ток течь или не течь.

А что собственно есть робот? Робот – это комплекс, возможно небольшой, которым управляет компьютер. Предположим, что робот подключен к настольному компьютеру через последовательный порт. Как же происходит процесс управления? Все очень просто – для каждой операции, выполняемой роботом, драйвер последовательного порта определяет определенную комбинацию вывода нолей и едениц, как правило, на третьем пине, который отвечает за передачу данных (TD – Transmission Data), которую робот понимает как инструкцию. Инструкция эта устанавливает переключатели в необходимое положение, предположим для включения привода перемещения или захвата. В современных роботах таковыми переключателями являются кремниевые чипы, но это далеко не всегда было так.

В 40-е годы уже нашего века переключатеями в компьютерах были механические реле, которые постоянно открывались и закрывались, громыхая, как грузовые поезда. В 50-е годы их заменили электронные лампы. Но и они не могли быть меньше определенного размера, а поскольку выделяли тепло, должны были находиться на определенном расстоянии друг от друга. Имен­но из-за них компьютеры имели довольно большие размеры. И вот наконец к 1960 году физики, работавшие над твердыми материалами, представили совершенно новый элемент.

Устройством, которое вытеснило электронную лампу, стал транзистор, очень маленький, на первый взгляд, нейтральный кристаллический слой с необычными электрическими свойствами. Изобретение транзистора немед­ленно было признано революционным открытием. Джон Бардин, Уолтер Брэттен и Уильям Шокли в 1956 году получили за него Нобелевскую пре­мию по физике.

Появление транзистора означало не просто замену устаревших технологических элементов на новые. В результате серии экспериментов в обла­сти квантовой физики транзисторы превратили компьютеры из «гигантского электронного мозга», доступного в основном инженерам и ученым, в товар, который можно купить, как телевизор. Транзистор стал огром­ным шагом вперед. Именно благодаря ему не только появились миникомпьютеры 60-х, но и наступила революция персональных компьютеров в 70-е годы.

А самое главное открытие столетия Бардин и Брэттен совершили в 1947 году за два дня до Рождества. Чтобы понять всю значимость устрой­ства, которое появилось тем зимним днем в Мюррэй Хилл, штат Нью-Джерси, необходимо вспомнить о годах исследований, предшествовавших этому.

В 40-е годы Джон Бардин и Уильям Шокли работали в разных облас­тях. Это было время, когда эксперименты в квантовой физике привели к открытиям, подтвердившимся позже. Стало ясно, что свойства кристал­лов некоторых химических элементов, например, германия и кремния, про­являются только в электрических полях. Эти кристаллы нельзя было назвать ни изоляторами, ни проводниками, поэтому им присвоили название «полу­проводники». Они обладали одним качеством, которое особенно заинтере­совало инженеров-электронщиков: кристалл полупроводника в одном на­правлении проводил электричество, а в другом нет.

Это свойство тут же было востребовано. Крошечные осколки таких кри­сталлов начали использовать для выпрямления электрического тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный. Полупроводниковые радиоприемники были первыми изделиями, выпущенными на продажу с практическим использованием этого изобретения.

Выпрямитель на кристаллах был довольно любопытным устройством, элементом минерала, выполнявшим полезную работу, но не имевшим дви­жущих частей. Этот, на первый взгляд, инертный прибор, обладавший уни­кальными свойствами, назвали элементом твердого состояния. Его вскоре заменило другое изобретение: триод Ли Де Фореста.