נגישות
headline





מחשב




Z3 - מכונת החישוב ברת-התכנות הראשונה


בשנים הבאות צצו מכונות חישוב שונות לעזר. נבחר לציין אחת מתוכן. בשנת 1881 החל
הֶרְמַן הוֹלֶרִית' (Herman Hollerith)
לתכנן מכונת ניקוב המסוגלת לקבל נתונים בצורת נקבים על נייר. ניקוב חור בכרטיס תורגם כמעבר זרם חשמלי והעדר חור תורגם לאי-מעבר של זרם חשמלי. מכונה זו שימשה את הממשל האמריקאי במפקד האוכלוסין שנערך בשנת 1890. חישובי המפקד הסתיימו תוך שנה אחת בלבד, לעומת חישובי המפקד של שנת 1880 שנערכו באופן ידני ונמשכו כשמונה שנים. בשנת 1896 הוא הקים חברה על בסיס המצאתו. בשנת 1924, החברה שהקים אוחדה עם חברת יבמ (IBM) שתיהפך לימים לחברת מחשבים נודעת. כרטיסי ניקוב היו בשימוש בתחילת דרכו של המחשב המודרני עד לסוף שנות ה-70 של המאה ה-20.

עד לנקודה זו כמעט כל מכונות החישוב שנבנו היו מכונות מכאניות לחלוטין. מכונה שפעולתה מושתת על גלגלי שיניים, מנופים, דסקות וכו' היא מסובכת לתכנון ובנייה, מסורבלת להפעלה, גדולה, כבדה ונוטה להיתקע ואו לצאת מכלל פעולה תוך זמן קצר. לכן עם הופעת החשמל והרכיבים החשמליים לא פלא שהללו אומצו מייד על-ידי מתכנני המכונות שיכלו להסתמך עד כה בפעולות מכאניות בלבד.

פעולת מיתוג חשמלית


הממסרים החשמליים אפשרו להחליף את המתגים המכאניים במתגים חשמליים. החלפה זו אפשרה לבנות מכונות חישוב קטנות יותר, פשוטות יותר וקלות יותר להפעלה. מכונה אחת שעשתה שימוש נרחב בממסרים החשמליים כמתגים היא מכונת החישוב Z1.

בשנת 1935, בנה מהנדס בניין גרמני בשם
קוֹנַארְד זוּשֶה (Konard Zuse)
מכונת חישוב שתפקידה לבצע חישובים במקצוע הבנייה. בניית המכונה עוררה את התעניינותו בתחום מכונות החישוב האוטומטיות. שנה לאחר-מכן סיים זושה לתכנן מכונת חישוב חשמלית-מכאנית חדשה. על בנייתה של המכונה החדשה הוא יעבוד במשך שלוש השנים הבאות. מכונה חדשה ומיוחדת זו של זושה זכתה לכינוי Z1. בשנת 1939 הוא שיפר את הדגם בדמות Z2 ובשנת 1941 הוסיף לסדרה את הדגם המוצלח יותר Z3. ייחודה של המכונה Z3 בכך שהיא המכונה המחשבת הראשונה בעולם שנבנתה בהצלחה ושניתן היה לתכנת אותה כך שתבצע פעולת חישוב שונה בכל פעם.

ל- Z3 היה מוגדר סט מצומצם של 9 פעולות או פקודות מחשב בסיסיות שהוא יכול היה לבצע. טופס מנוקב שהמכונה קראה דרך ממשק מיוחד העביר ליחידה המבצעת את הפקודות לביצוע ואת הערכים לחישוב. מבחינה זו היווה ה- Z3 אירוע משמעותי בתהליך התפתחות מכונת המחשב. לא מדובר עוד בקופסא שאופן פעולתה נקבע מראש, אלא בקופסא שניתן להגדיר לה כיצד לבצע את אופן פעולתה בכל פעם מחדש. חלומו של בבאג' לגבי מנוע אנליטי בר-תכנות סופסוף החל להתגשם בפועל.

ה- Z3 יצר הפרדה ברורה בין היכולות של המכונה לאופן הפעלתה. זוהי ההפרדה הקיימת עד היום במחשב בין החומרה לתוכנה. לכאורה מדובר בהפרדה סתמית וחסרת חשיבות. אך הפרדה זו מהווה שינוי משמעותי בהיסטורית הכלים ששימשו את האדם משחר ההיסטוריה ועד לנקודה זו. לראשונה יצר האדם כלי שביכולתו לחקות את אופן החשיבה האנושית.

כיצד המכונה החדשה יכולה לחקות את אופן החשיבה האנושית?

החשיבה האנושית מורכבת מנקודות פיצול רבות אינספור בהן נדרשת קבלת החלטה מסוג של "כן" או "לא". חלוקת מכונת החישוב לחומרה ולתוכנה מאפשרת להפריד בין אמצעי כוח החישוב (החומרה) ובין ההחלטות שיש לקבל בנקודות הפיצול השונות שבמהלך החישוב (התוכנה). כך ניתן בצורה חיצונית, בעזרת הטופס המנוקב המכיל את התוכנה, לגרום למכונה לחשב (או לחשוב) כל פעם באופן שונה.

כעת, אם נכתוב תוכנה מספיק מסובכת, כלומר בעלת מספר עצום של נקודות החלטה שונות, הרי שנוכל לקבל חיקוי טוב לפעולת החשיבה האנושית. נסביר זאת בעזרת המשל הבא. נמשיל את גוף האדם לחומרה ואת מוח האדם החושב לתוכנה. גוף האדם יכול לבצע פעולות בסיסיות פשוטות רבות, כגון: הליכה, טיפוס, ריצה, אכילה וכדומה. מוח האדם בוחן את המציאות שסביבו ומגיב כלפיה בהתאם. למשל, אם האדם נתקל באריה טורף הוא יבחר לברוח בריצה. אם האדם יתקל בפרי יפה הוא יכול לבחור לקטוף אותו ולאכול אותו. אם יחל לרדת גשם יבחר האדם להסתתר במערה. כל החלטות הפעולה הללו ואינספור אחרות הן התוכנה של האדם החושב.

אם נצליח לכתוב תוכנה המחליטה איזו פעולה המכונה תבצע בהתאם למציאות שסביבה, הרי שנוכל לקבל העתק מדויק להתנהגות האנושית. האם בכל-זאת ניתן יהיה להבדיל בין האדם החושב למכונה המחקה בדיוק רב את דרך חשיבתו? היכן בדיוק עובר הגבול המבדיל בין השניים?

אלו הן השאלות שהחלו להטריד מתמטיקאים רבים, את העוסקים בתחום הלוגיקה, את אנשי הפילוסופיה ואחרים.

אך אחת ממכונות החישוב Z1/2/3 לא שרדה עד היום. הן נהרסו כולן בזמן הפצצת בנות-הברית את גרמניה הנאצית במהלך מלחמת העולם השנייה. אך הן זכורות עד היום כצעד הכרחי נוסף אל עבר המחשב המודרני. אך נבהיר שאין ספק שה- Z3 המתקדמת עדיין הייתה רק מכונה פשוטה ביותר וכל קשר בינה ולאינטליגנציה מלאכותית הוא רחוק מרחק שנות-אור. כדי להצעיד את האנושות קדימה ממכונה ברת-תכנות פשוטה המסוגלת לבצע רק מגוון מוגבל של פעולות חישוב שונות אל עבר האפשרות העתידית ליצור מכונה מופלאה שתוכל אולי אפילו לחקות את דרך המחשבה האנושית נדרשה תרומתו של אדם מיוחד במינו. מי היה אדם זה ומה בדיוק הייתה תרומתו הייחודית, על כך מייד בהמשך.

לפרק הקודם | לפרק הבא




[ מבוא | החשבונייה | המחבר המכאני הראשון | המחבר המכאני השני | המכונה הדיפרנציאלית | המנוע האנליטי | מכונת - Z3 | אבי המחשב המודרני | "הבומבה" | מכונת - ABC | מכונת - Colossus | מכונת - Mark I | מכונת - ACE | מכונת - ENIAC | מכונת - EDVAC | מכונת - UNIVAC | הטרנזיסטור והמעגל המשולב | התפתחות שפות התוכנה | ציוני-דרך | אחרית-דבר ]



לשנים: 1990-2000

■...■...■...■...■ | שלום | ■...■...■...■...■



[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]