Bagaimana orang-orang menyadari bahwa mereka dapat melakukan logika dengan elektronik? [Tutup]

Bagaimana orang-orang menyadari bahwa mereka dapat melakukan logika dengan elektronik? Apakah ada anekdot atau catatan realisasi pertama? Saya bertanya-tanya tentang momen "eureka" pertama.

Dari artikel Wikipedia, aljabar Boolean :

Pada tahun 1930-an, ketika mempelajari sirkuit switching, Claude Shannon mengamati bahwa seseorang juga dapat menerapkan aturan aljabar Boole dalam pengaturan ini, dan ia memperkenalkan aljabar switching sebagai cara untuk menganalisis dan merancang sirkuit dengan cara aljabar dalam hal gerbang logika. Shannon sudah memiliki alat matematika abstrak yang dimilikinya, sehingga ia melemparkan aljabar beralih sebagai aljabar Boolean dua elemen.

Artikel tentang Claude Shannon memberikan beberapa detail:

Pada tahun 1936, Shannon memulai studi pascasarjana di bidang teknik listrik di MIT, di mana ia bekerja pada penganalisa diferensial Vannevar Bush, komputer analog awal. Saat mempelajari sirkuit ad hoc yang rumit dari alat analisis ini, Shannon mendesain sirkuit switching berdasarkan konsep Boole. Pada tahun 1937, ia menulis tesis masternya, A Symbolic Analysis of Relay dan Switching Circuits, Sebuah makalah dari tesis ini diterbitkan pada tahun 1938. Dalam karya ini, Shannon membuktikan bahwa sirkuit switching-nya dapat digunakan untuk menyederhanakan pengaturan relay elektromekanis. yang digunakan kemudian di sakelar perutean panggilan telepon. Selanjutnya, ia memperluas konsep ini, membuktikan bahwa sirkuit ini dapat menyelesaikan semua masalah yang bisa diselesaikan oleh aljabar Boolean. Dalam bab terakhir, ia menyajikan diagram beberapa sirkuit, termasuk penambah penuh 4-bit.

Menggunakan properti saklar listrik ini untuk mengimplementasikan logika adalah konsep dasar yang mendasari semua komputer digital elektronik. Karya Shannon menjadi dasar dari desain sirkuit digital, karena menjadi dikenal luas di komunitas teknik listrik selama dan setelah Perang Dunia II. Ketegaran teoretis karya Shannon menggantikan metode ad hoc yang telah berlaku sebelumnya. Howard Gardner menyebut tesis Shannon "mungkin tesis master paling penting, dan juga yang paling terkenal, abad ini."

Seperti begitu banyak perkembangan penting lainnya dalam logika dan ilmu komputer, hampir pasti ahli matematika dan filsuf Charles Sanders Peirce , yang karyanya mendahului Shannon selama beberapa dekade:

Tentu saja, itu adalah manifestasi dari kejeniusan untuk memiliki ide jauh sebelum dipahami dan dihargai. Izinkan saya menutup dengan menguraikan latar belakang gagasan logis Peirce lainnya tentang orisinalitas luar biasa, gagasan untuk komputer relay tujuan umum, yang lima puluh tahun lebih maju dari zamannya. Urutan acara adalah sebagai berikut:

1. Peirce merangsang Alan Marquand untuk menemukan dan membangun mesin logika mekanis yang lebih unggul dari William Stanley Jevons. Mesin ini dijelaskan dalam mesin Logical Peirce , vol. III, pt. 1, hlm. 625–632.
2. Mesin ini dibangun pada awal 1880-an. Pada saat yang hampir bersamaan, Peirce memahami kecukupan "tidak-dan" dan "tidak-atau," bersama dengan penggunaan tabel kebenaran sebagai prosedur pengambilan keputusan untuk tautologi.
3. Dalam sebuah surat kepada Marquand tanggal 1886 Peirce menyarankan penggunaan relay untuk mesin Marquand dan menunjukkan cara mencapai "dan" dan "atau" dengan relay . "... sama sekali tidak ada harapan ... untuk membuat mesin untuk masalah matematika yang sangat sulit (ibid., hlm. 632).
4. Marquand kemudian menyiapkan diagram pengkabelan untuk versi relai dari mesin logika mekanisnya.

(Sumber: Arthur W. Burks, [“Unsur-unsur Baru Matematika” (ulasan buku) hlm. 917, Buletin Masyarakat Matematika Amerika , vol 84 , edisi 5 (September 1978). Penekanan huruf tebal adalah milikku.)

Mengutip dari surat Peirce tahun 1886 kepada Marquand:

... Tidak ada harapan untuk membuat mesin untuk masalah matematika yang sangat sulit. Tetapi Anda harus melanjutkan langkah demi langkah. Saya pikir listrik akan menjadi hal terbaik untuk diandalkan. Misalkan A, B, C menjadi tiga kunci atau titik lain di sana sirkuit mungkin terbuka atau tertutup. Seperti pada Gambar 1, ada sirkuit hanya jika semua ditutup; pada Gambar. 2 ada sirkuit jika ada yang ditutup. Ini seperti [logis dan & logis atau] dalam Logika.

(Sumber: Tulisan-tulisan Charles S. Peirce: A Chronological Edition , vol. 5 (1884–1886) hlm. 422. Indiana University Press, 1993. Christian JW Kloesel et al., Editor.

Peirce adalah kasus luar biasa dari seseorang yang jauh di depan waktunya sehingga pekerjaannya tidak bisa dihargai oleh orang-orang sezamannya. Dia sebagian besar diabaikan dalam hidupnya, tetapi dia berhasil mengantisipasi sejumlah besar perkembangan logis dan matematika yang penting yang kemudian harus ditemukan kembali jauh kemudian. Sebagai contoh, ia menemukan teori kisi pada abad ke-19, tetapi tidak ada yang benar-benar memperhatikan sampai Garrett Birkhoff menemukannya kembali pada tahun 1935. Butir 2 dalam kutipan Burks di atas mengamati bahwa Peirce menemukan logika NAND (masih merupakan logika dasar microchip saat ini) tetapi kredit biasanya diberikan kepada Henry Sheffer yang menemukannya 23 tahun kemudian. Stanford Encyclopedia of Philosophy artikel tentang Peirce .

Sejauh momen "eureka", saya pikir penerapan logika Boolean untuk elektronik menjadi tak terhindarkan saat Boolean Algebra diresmikan oleh George Boole pada The Mathematical Analysis of Logictahun 1847. Wikipedia

Dapat juga dikatakan bahwa "eureka" ini terjadi satu dekade sebelum formalisasi logika Boolean ketika Charles Babbage mencoba membangun Mesin Analitiknya pada tahun 1837 , sebuah perangkat yang mengandung

unit logika aritmatika, aliran kontrol dalam bentuk percabangan dan loop bersyarat, dan memori terintegrasi.

Argumen di sini kuat jika seseorang menganggap bahwa, dari perspektif komputasi, baik gerbang logika mekanik dan elektronik adalah setara . Penggantian komponen mekanik dengan yang lebih murah, lebih dapat diandalkan elektronik tidak terbatas pada komponen logis dan tersebar luas di semua industri. Seandainya Babbage memiliki komponen elektronik dasar yang tersedia, orang dapat membayangkan dia akan menggunakannya untuk logika semacam ini dengan cara yang sama persis seperti yang dia lakukan pada komponen mekanis.

Kemungkinan "eureka" ketiga bisa berupa pertemuan Babbage dan Boole di Pameran London Raya pada tahun 1862 :

Keduanya dikatakan telah membahas "mesin berpikir" ini, yang tidak pernah diselesaikan Babbage. Tapi itu menjadi blok bangunan untuk komputasi modern.

Namun tonggak bersejarah "eureka" lainnya adalah terwujudnya mimpi Mesin Analitik Babbage dengan selesainya fungsi Kalkulator Terkontrol Elektomagnetik Howard Aiken yang berfungsi di Harvard pada tahun 1937.

Terakhir, kita tentu dapat mematok momen selambat-lambatnya (sebagaimana disebutkan dalam jawaban @ the-photon) dalam formalisasi Claude Shannon tentang mairrage Boolean Logic dengan komponen elektronik di MIT pada tahun 1938 .

Artikel Atlantik yang luar biasa ini menjawab pertanyaan Anda panjang lebar. Inilah hal terdekat dengan momen Eureka:

Saat ini, nama Boole dikenal oleh para ilmuwan komputer (banyak bahasa pemrograman memiliki tipe data dasar yang disebut Boolean), tetapi pada tahun 1938 ia jarang membaca di luar departemen filsafat. Shannon sendiri menjumpai karya Boole di kelas filsafat sarjana. "Kebetulan tidak ada orang lain yang akrab dengan kedua bidang pada saat yang sama," komentarnya kemudian.

Pertukaran telepon otomatis Strowger 1889 tentu saja merupakan penggunaan logika digital yang praktis dan nyata melalui cara-cara elektromekanis. Memecahkan masalah logika pulsa / keadaan lainnya dengan relay dan komponen elektromekanis lainnya tidak mungkin merupakan konsep yang sepenuhnya baru selambat-lambatnya setelah titik waktu ini.

Menggabungkan fakta-fakta "relay lambat dan berisik" dan "gas discharge dan / atau tabung vakum dan penerus teknis mereka lebih cepat dan dapat melakukan pekerjaan yang sama" untuk "mari kita gunakan elektronik literal untuk logika digital" muncul hampir sepele.

Beberapa penjelasan tambahan: "Tabung Pelepasan Gas" seperti pada Thyratron, atau bahkan lampu neon biasa (ini memiliki histeresis yang kuat antara voltase pemadam dan pemadam dan karenanya dapat bertindak sebagai elemen memori), atau perangkat turunan thyratron yang lebih kompleks seperti tabung penghitungan dekatron . Tabung vakum desain produksi sebelumnya (hingga tahun 1940-an - desain ENIAC menggunakan generasi itu dan memiliki masalah parah dengan itu :) sebenarnya benci digunakan sebagai elemen switching on / off yang sulit (dibiarkan dengan tegangan penuh diterapkan tetapi banyak dimatikan dengan keras secara progresif) merusak lapisan katoda. kata kunci adalah "antarmuka katoda", atau "zwischenschichtbildung" dalam literatur Jerman *); tabung vakum yang andal dalam fungsi itu diperkenalkan untuk peralatan kontrol industri era 50-an / 60-an ...

* Menyebutkan bahwa karena lembar data mungkin hanya ada dalam bahasa Inggris, Jerman, Belanda atau Prancis untuk beberapa jenis ini ...