Долгое время считалось, что первой в мире электронно-вычислительной машиной (ЭВМ) была американская ENIAC, запущенная в 1945 году. На самом деле, ЭВМ появились гораздо раньше и активно применялись в военные годы. Однако информация о существовании таких машин десятки лет оставалась засекреченной.
Ещё до начала Второй мировой войны в США и в некоторых странах Европы инженеры-энтузиасты начали создавать первые прототипы вычислительных машин. Так, в 1930-е годы германские учёные разработали принципы построения ЭВМ на базе уже существовавших в то время табуляторов Холлерита и механических арифмометров. В 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе продемонстрировал своим друзьям и родственникам первую работающую вычислительную машину Z1. Правда, эта построенная на самодельных аналоговых реле машина была капризна в обращении и ненадёжна в работе, поэтому до серьёзного применения дело так и не дошло. Через год Цузе создал вторую машину — Z2, но и она осталась лишь пробным образцом. К тому же, позже она была уничтожена во время бомбардировок в ходе Второй мировой войны.
Но уже в мае 1941 года в Берлине Цузе представил машину Z3, вызвавшую восхищение у специалистов. Она базировалась на телефонных реле и работала гораздо надёжнее. В этой ЭВМ впервые поддерживались арифметические операции с плавающей запятой, кроме того, сложная в реализации десятичная система исчисления уступила место двоичной. Z3 имела память на 64 числа с плавающей запятой по 22 разряда: 7 разрядов для порядка и 15 разрядов для мантиссы. Программы здесь хранились на перфорированной плёнке. Некоторые историки указывают на то, что на Z3 в годы войны выполнялись расчёты для проектирования самолётов и баллистических ракет Вернера фон Брауна.
Z3 в годы войны выполняла расчёты, необходимые в проектировании самолётов и баллистических ракет Вернера фон Брауна
Гигантские ЭВМ для военных нужд в США
Вообще, первые вычислительные системы, нашедшие применение в годы Второй мировой, не являлись универсальными машинами и не соответствовали требованию полноты по Тьюрингу. Но всё же, их можно было назвать компьютерами, хоть и узкоспециализированными.
Разработка первой ЭВМ для сугубо военных целей Whirlwind началась ещё до Второй мировой войны. Создавали её для такой грандиозной задачи как подготовка пилотов на авиационных симуляторах. Однако решение подобного задания в довоенные и военные годы оказалось невыполнимым, поэтому Whirlwind так и не построили. Но в конце 1940-х между СССР и США началась холодная война, поэтому идею Whirlwind возродили: на этот раз предполагалось, что ЭВМ будет задействована для перехвата стратегических бомбардировщиков. В 1953-м году проект Whirlwind всё-таки завершили, система состояла из 50 тыс. вакуумных ламп и могла выполнять 75 тыс. операций в секунду. Потребление энергии достигало нескольких сотен киловатт. В процессе создания ЭВМ были внедрены такие инновационные технологии как ферритовые накопители данных, оперативная память на электронно-лучевых трубках и даже нечто вроде примитивного графического интерфейса. Для военных целей Whirlwind почти не использовали, поскольку примерно в то же время уже появились более экономные и производительные машины.
В Whirlwind уже появилось некое подобие примитивного графического интерфейса
Гораздо более успешной в США оказалась другая вычислительная машина – «Mark I» . История её создания такова: в 1944 году американская разведка получила информацию о том, что для расчёта баллистики немецкие инженеры используют электронно-вычислительные машины. Использовав собственные наработки и данные разведки, американский инженер Говард Эйкен при поддержке корпорации IBM сконструировал собственный компьютер для выполнения баллистических расчётов. Новая система под названием «Mark I» весила 5 тонн и включала в себя, среди прочего, более 600 км кабеля.
ЭВМ «Mark I» весила около 5 тонн, а её длина превышала 20 метров
В «Mark I» использовался принцип электромеханического реле, то есть, механические части перемещались с помощью электромагнитных сигналов. Система была очень медленной, для одной вычислительной операции требовалось 3-5 секунд. Но, несмотря на огромные размеры и слабую производительность, машиной «Mark I» можно было управлять с помощью программ, которые вводились с перфоленты. Это давало возможность решать довольно широкий класс математических задач.
В 1943 году по заказу Лаборатории баллистических исследований армии США стартовал проект разработки системы ENIAC, который завершился в 1945-м. Предполагалось, что ENIAC будут использовать для расчётов таблиц стрельбы. Однако ЭВМ была полностью готова лишь осенью 1945 года. Поскольку война к тому времени уже закончилась, Министерство обороны США решило использовать ENIAC в расчётах по разработке термоядерного оружия.
ENIAC использовалась для расчётов таблиц стрельбы и при разработки термоядерного оружия
В отличие от «Mark I» в ENIAC использовались электровакуумные лампы, а потребляемая мощность составляла 160 кВт. В то время вакуумные лампы были очень ненадёжны, сгоревшие элементы приходилось менять буквально каждый день. Тем не менее, разработчикам всё же удавалось выполнить несколько миллионов операций в течение нескольких часов, пока не происходил очередной сбой из-за сгоревшей лампы. Система ENIAC проработала в Лаборатории баллистических исследований армии США до 1955 года.
Британский прорыв. ЭВМ, сыгравшая важнейшую роль в победе
Чтобы эффективно вести войну важны любые знания о предполагаемых ударах противника, перемещении войск, их численности, подготовке, вооружении и т. д. Такие знания можно получить различными путями: вербовать старших офицеров и генералов из штаба Вермахта, владеющих стратегической информацией, словить «языка», перехватывать вражеские радиосообщения. Скажем так: все средства по-своему хороши, но не все одинаково доступны.
Перехватом шифровок немецкого командования занимались как советские разведслужбы, так и спецслужбы других стран. Основную проблему представляла расшифровка – вручную это занимало недопустимо много времени, ведь ситуация на фронтах менялась очень быстро. Чтобы информация не устаревала, расшифровку надо было выполнять буквально за 1-2 дня. Но вычислительных машин в СССР в то время не было.
Для шифрования секретных приказов верховного главнокомандования Вермахта, аппарата полиции, СД, СС в фашисткой Германии использовалась электрическая шифровальная машина «Энигма». Ещё до начала Второй мировой войны поляки сумели сделать точную копию «Энигмы» и переправить её в Великобританию. Но без ключа и схемы коммутации, которые немецкие связисты меняли 3 раза в день, даже имея в качестве приёмо-перехватчика ещё одну «Энигму» дешифровать сообщение было невозможно.
Электрическая шифровальная машина «Энигма»
Для разгадки ключей шифра британское командование организовало тайный центр в Блетчли-Парк. С целью создания дешифровальной ЭВМ в этом центре собрали команду математиков, шахматистов, любителей кроссвордов, знатоков различных областей знаний и даже двух музыкантов. Среди специалистов был и Алан Тьюринг, возглавлявший одну из групп, в которой работали 12 математиков и 4 лингвиста. В работу его группы и некоторых других входило создание различных специальных вычислительных машин для дешифровки немецких сообщений.
Идеи и таланты творческой команды Блетчли-Парка через кратчайшее время воплотились в реальных устройствах, среди которых была электромеханическая машина «Heath Robinson», включавшая два фотоэлектрических устройства считывания с перфоленты со скоростью 2 тыс. символов в секунду (подобно бесконечной ленте и считывающей головке «машины Тьюринга»), арифметическое устройство на реле и печатающий блок, а также машины «PeterRobinson», «SuperRobinson» и т. д. Эти устройства работали по принципу перебора различных комбинаций из символов немецкого кода до получения осмысленного сообщения.
В сентябре 1942 года в Блетчли-Парк прибыл английский математик и криптоаналитик Макс Ньюмен, который возглавил группу специалистов по созданию электронной вычислительной машины для дешифровки перехваченных немецких сообщений. В результате в декабре 1943 года была создана первая (не только в Британии, но и в мире) электронная вычислительная машина Colossus, содержащая 2 тыс. электронных ламп. Colossus стал первым полностью электронным вычислительным устройством, хотя на нём и нельзя было реализовать любую вычислимую функцию. Ввод данных — перехваченных за день неприятельских сообщений в закодированном виде — осуществлялся с перфоленты. Скорость считывания достигала 5 тыс. символов в секунду, для этого использовались 5 фотосчитывающих устройств. Машина в поисках соответствия сопоставляла зашифрованное сообщение с уже известными кодами «Энигмы», которые хранились в кольцевых регистрах, выполненных на тиратронах.
Британская ЭВМ Colossus (1943 г.), используемая для дешифровки перехваченных немецких сообщений
Colossus стала первой ЭВМ, которая с успехом работала для военного дела и которая сыграла важнейшую роль во Второй мировой войне. К концу войны было изготовлено около 10 таких ЭВМ, которые работали в государственном институте Блетчли-Парк.
«Не хочу сказать, что мы выиграли войну благодаря машине Тьюринга, но беру на себя смелость сказать, что без него мы могли бы её и проиграть», — вспоминал через годы один из специалистов команды по созданию Colossus.
Информация о существовании этих машин держалась в секрете до 1970-х гг. После войны Уинстон Черчилль лично подписал приказ о разрушении машины на части, не превышающие размером человеческой руки. В результате, из-за повышенной секретности Colossus не был упомянут во многих трудах по истории компьютеров.
А что же в СССР?
Известно, что первая отечественная ламповая вычислительная машина МЭСМ была создана под руководством академика С. А. Лебедева в Киеве лишь в 1951 году. Разработка собственных ЭВМ сдерживалась чрезвычайно слабой отечественной радиоэлементной базой и массовыми репрессиями против учёных. Так, в 1937 году в Соловецком лагере особого назначения был расстрелян Павел Флоренский, выдающийся учёный, который внёс значительный вклад в развитие отечественной электро- и радиотехники.
Но и в 1950-х годах советские идеологи относились к кибернетике очень скептически, называли её «наукой мракобесов». В 1952 году один из философов-марксистов заявил, что концепция кибернетики противоречит теории диалектического материализма Маркса, и назвал науку о компьютерах попыткой западных капиталистов ещё больше притеснять пролетариат, заменив рабочих, которым надо платить жалованье, на электронные машины.
После войны…
Наибольшего расцвета применение кибернетики для военных нужд достигло уже в послевоенное время. Сегодня компьютеры используются в обучающих симуляторах, для проектирования оружия, для наведения всевозможных ракет и управляемых снарядов. Наиболее продвинутые и богатые страны уже создали свои кибервойска и ведут кибератаки против других стран. Эксперты всё более уверено заявляют, что следующая мировая война будет вестись виртуально, в киберпространстве. Но это уже совсем другая история…
За день до Перемоги, 7 травня 1945 року, в СРСР з нагоди 50-річчя винайдення О.С. Поповим «бездротового телеграфу» уперше відзначали День радіо. … У численних рейтингових списках найвидатніших особистостей XX століття чільне місце посідає італієць Гульєльмо Марконі як «батько радіо». Протистоянню цих імен уже цілий вік. То хто ж перший став володарем ефіру?
Таке в історії науки й техніки буває досить часто: на одному й тому ж проміжку часу певна прогресивна ідея «оволодіває масами» вчених і винахідників. У 90-х роках XIX ст. вже понад шість мільйонів кілометрів телеграфних дротів обплутали простори розвинених країн світу; прокладений по дну Атлантичного океану кабель з’єднав Європу з Америкою. Але «крапкам-тире» азбуки Морзе і телефонії ставало все тісніше в мідних обіймах проводів. Вони рвалися у безмежжя ефірного простору.
Одним з перших ідею про застосування відкритих Г. Герцем електромагнітних хвиль для бездротового зв’язку висловив американський вчений Е. Томсон у 1889 р. Наступного року редакція петербурзького наукового журналу «Электричество» у примітці до статті російського вченого О.Д. Хвольсона про дослідження Г. Герца вмістила виноску з міркуваннями щодо можливості подібного застосування. Постійно зростаючі вимоги розвитку техніки квапили вчених. У 1892 р. англійський фізик У. Крукс подає детальний опис можливості спілкування двох людей через простір за допомоги апаратів, що взаємно настроюються. Київський студент В. Добровольський того ж року надсилає до редакції вже згаданого журналу «Электричество» статтю, де, описуючи один з пристроїв, намагається теоретично обгрунтувати можливість телеграфії без дротів.
Але від найсміливішої ідеї до її реалізації нерідко досить значна відстань. Хоча радіо пройшло цю відстань за досить короткий час. Найвагоміші практичні кроки на останньому відрізку цього шляху зробили словак Н.Тесла, француз Е.Бранлі, швед Т.Розеншольд, італієць П.Кальцеккі-Онесті, англієць О.Лоджі… Вони, хоч і багато що удосконалили, проте не створили найголовнішого — комплексного приймача сигналів. А саме це було вирішальною ланкою, якої не вистачало, аби ефір наповнився звуками. Першим цю наукову й технічну вершину здолав Олександр Степанович Попов.
25 квітня (7 травня) 1895 р. у Петербурзі проходило чергове, 151 засідання фізичного відділення Російського фізико-хімічного товариства. Загалом, пересічна подія… Якби не третє питання порядку денного: повідомлення викладача Кронштадтського мінного офіцерського класу О.С. Попова «Про відношення металевих порошків до електричних коливань». Доповідач не просто виклав присутнім свої думки, а й продемонстрував у дії сконструйований ним апарат, у якому електромагнітні хвилі, що виходили з когерера-вібратора, на відстані кількох метрів приводили в дію електричний дзвоник. Ця система і вважається винаходом пристрою радіосигналізації — найпростішого різновиду радіозв’язку, або коротко — радіо.
За висловом відомого вченого-фізика, історика науки Л. Мандельштама, «справжнім винахідником можна вважати того, хто дав ідеї конкретне втілення … після чиїх робіт не залишається сумніву в тому, що поставлена практична мета досягнута». Це в повній мірі стосується роботи О.С. Попова, бо саме він вперше дав технічне вирішення, цілком придатне для практичного здійснення радіозв’язку. Проте, важливе питання, що неодмінно постає вже протягом століття: якого типу пристрій винайшов О.С. Попов — приймач чи систему радіосигналізації? Безумовно, приймач, здатний реєструвати сигнали телеграфного коду, а не лише фіксувати природні електромагнітні коливання (наприклад, грозові розряди). Подібний приймач не можна винайти у відриві від взаємодії з передавальним пристроєм і відповідними антенами. Отже, О.С. Попов створив і систему радіосигналізації. Між тим, деякі «доброзичливці» від науки приписують Попову винайдення не радіо, а «грозовідмітника». Однак відомо, що, крім продемонстрованого 25 квітня (7 травня) 1895 р. приладу, О.С. Попов створив тоді ж інший пристрій, який використовувався для метеорологічних цілей. Стосовно такого застосування приладу вчений виступив з доповіддю наприкінці квітня того ж 1895 р. на об’єднаному зібранні метеорологічної комісії Географічного товариства і членів Головної фізичної обсерваторії.
А тепер — про трагедію вченого й винахідника О.С. Попова. На своє відкриття радіо він не взяв патенту (хоча пріоритетність у часі винаходу засвідчує й опубліковане вже через 5 днів у газеті «Кронштадтский вестник» повідомлення про виступ вченого на пам’ятному засіданні Російського фізико-хімічного товариства і детальний опис схеми приладу, вміщений у січневому номері за 1896 р. наукового «Журнала Российского физико-химического общества»). Чому ж так сталося щодо офіційного закріплення за російським вченим пріоритету винайдення радіо? Згадаймо, що О.С. Попов був викладачем (нехай і цивільною особою) провідного військового навчального закладу — Кронштадтського мінного офіцерського класу. І високі військово-морські чини імперії, ознайомившись з успішними дослідженнями вченого, однозначно попередили його про необхідність суворого дотримання таємниці винаходу й подальших удосконалень моделі радіозв’язку. Тож О.С. Попов не поспішав до Департаменту торгівлі і промисловості Міністерства фінансів, який відав патентною справою в Росії, а спершу все досить відверто виклав на тому пам’ятному засіданні фізичного відділення Російського фізико-хімічного товариства, очікуючи оцінки своїх колег-учених. Фактично, відмовляючись від будь-яких привілеїв, які до того ж обіцяли у подальшому щедрі матеріальні статки, О.С. Попов дещо пізніше сформулював своє кредо: «Якщо ми залюбки користуємося перевагами від чужих винаходів, то ми повинні радіти долі прислужитися й іншим своїм винаходом, і зробити це великодушно й безкорисливо».
Адже так діяли і вчені, яких особливо шанував Попов — Фарадей, Генрі, Ленц, Якобі, Герц. Жоден з них не був володарем патентів на свої відкриття. Так думав великий учений з берегів Балтики…
Досліди Гульєльмо Марконі
… І зовсім по-іншому діяв підприємливий студент з берегів Середземного моря італієць Гульєльмо Марконі. Свої перші досліди з бездротовим зв’язком він провів у 1895 р. у родинному маєтку на віллі «Грифон» поблизу Болоньї. Використовуючи теоретичні розробки свого вчителя, італійського вченого Августо Риги, цей 22-річний вільний слухач Болонського університету на змонтованій власноруч апаратурі відтворював досліди Г.Герца по виявленню електромагнітних коливань. Таким чином, поступово віддаляючи приймач від джерела сигналів, він домігся помітних успіхів. Проте тоді в його рідній Італії не виявили належної уваги до досліджень молодого співвітчизника. Використовуючи родинні зв’язки, Гульєльмо їде шукати щастя до Великобританії. Він розумів, що без патронату впливових у науково-технічному світі туманного Альбіону осіб не обійтися. Г.Марконі вдається успішно продемонструвати в дії свій прилад телеграфування на відстань без дротів головному інженеру урядових телеграфів Великобританії Вільяму Прису. Цей високопоставлений чиновник, який раніше не розумів значення електромагнітних хвиль, стає їх палким прибічником, всіляко агітуючи за прилад Марконі. А тут ще й газети зчиняють неймовірний галас навколо «нового способу передачі сигналів». Доходять ці повідомлення й до Попова у Кронштадт, але без будь-яких конкретних описів приладу італійця. Бо, на відміну від росіянина, Г.Марконі, подавши 2 червня 1896 р. до Лондонського патентного бюро заявку на свій винахід, суворо зберігає таємницю конструкції приладу до моменту одержання патенту.
Паралельно на різних кінцях Європи йде нелегальне змагання двох винахідників щодо розширення зони дії бездротового телеграфу. Причому і Попов, і Марконі свої досліди здійснюють в умовах водної акваторії: перший — у Кронштадтській гавані, другий — на Бристольському каналі. Такий збіг об’єктів не випадковий. Вже йшлося про пильну (аж занадто!) увагу російського військово-морського відомства до бездротового телеграфу викладача мінного класу. Аналогічний прилад заїжджого італійця одразу зацікавив і військові чини «володарки морів». Але ж якими нерівними були умови того заочного співзмагання! Коли О.С. Попову з великими труднощами вдалося «вибити» у своїх «опікунів» 300 рублів на досліди, то Управління пошт і телеграфів Великобританії, виконуючи вказівку В.Приса, надало у розпорядження Г.Марконі всі необхідні кошти й технічні ресурси. Тож коли О.С. Попов на саморобній апаратурі спочатку підкорив відстань до 600 метрів, то сигнали приладу Г.Марконі, в якому вже було чимало деталей, виготовлених на кращих європейських заводах, долали аж 12 кілометрів! Правда, невдовзі й досліди О.С. Попова дали змогу наблизитися до цієї відстані.
Лише 4 червня 1897 р. у Лондонському королівському інституті відбулася офіційна презентація приладів Г.Марконі. Одержавши на той час англійський патент № 12039 на «Удосконалення передачі електричних імпульсів і сигналів в апаратурі щодо цього», італієць нарешті розкриває «секрет» свого винаходу. І що ж?.. Прилад дивовижно нагадує апарат, продемонстрований О.С. Поповим ще весною 1895 р. і згодом описаний в «Журнале Российского физико-химического общества»: подібна схема, знайома трубка з металевими ошурками, молоточок від електродзвінка… Що це — геніальний чи випадковий збіг? Чи може…
Ім’я російського винахідника О.С. Попова жодного разу не пролунало того вечора під склепінням Лондонського королівського інституту. А між тим, англійські та європейські газети миттєво оповістили світ про новий успіх бездротової сигналізації, оголосивши Г. Марконі «володарем невидимих хвиль». Тепер і його батьківщина Італія палко вітає свою знаменитого співвітчизника, сам король Умберто удостоює винахідника рукостискання. Ще уважніше ставляться до нього високі чини британського та італійського флотів: адже назріває справжня революція в управлінні кораблями.
Чорноморські досліди Попова
Окрім безсмертних, відомих всьому світу ратних подвигів, Севастополь і Чорноморський флот прославили себе значним внеском у розвиток вітчизняної науки і техніки. Чорноморський флот свого часу був свідком визначної події не тільки в історії флоту кінця XIX століття, а й світової техніки. Йдеться про встановлення у Севастополі регулярного радіозв’язку між бойовими кораблями І впровадження радіо як штатного засобу зв’язку в російському військово-морському флоті.
Цю сторінку вітчизняного радіо вивчав член Вченої ради Центрального музею імені О.С. Попова Н.Луньов. Він, зокрема, встановив: перші свої досліди у використанні радіо для зв’язку між кораблями Олександр Степанович Попов проводив у Балтиці в 1898 році на кораблях навчально-мінного загону «Африка» і «Европа». Ці досліди хоч і були дуже важливими, але мали обмежений характер як за програмою, так і за обсягом виконаних робіт. Основні ж випробування винайдених ним пристроїв і встановлення регулярного радіозв’язку між бойовими кораблями О.С. Попов здійснив на головній базі Чорноморського флоту.
До Севастополя на маневри, які почалися 25 серпня 1899 року, О.С. Попов приїхав у супроводі свого найближчого помічника П. М. Рибкіна, перших радистів лейтенанта Є.В. Колбас’єва і солдатів Кронштадтської фортеці Назаренка та Єрмоленка. Вони встановили три радіостанції на броненосцях «Георгий Победоносец», «Три святителя» і мінному крейсері «Капитан Сакен». На триденних маневрах флоту ці кораблі підтримували між собою надійний радіотелеграфний зв’язок на відстані понад 17 кілометрів, котрий стабільно працював як на стоянці у базі, так і в поході. Роботами на Чорноморському флоті закінчився період дослідів телеграфування без проводів за способом О.С. Попова і почалося експлуатаційне впровадження цього виду зв’язку на флотах. Саме чорноморські досліди О.С. Попова, а також бездоганна робота лінії радіозв’язку Гогланд-Кутсало остаточно визначили долю безпровідного телеграфу. У березні 1900 року радіо було затверджено як штатний засіб зв’язку військово-морських флотів Росії.
Влітку 1901 року О.С. Попов знову приїхав до Севастополя, де керував встановленням радіостанцій на кораблях Чорноморського флоту, особисто беручи участь у виборі місць їх монтажу та настроюванні.
Першими кораблями Чорноморського флоту, які одержали постійні радіостанції, що діяли на відстані до 150 кілометрів, були броненосці «Георгий Победоносец», «Ростислав», «Двенадцать апостолов», «Екатерина Вторая» і мінний крейсер «Капитан Сакен». Для всебічного вивчення радіозв’язку станції були встановлені також на навчальному судні «Прут», міноносцях №268 і №263 і кораблях Російського пароплавного товариства «Новороссийск» та «Олег».
Радіостанції встановили в прибережній зоні. Але вони не були стаціонарними і переносилися в різні місця південної та північної частин міста.
Основна берегова радіостанція була змонтована біля колишньої пристрілювальної мінної станції у Кіленбалці. Характерно, що місце для неї було вибране настільки вдало, що з того часу, тобто з 1901 року, радіостанції тут працювали весь час, включаючи і період оборони Севастополя у 1941-1942 рр. Робота радіостанцій випробовувалася з Херсонеського маяка, з Мічманського бульвару та різних місць Північної сторони: Нижнього Інкерманського маяка, Мекензієвих гір і, як твердить багато істориків, з Радіогірки Північної сторони. У радіозв’язку брав участь також корабель «Три святителя», що стояв у Південній бухті.
На берегових радіостанціях навчали радистів для флоту. Для цього була створена спеціальна школа, інструкторів для якої особисто підготував О.С. Попов.
Важливі і цікаві роботи проводилися у Севастополі з радіокерування. Дослідження вчених показують, що Росія на початку розвитку радіотехніки не відставала від інших країн в радіокеруванні і що його колискою, як і самого радіо, є військово-морський флот.
Вперше в Росії можливість практичного використання радіохвиль для дистанційного керування рухомими об’єктами почав досліджувати видатний фізик, професор Харківського і Одеського університетів М.Д. Пильчиков. У березні і жовтні 1898 року на публічних лекціях він демонстрував досліди з радіокерування. В одному з них об’єкт керування був у садовому басейні. Вчений розробив спеціальний пристрій — «протектор», у нашому теперішньому розумінні — електричний фільтр, який виділяв сигнали керування, фільтруючи їх від сигналів-перешкод. Роботою М.Д. Пильчикова зацікавилося Морське міністерство, і в 1902 році було виділено кошти на проведення дослідів на морі. З 31 серпня до 4 вересня 1903 року в районі Херсонського мису проходили випробування запропонованого М.Д. Пильчиковим пристрою. Сигнали управління посилалися передавальною радіостанцією з Херсонеського маяка, а приймалися приладами винахідника, встановленими на транспорті «Днестр». На радіопередавачеві Херсонеського маяка була встановлена спіраль, що давала іскру 45 сантиметрів, камертонний переривник забезпечував збудження коливань потрібної частоти. На приймальній радіостанції «Днестра» фільтро-резонансна система «протектор» виділяла ці коливання. Досліди пройшли успішно. Нормальна робота забезпечувалася на відстані 60 миль. Головний командир флоту і портів Чорного моря відзначав у звіті Морському технічному комітету велику користь приладів Пильчикова.
Попов чи Марконі?
Здавалося б, досить вагомими були результати випробувань і практичного запровадження радіозв’язку О.С. Попова, перш за все, у морському флоті. Але така вже російська традиція: де до справи долучається оборонне відомство, там неодмінним супутником стає режим військової таємниці.
Г.Марконі ж вдавалося уміло обходити подібні рогатки втаємничення результатів своїх відкриттів. Натомість, він щосили пропагував свої досягнення. Звичайно ж, і слівцем не згадуючи про здобутки вчених і винахідників з інших країн, перш за все свого російського колеги.
Гірко про все це було читати О.С. Попову в зарубіжній пресі. А тут ще «масла у вогонь» додали й вітчизняні видання «Петербургская газета» та «Новое время», які начебто і співчували співвітчизнику, але водночас дорікали йому за «надмірну скромність», через яку, мовляв, Росія втратила пріоритет на винахід радіозв’язку. Та хіба могли вони знати про те табу, яке наклало імперське військово-морське відомство на поширення ним, Поповим, будь-якої інформації про ефірний радіотелеграф? Але виклик кинуто, і на нього треба було гідно відповісти. Тож Попов пише великого листа до газети «Новое время», де перераховує всі свої досліди й публікації про винайдення радіо, починаючи з весни 1895 р. Не обминає він своєю увагою і суперника-італійця: «Виявилося, що приймач Марконі за своїми складовими частинами однаковий з моїм приладом…» І ще: «На завершення кілька слів з приводу «відкриття» (так і подано у листі слово «відкриття» — влапках! — прим. автора). Заслуга відкриття явищ, застосованих Марконі, належить Герцу і Бранлі. Потім іде цілий ряд пропозицій, розпочатих Мінчиним, Лоджем і багатьма після них, у тому числі і мною». Водночас, віддаючи належне енергійності молодого італійця по просуванню справи бездротового телеграфу, О.С. Попов додає: «А Марконі першим насмілився стати на практичний грунт…» Щедрий аванс!
Немовби підтверджуючи наведені слова О.С. Попова, Гульєльмо Марконі після одержання англійського патенту розвиває бурхливу комерційну діяльність щодо використання винаходу. Він стає головним засновником британської Акціонерної компанії бездротового телеграфу й сигналізації. І то лише перший крок до головної мети — реалізації амбіційних задумів щодо всесвітнього поширення радіоапаратів «Товариства Марконі». Проте, все виявляється значно складнішим, аніж вимріяне ним всесвітнє монопольне панування в ефірі. Спроби Г.Марконі одержати патенти в інших країнах наштовхуються на опір місцевих підприємців, які й собі не проти відкусити ласого шматка від величезного пирога новітньої технології. При цьому вчені-експерти Німеччини, Франції, США, Росії нагадують настирливому італійцю, що у нього був попередник — О.С. Попов…
Не вийшло з багатьма зарубіжними патентами — можна іншими діями в черговий раз привернути до себе увагу. 27 березня 1899 р. Г.Марконі здійснює першу бездротову передачу сигналів через Ла-Манш. У грудні 1901 р. невгамовний італієць домігся визначного досягнення: по ефіру було передано сигнал з трьох крапок (літера «С» у азбуці Морзе) через Атлантичний океан, на відстань 3700 кілометрів! Відтоді радіо нарекли одним із символів XX століття. А «підкорення» США стає для Г.Марконі заповітною мрією. Протягом свого життя він майже 80 (!) разів перетинає Атлантичний океан, наполегливо утверджуючи свою справу в Новому світі.
Незважаючи на всю несхожість доль О.С. Попова і Г.Марконі, є у біографії кожного з них дуже подібні сторінки, які уславили їхні імена, а водночас і їхнє дітище — радіо.
Хоча й були суттєві відмінності — перш за все щодо фінансування дослідів. Якщо Марконі не міг скаржитися на нестачу коштів, то Попов постійно відчував серйозні фінансові труднощі. Так, коли він у 1897 році звернувся за позикою до Морського відомства Росії, прохаючи 1000 рублів, то міністр відхилив його подання: не варто, мовляв, викидати гроші на такі дурниці.
Проте, саме ці «дурниці» через два роки зробили Російському флоту неоціненну послугу, фактично врятувавши його честь. 13 листопада 1899 р. з Кронштадта вирушив у навколосвітнє плавання величезний броненосець «Генерал-адмірал Апраксін» — останнє слово військової техніки, як писала тогочасна преса. А наступного дня це «диво техніки» уже лежало з розпоротим дном па скелях поблизу острова Гогланд у Фінській затоці. То був скандал на увесь світ! Броненосець треба було врятувати за будь-яку ціну. А для цього, перш за все, потрібно налагодити зв’язок з кораблем, найкраще — за допомогою бездротового телеграфу. Ось тоді міністр став «щедрим», асигнувавши Попову і Рибкіну 10000 рублів. Проте ця щедрість пояснювалася простим розрахунком: прокладання телеграфного кабелю з Кронштадта на острів Гогланд коштувало б у кілька разів дорожче й тривало б досить довго. Тож «телеграф без дротів» виявився кращим!
Ця перша радіотелеграфна лінія була готова 1 лютого 1900 року і можна було налагодити зв’язок з броненосцем. Але керівник рятувальної експедиції капітан Залевський розпорядився припинити роботи. Річ у тім, що через півтора тижні був День ангела у Великої княгині, і Залевський наказав, щоб перша радіограма була вітальною телеграмою августійшій іменинниці. Що ж, в умовах царської Росії (а пізніше подібне нерідко практикувала й радянська партійно-номенклатурна бюрократія) це було важливіше, аніж рятування величезного броненосця з численним екіпажем.
Сталося інакше. 10 лютого Рибкін ретельно підготував апаратуру і вже готовий був до передачі «височайшої» телеграми, коли в навушниках пролунав тріск сигналів: «Передає Попов…» Рибкін почав записувати крапки й тире азбуки Морзе: «… Капітану криголама «Єрмак». Неподалік Лавансаарі відірвалася крижина з рибалками. Негайно надайте допомогу. Підпис: адмірал Авелан». Передаючи цю телеграму, Попов дуже ризикував: адже поздоровлень по радіо чекала сама Велика княгиня! Але завдяки цій телеграмі «Єрмак» встиг прийти на допомогу рибалкам. «Телеграф без дротів» врятував життя людям!
Загалом же в ході цих двох операцій (успішне зняття з прибережних скель броненосця «Генерал-адмірал Апраксін» та допомога рибалкам) було передано майже 400 радіограм на відстань близько 50 кілометрів. Радіозв’язок почав служити людству
. «Зоряний час» радіоапаратури Г. Марконі настав у квітні 1912 р., коли в Атлантиці сталася трагедія теплоходом «Титанік». Першою сигнали про нещастя прийняла станція «Товариства Марконі» у Нью-Йорку. Працював на ній «бездротовий оператор», виходець з Росії Давид Сарнов, який безперервно протягом трьох діб одержував радіограми з місця рятувальних робіт. Щоб не перешкоджати цьому радіообміну, президент СШЛ Тафт розпорядився припинити роботу усіх інших радіостанцій на американському узбережжі. Газети світу (в першу чергу американські) одержували від марконівської станції Д.Сарнова найсвіжіші новини про трагедію. В океанській пучині 14 квітня 1912 р. загинуло 1500 пасажирів. Але 705 людських життів було врятовано кораблями, які прибули на місце катастрофи, одержавши радіограми по системі Марконі. Саме відтоді на всіх пасажирських (а згодом і торгових) суднах вводиться служба радіопорятунку «SOS», а Г. Марконі одержав від преси черговий титул — морського рятівника.
Так, цей удачливий італієць отримав чимало гучних титулів і нагород. Але найпочесніша. безумовно, — Нобелівська премія, яку він разом із фізиком Ф.Брауном одержав у листопаді 1909 р. «за роботи по створенню бездротового телеграфу».
А як же О.С. Попов? Його кандидатура Нобелівським комітетом не розглядалася. І не могла розглядатися, бо згідно задуму А.Нобеля, закріпленому в Статуті Нобелівського фонду, ці премії мають слугувати грошовою підтримкою перспективним діючим вченим, які активно працюють у царині наукової і технічної творчості. А О.С. Попов помер 1 січня 1906 р. Присудження ж Нобелівської премії Г.Марконі і Ф.Брауну в галузі радіотехніки було, по-перше, визнанням величезної ролі радіо в розвитку науки і його впливу на всі галузі технічного прогресу людства і, по-друге, того внеску, який зробили означені лауреати у розвиток радіо на його тогочасній (станом на 1909 р.) стадії.
Проте, не обійдені були визнанням і заслуги О.С. Попова за життя. На Всесвітній виставці у Парижі 1900 року він був удостоєний Золотої медалі і Диплома. І вже ніяк не можна погодитися з міфом радянської пропаганди, що Олександр Степанович був таким собі «гнаним і голодним» від царату. Бо він одержав ордени Св. Анни і Св. Станіслава, срібну медаль на стрічці Св. Олександра Невського, став титулярним і надвірним радником, у 1905 р. був обраний директором Петербурзького електротехнічного інституту. Ще російський самодержець Микола ІІ у своєму широковідомому наказі від 31 січня 1900 р., виданому в зв’язку з успішним завершенням робіт по врятуванню броненосця «Апраксін», зазначав: «Государь імператор, з уваги до особливо корисної праці штатного викладача Морського Інженерного училища… надвірного радника Попова щодо застосування винайденого ним телеграфу без дротів… оголошус йому височайшу подяку».
Про цю подію російський цар пам’ятав і через півтора року. Тоді, влітку 1902 р., до Кронштадта прибув суперновітній італійський крейсер «Карло Альберто», на борту якого перебував молодий король Віктор-Еммануїл ІІІ. На кораблі відбулася його зустріч з російським імператором Миколою ІІ. З-поміж членів екіпажу військового корабля йому представили єдиного цивільного Г.Марконі, який продемонстрував у дії свій «телеграф без дротів». Хоча російський цар і нагородив Марконі орденом Св. Анни, але від публічної похвали його апаратури все ж ухилився.
І саме на крейсері «Карло Альберто» відбулася єдина зустріч віч-на-віч двох великих підкорювачів ефіру О.С. Попова і Гульєльмо Марконі. Достеменно не відомо, про що вони говорили. Хоча, зрозуміло, — про радіо. Навряд чи висловлював делікатний О.С. Попов якісь претензії своєму молодшому і значно спритнішому колезі-супернику.
Через три з половиною роки після тієї зустрічі О.С. Попов помер. Г.Марконі пережив його на 31 рік. Російський винахідник пішов з життя тоді, коли радіотехніка лише починала свій шлях. Г.Марконі жив у епоху вдосконалення радіо, коли в ньому на зміну іскрі, когереру і кристалу-детектору прийшла електронна лампа, були освоєні короткі й ультракороткі хвилі, з’явилося радіомовлення, телебачення та інші багатоманітні застосування радіо. Чимало з цих досягнень пов’язані з ім.`ям Марконі та його фірмою. Коли О.С. Попов уже не міг нагадати про себе, Г.Марконі здійснював численні подорожі багатьма країнами світу, був членом різних міжнародних організацій, публікував свої виступи і спогади, йому присуджувалися почесні звання багатьма науковими закладами, організаціями і товариствами (про Нобелівську премію вже йшлося вище).
О.С. Попов не став комерсантом, він не створив своєї фірми, його батьківщина за царя була економічно слабкою державою. За спиною ж Г.Марконі стояла багатюща фірма з величезним штатом і світовою клієнтурою. Все це створило навколо імені Марконі ореол слави й пошани. І сталося те, що цілком могло відбутися за подібних умов: в історичній перспективі змішалося все, що належало до власне винайдення радіо, і те, що характеризувало Г.Марконі як учасника і видатного діяча наступного прогресу радіотехніки.
Так, у жорстокому комерціалізованому світі, де будь-який винахід нерідко розглядається перш за все (і головнім чином) як товар, виявляється вже не так і важливо, хто винайшов, суттєвіше ж — хто зміг успішно «застовпити», тобто запатентувати і прибутково використати винахід. А син італійця й ірландки Гульєльмо Марконі запатентував радіо першим — це факт. Але безперечно й інше: вдячна людська пам’ять віддає належне й першопрохідникові ефіру Олександру Степановичу Попову.
І. Мащенко, В.СайкоДержавний Університет Телекомунікацій
Клод Шеннон народився 30 квітня 1916 року в місті Петоцки, штат Мічіган. Томас Едісон був його далекім родичем. МолодийКлодзахоплювавсяконструюванняммеханічних та автоматичнихпристроїв.Він збиравмоделілітаків ірадіотехнічніпристрої, створив радіокерованийчовен ітелеграфнусистемуміж будинкомсвого друга ісвоїм будинком.
У 1932 году Шеннона Було зараховано до Мічіганського університету, де він обрав курс, відвідуючи який майбутній учений познайомився з роботами Джорджа Буля. У 1936 році Клод закінчує Мічиганський університет, отримавши ступінь бакалавра за двома спеціальностями: математика і електротехніка. Він влаштовується працювати в Массачусетський технологічний інститут (MIT). Там він працював асистентом-дослідником на диференціальному аналізаторі Ванневара Буша — аналоговому комп’ютері. Вивчаючи складні, вузькоспеціалізовані електросхеми диференціального аналізатора, Шеннон побачив, що концепції Буля можуть отримати гідне застосування.
Стаття, що написана з його магістерської роботи 1937 року «Символьний аналіз реле і комутаторів», була опублікована в 1938 році у виданні Американського інституту інженерів-електриків (AIEE). За неї Шеннон був нагороджений Премією імені Альфреда Нобеля АІЕЕ в 1940 році. Цифрові ланцюга — це основа сучасної обчислювальної техніки, таким чином, результати його робіт є одними з найбільш важливих наукових результатів ХХ сторіччя. Говард Гарднер з Гарвардського університету відгукнувся про роботу Шеннона, як про «можливо, найважливішою, а також найвідомішою магістерською роботою століття».
Шеннон є засновником теорії інформації, що знайшла застосування в сучасних високотехнологічних системах зв’язку. Він зробив величезний внесок у теорію імовірнісних схем, теорію автоматів і теорію систем управління — області наук, що входять в поняття «кібернетика». У 1948 році запропонував використовувати слово «біт» для позначення найменшої одиниці інформації. Саме Клод Шеннон вперше почав вивчати криптографію, застосовуючи науковий підхід.
На сьогоднішній день всі системи цифрового зв’язку проектуються на основі фундаментальних принципів і законів передачі інформації, розроблених Шенноном. У відповідності з теорією інформації, спочатку з повідомлення усувається надмірність, потім інформація кодується за допомогою кодів, стійких до перешкод, і лише потім повідомлення передається по каналу споживачеві. Саме завдяки теорії інформації була значно скорочена надмірність телевізійних, мовних та факсимільних повідомлень.
Сегодня мы уже не представляем нашей жизни без звуков, музыки, наушников, недорогих колонок и брендовых акустических систем по несколько сотен ватт, повергающих соседей в ужас. Давайте окунемся в почти двухвековую историю развития акустических систем и проследим нелегкий путь эволюции этого неотъемлемого атрибута нашей жизни.
Тишина стала громче.
Терри Пратчет
Электричество и звук: первые опыты
В 1831 году мир ждало одно из величайших открытий современности: английский физик-эксперементатор Майкл Фарадей наблюдает за таким явлением, как электромагнитная индукция. Через три года появится понятие электрического и магнитного полей, электромагнетизма, а чуть позднее и пьезоэлектричества. Человек плавно входит в эру электричества. Тогдашний быт нам может показаться несколько скучным: отсутствие телевидения, радио, электрического освещения. Для развлечения – балы и театры, для души – живая музыка, для работы – ручная сила, водяное колесо, ветряные мельницы и механические приспособления.
До появления устройств, хотя бы отдаленно напоминающих современные акустические системы, пройдет еще не один десяток лет, а пока итальянец Антонио Меучи занимается разработкой «говорящего телеграфа». В 1849 году Меучи конструирует полностью рабочий прототип прародителя современного телефона, но недостаток денежных средств не позволяет ему выплатить сумму в $250 за получение патента. Через 11 лет изобретатель демонстрирует как с помощью телеграфа можно передавать голос певца на расстояние в несколько миль, а уже в 1861 году к исследованиям подключаетсяИоганн Филипп Рейс.
Опубликовав доклад «О телефонии посредством электрического тока», Иоганн Рейс демонстрирует общественности устройство, которое заслуженно можно назвать первым громкоговорителем. Впрочем, Рейс предпочитает ему название «музыкального телефона». В качестве мембраны Рейс выбрал свиную кишку, погруженную в ртуть.Медная катушка приемника под влиянием тока, идущего от гальванической батареи, заставляла намагничиваться и размагничиваться стальной стержень приемника. Динамик Рейса можно было услышать на расстоянии до 100 метров и его появление положило прочный фундамент на пути построения электродинамических акустических систем.
Увы, несовершенство конструкции и специфика материалов позволяли воспроизводить лишь очень громкие звуки. Для человеческой речи громкоговоритель был не пригоден. Спустя пару месяцев изобретение Иоганна Рейса назовут «забавной игрушкой», а немецкий механик Альберт собственноручно наладит производство этого «бесполезного изобретения». Одно из таких устройств попадает к Александру Грэхему Беллу. Изучив принцип работы динамика Рейса, Белл берется за разработку собственного «ноу-хау» – прибора для глухих людей, преобразующего звук в световой сигнал. Последующие 16 лет Белл занимается разработкой телефонного аппарата и в 1876 году 14 февраля наконец патентует свое устройство.
Проделав сотни опытов по передаче телеграфных сообщений и разработав десятки всевозможных конструкций, Белл пришел к созданию своего следующего изобретения.Телефон Белла был представлен трубкой с натянутой кожаной мембранной, соединенной с магнитной системой и катушкой индуктивности. В качестве микрофона использовался аналогичный по устройству «динамик», в связи с чем, вызываемые человеческим голосом электрические колебания, были слишком малы для преодоления сопротивления длинных проводов. Максимальная дальность передачи звука посредством телефона Белла составляла всего 500-600 метров.
Эра рупорных динамиков
Несмотря на то, что основы усиления звука были заложены еще в III веке до нашей эры и были связаны с появлением такого музыкального инструмента как орган (получивший в Александрии имя «гидравлоса»), использование рупора, аналогичного духовым музыкальным инструментам в сфере акустики началось лишь во второй половине XIX века.
В 1877 году американский изобретатель Томас Эдисон оканчивает работу над первым устройством, способным записывать и воспроизводить звук. Фонограф стал революционным изобретением, благодаря которому в последующие тридцать лет мир увидит граммофон, патефон, пластинки и столкнется с таким понятием как звукозапись(подробнее в статье: «История звукозаписи»). И хотя Эдисона всегда привлекало электричество, в своих акустических опытах он все же решил отталкиваться от исключительно механических возможностей своего изобретения.
Принцип воспроизведения звука фонографом заключался в скольжении иглы-резца по углубления и неровностям (звуковой дорожке), образовавшихся при записи на покрытом фольгой валике. Механические колебания иглы передавались на мебрану-излучатель, оснащенную рупором. Физика звука позволяла при помощи простейшего акустического устройства значительно усилить мизерные колебания иглы. Впрочем, у подобной чисто механической акустической системы был целый ряд недостатков. Уровень громкости и коэффициент усиления был недостаточным, а качество звучания оставляло желать лучшего. К тому же, рупорные динамики были слишком громоздкими и о мобильности не могло идти и речи. Их пик популярности приходится на период с 1880 по 1920 год, как раз в то время, когда пытливые умы со всех уголков мира занимаются изобретением и освоением электродинамических акустических систем.
К рупорному оформлению динамиков производители вернутся и в дальнейшем, а уже в XXI веке именно этот тип излучателей, но работающих по законам электродинамики, будет считаться одним из эталонных по качеству звучания.
От телеграфа и катушки до электродинамических громкоговорителей
Принцип работы динамика, заложенный Александром Беллом, на протяжение почти полувека остается неизменным. В 1874 году Эрнст Сименс получает патент на использование «магнитоэлектрического аппарата для получения механического движения электрической катушки под действием тока». Заключенная в магнитном поле катушка со специальной поддержкой, согласно задумке автора патента, должна была воспроизводить звук. Увы, Сименс не смог подтвердить патент на практике. Лишь в 1898году английский физик и изобретатель Оливер Лодж патентует конструкцию первого электродинамического громкоговорителя.
Заложив принцип преобразования входных сигналов переменного тока для получения звука, Сименс фактически изобрел велосипедную раму до появления колес: решения, которое бы позволило усилить звуковую волну у немецкого изобретателя не было и раскачать головку громкоговорителя для получения достаточного уровня громкости в конце XIX века так и не представлялось возможным.
В последующие 25 лет индустрия «электрического звука» практически стоит на месте, а аналоговый фонограф Эдисона достигает пика своей популярности. Исследования ведущих физиков и экспериментаторов в конце-концов позволяют найти решения для обеспечения катушки и головки громкоговорителя достаточной мощностью.
Проведя серию опытов в рамках лаборатории компании General Electric, изобретателиЧестер Райс и Эдвард Келлог в 1924 году патентуют принцип работы электродинамического излучателя. В его основу легла простая физика: акустическая мощность растет пропорционально квадрату частоты входного сигнала. Используя колебания диафрагмы в области частот с максимальным превышением резонанса подвижной системы можно получить мало искаженное воспроизведение звука. Связав оба принципа воедино, Райс и Келлог получили излучатель, оснащенный диафрагмой извуковой катушкой.
1926 год стал переломным в дальнейшей эволюции акустических систем. На рынок выходит первая промышленная модель радиолы Radiola Model 104 со встроенным усилителем мощностью в 1 Вт. Ее стоимость в 1926 году составляла $260, сумма, эквивалентная $3000 в 2015 году.
Для потребителя становится доступным и радиоприемник Radiola 28. Ответом со стороны СССР стал громкоговоритель «Рекорд» для проводного вещания («радиоточка») и его рупорный аналог для вещания на площадях «ТМ», разработанные в Центральной радиолаборатории Петрограда.
Конструкция первых электродинамических громкоговорителей предусматривала наличие высокоомных катушек, которые по сути выполняли роль магнита, приводящего в действие бумажную или тканевую мембрану. На тот момент в промышленности уже активно использовались мощные магниты и в 1927 году Гарольд Хартлей предлагает заменить громоздкую катушку на постоянный магнит.
Благодаря стабильности магнитного поля в зазоре, постоянный магнит мог обеспечить низкие искажения (в рамках эволюционного периода громкоговорителей первой половины XX века) звука. За такую «высокую верность» (англ. «верность» – fidelity) поколение электродинамических громкоговорителей, использующих постоянный магнит, относят к новому классу – Hi-Fi (High Fidelity – англ. «высокая верность»), стандарт на который был утвержден в 60-х годах прошлого века.
«Закрытый ящик»
Удивительно, но заложенный Оливером Лоджем и доработанный Райсом и Келлогом принцип работы электродиамических излучателей остался неизменным вплоть до сегодняшнего дня. Колонки, которые вы видите на своем столе, и те, что стоят в комнате или пылятся на родительском шкафу – все они работают по тому же принципу, что и установленные динамики в вышедшей почти 90 лет назад радиоле Radiola Model 104. Принцип остался прежним, но вот их акустическое оформление изменилось кардинально.
Если бы в эволюции акустических систем не появился гениальный изобретатель по имени Эдгар Вильчур, ответить однозначно что именно вам бы довелось слушать сегодня и как бы выглядели современные колонки было бы нелегко. Но Вильчур не только появился на свет в далеком 1917 году, он сумел произвести настоящую революцию в мире электрической акустики.
Вплоть до середины 50-х годов XX века инженеров волновал вопрос улучшения качества звучания электродинамических громкоговорителей. С этой целью проводились исследования по поиску «священного грааля»: эксперименты с материалами мембраны, напряжением, катушками. Увы, звук по-прежнему оставался резким, а о наличие «глубокого баса» не могло быть и речи. Тыльная сторона корпуса громкоговорителя оставалась открытой,что приводило к «короткому замыканию» по низким частотам. Еще одним вариантом оформления громкоговорителя было использование фазоинвертора,который, впрочем, также мало влиял на резонансную частоту головки, но позволял расширить характеристику в область низки частот.
В 1954 году американский изобретатель Эдгар Вильчур подает патентное заявление на регистрацию устройства, именуемого как «закрытый ящик». Спустя 2,5 года Бюро Патентов удовлетворяет заявку и автор получает лицензию на свое изобретение, которое очень скоро перевернет весь акустический мир.
С целью облегчения конструкции упругого подвеса в электродинамических громкоговорителях и уменьшения действующих на него нагрузок (вызывающих значительные искажения звука), Вильчур предлагает включить в работу воздух. Идея может показаться немыслимо простой, но секрет гениальности всегда заключается в простоте. Для осуществления своей задумки Вильчур предлагает использовать закрытый деревянный ящик, в который и поместить электродинамический громкоговоритель.
Как когда-то в древности Архимед закричал «Эврика», так и весь мир должен был воскрикнуть: «Нашли»! Использование закрытого корпуса позволило не только значительно обогатить звучание громкоговорителя, насытить его низкими частотами и добавить «мясистости», но и уменьшить размеры акустических систем с огромных тяжеловесных шкафов до небольших прикроватных тумбочек.
Еще одним не менее гениальным изобретением Эдгара Вильчура по праву считается использование купольной пищалки (ВЧ-изулчателя или твитера). Первое использование отдельного динамика для воспроизведения высоких частот можно найти в легендарной акустической системе AR3, ставшей логичным эволюционным продолжением системAR1 и AR2, выпущенных компанией Acoustic Research.
Сегодня колонка AR3 занимает почетное место в Смитсонианском музее в Вашингтоне. Найти ее можно среди экспонатов «Информационной эпохи», между телеграфным ключом Морзе и первым ПК Стива Джобса Apple I.
И понеслось…
Основные принципы работы электродинамических излучателей были заложены еще в 1924 году, конструкция закрытого ящика, предложенная Вильчуром, была зарегистрирована в 1956. Настало время экспериментов, совершенствования существующей конструкции акустической системы и вывода звука на качественно новый уровень. Наиболее стремительный период в развитии акустических систем приходится на 1970 – 1985 год, когда ведущие производители устраивают настоящее соревнование технологий.
В 1972 году компания Sansui представляет первую колонку SF1 с 360-градусным излучением звука. Свой ответ тут же дает и японский производитель Pioneer, презентуя модель CS-3000 с использованием купольных динамиков.
Благодаря рупору с неординарной конструкцией и захвату излучения с тыльной стороны диффузора, небольшая колонка Victor FB-5-2 позволяет озвучить стандартное жилое помещение, потребляя всего 1 Вт.
Первая колонка с действительно внушительным басом (нижняя частота воспроизведения стартует от 20 Гц) выходит в 1973 году. Technics SB-1000: 22-сантиметровые магниты, 10-сантиметровые катушки и вес в 52 килограмма.
Год спустя на рынок выходит одна из самых популярных колонок за всю истории существования индустрии. В 1974 году компания Yamaha презентует акустическую систему NS 1000. Используя при производстве диффузоров бериллий, японские инженеры сумели превзойти представленные на рынке головки практически по всем характеристикам.
Начав изучение вопроса достоверности звучания акустических систем, Technics вновь осуществляет технологический прорыв в этой сфере. В марте 1975 года на пресс-конферении в Токио она демонстрирует трехполосную АС Technics SB-7000 – бестселлер своего времени.
В СССР порадовать потребителя мощным звуком решились лишь к концу 70-х. На суд советских граждан поступила серия колонок 35 АС-1 и 35 АС 212, известная как «громкая и гулкая S-90».
Пока западные производители занимаются продвижением больших и мощных акустических систем, рассчитанных на концертные залы, японские компании в качестве приоритетного направления выбирают разработку «домашних акустических систем».
Перечислить все то обилие акустических систем, которое на хлынуло на рынок в период с начала 70-х до середины 80-х не представляется возможным. Производители экспериментируют со всем чем можно: от размещения динамиков, их формы и звукоизоляции, до использования самых неординарных материалов при изготовлении головок. В 1976 году английская компания Bowers & Wilkins впервые берется за изготовление диффузора среднечастотного динамика из кевлара. Так на рынок выходит модель B&W DM6.
Дальнейшие поиски производителей акустических систем уже направлены на получение максимального погружение слушателя в атмосферу музыки. Но эксперименты в области звука могут продолжаться бесконечно долго, но только точное оборудование, необходимое техническое оснащение и понимание того, к чему действительно стремятся все производители акустических систем могло дать свои плоды. В 1981 году сооснователь компании Bowers & WilkinsДжон Бауэрс принимает решение открыть отдельную исследовательскую лабораторию в небольшом английском городкеСтейнинге.
Спустя несколько лет детище Бауэрса станет известным далеко за пределами Великобритании, а «Университет звука» сделает внушительный список открытий, которые позволят вывести АС совершенно на новый уровень звучания.
После общепринятого стерео-формата 2.0 на рынок поступают акустически системы, состоящие из 3, 5, 7 и даже 9 колонок, позволяя слушателю наслаждаться многоканальным звуком и ощущением пространственного 3D-звучания.
Появление в 1994 году технологии Bluetooth для беспроводной передачи данных не могло не повлиять и на сферу акустических систем. В октябре 2009 года компанияCreative представила первую акустическую систему формата 2.1, использующую для передачи аудио сигнала от источника звука технологию Bluetooth.
Год спустя, 1 сентября 2010, в рамках презентации в Сан-Франциско компания Apple представит собственную технологию для беспроводной потоковой передачи данных между устройствами – AirPlay. Вслед за AirPlay начинается новая страница в истории электроакустики – эра беспроводных акустических систем, сочетающих удивительный дизайн, отменное звучание и потрясающую функциональность. Но это уже тема для отдельной статьи.
Как известно, первым микропроцессором Intel (и первым микропроцессором в мире) стал 4-битный чип i4004, который содержал всего 2300 транзисторов и разрабатывался в первую очередь для применения в калькуляторах. Ему на смену пришёл 8-битный Intel 8008 (3500 транзисторов), который разрабатывался по заказу компании Datapoint для терминальных клиентов, но в конечном итоге оказался достаточно универсальным, чтобы найти применение в других продуктах.
На смену Intel 8008 пришла модель 8080, которая содержала 4500 транзисторов и которую часто называют «первым в мире микропроцессором, пригодным к использованию». Ключевым отличием 8080 от 8008 стали раздельные шины инструкций и данных, что (вкупе с архитектурными усовершенствованиями) позволило существенно повысить производительность при той же тактовой частоте. Вскоре после выхода Intel 8080 была выпущена модель 8085 (6500 транзисторов). Этот процессор был совместим со своим предшественником на бинарном уровне, но при этом в нём были реализованы некоторые функции, которые раньше можно было реализовать только при помощи внешней логики. За счёт этого компьютеры на основе 8085 требовали меньшего количества компонентов и были дешевле в производстве.
В 1975 году Intel начала работу над 32-битным микропроцессором iAPX432, который в конце концов увидел свет только в 1982 году. Практически одновременно с этим началась работа над более простым 16-битным микропроцессором, который должен был стать временным решением и существовать до момента выхода iPAX432 на рынок.
Кристалл микропроцессора Intel 8086
Это «временное» решение получило имя Intel 8086 и стало самым популярным микропроцессором своего времени. Данный чип содержал 29500 транзисторов (то есть был на порядок сложнее предшествующих решений), а его набор инструкций был полностью 16-разрядным. Что немаловажно, 8086 был совместим с 8008, 8080 и 8085 на уровне исходного кода; иными словами, разработчики могли автоматически конвертировать ассемблерный код для более ранних процессоров Intel в код для Intel 8086. Как тогда было принято, процессор содержал только блок для работы с целыми числами (арифметико-логическое устройство, АЛУ), но разработчики изначально предусмотрели возможность подключения математического сопроцессора 8087, предназначенного для работы с числами с плавающей точкой.
Одновременно с 8086 была выпущена версия 8088, которая отличалась только использованием 8-битной шины данных.
Первый IBM PC
В конце 70-х годов IBM была признанным лидером рынка мейнфреймов. Однако растущие продажи персональных компьютеров и в частности успех Apple II заставили компанию обратить внимание на рынок ПК. Специально для создания микрокомпьютера (как тогда было принято их называть) IBM была создана отдельная рабочая группа, которой была предоставлена полная свобода в принятии решений о характеристиках и архитектуре проекта «Шахматы» (project Chess — именно таким было кодовое имя IBM PC во время разработки).
Изначально в качестве процессора для будущего компьютера рассматривались простые 8-битные чипы типа Intel 8080 или Zilog Z80, однако на тот момент было понятно, что их низкая производительность и возможность адресации ограниченного объёма оперативной памяти в будущем станут серьёзной проблемой. После этого количество кандидатов на использование в будущем IBM PC уменьшилось до двух: Intel 8086/8088 и Motorola 68000.
И Intel 8086/8088, и Motorola 68000 были 16-битными процессорами и имели примерно равную производительность. Однако у Intel было немаловажное преимущество: компания ранее уже поставляла компоненты для IBM и считалась надёжным поставщиком. В конце концов IBM остановилась на 8088, поскольку его 8-битная шина данных позволяла использовать более дешёвые и широко доступные 8-битные микросхемы системной логики. Кроме того, Intel предложила более низкую цену на 8088.
IBM PC (Model 5150) был выпущен на рынок в августе 1981 года. Компьютер оснащался процессором Intel 8088, оперативной памятью объёмом вплоть до 256 КБ и одним или двумя дисководами для 5-дюймовых дискет. IBM PC сразу же стал настоящим хитом, поскольку он сочетал отличную для своего времени производительность, продуманную архитектуру, широкие возможности расширения и престиж имени IBM.
ПК IBM Model 5150 с монитором IBM Model 5151
Ключевым компонентом успеха IBM PC стала его открытая архитектура: IBM выпустила подробную документацию по разработке программ, плат расширения и периферии для PC, чем создала гигантский рынок комплектующих и программного обеспечения. А сам IBM PC стал самым клонируемым компьютером своего времени, особенно после того как компании Phoenix и American Megatrends разработали «чистые» с легальной точки зрения клоны BIOS оригинального PC (т. к. именно BIOS был единственной проприетарной и закрытой частью компьютера).
Клоны Intel 8088 и 8086
Корпоративные правила IBM требовали, чтобы все компоненты были доступны более чем от одного поставщика. Именно поэтому Intel продавала лицензии на производство ранних процессоров семейства x86 различным компаниям (AMD, NEC и так далее). Даже сама IBM приобрела такую лицензию.
К слову, клон процессора 8086 (под названием КР1810ВМ86) производился даже в Советском Союзе.
Практически с того самого момента, как жесткие диски поселились в персональных компьютерах на базе популярных операционных систем (MS-DOS и Windows, если говорить точнее) на постоянной основе, основной раздел этих дисков всегда отмечался литерой «C». Никогда не задумывались — почему?
Идею разделения физического жесткого диска на логические подразделы (или тома) обычно связывают с операционными системами виртуальных вычислительных машин, разработанных компанией IBM в 1960-х годах, начиная с таких систем, как CP-40 и CP/CMS и впоследствии других операционных систем компании Digital Research, которые по сути копировали наработки операционной системы CP/M, написанной Гэри Килдаллом в 1973 году. В самых ранних системах (CP/CMS) буквенные литеры чаще всего использовались для разделения физических дисков на логические тома, однако позже (в таких системах, как CP/M) литеры использовались уже для определения конкретного физического носителя.
С 1980 года IBM начала использовать относительно популярную операционную систему CP/M в своих компьютерах IBM Personal Computer. С этого момента между IBM и Digital Research вспыхнули яркие юридические споры, действительные причины которых остаются неясными до сих пор. По слухам, споры между двумя этими компаниями начались с того момента, как Дороти Килдалл, жена Гэри Килдалла (создателя CP/M) отказалась подписывать соглашение о конфиденциальности на время начала переговоров по этому вопросу. Как указывают источники, в тот момент она сказала представителям IBM, что не может подписать такое соглашение в отсутствие своего мужа, отправившегося на тот момент из города в какую-то деловую поездку. Некоторые отмечают, что этот отказ показался весьма необычным, потому что Гэри в свое отсутствие как раз поручал проводить такие переговоры своей жене.
Как говорит история, отказаться от подписания соглашения о конфиденциальности (что очень сильно расстроило представителей компании IBM) жене Килдалла посоветовал Джерри Дэвис, юрист компании Digital Research. Что случилось после этого — точно неизвестно. Позже Гэри Килдалл заявлял о том, что после своего возвращения из небольшой деловой поездки он и его жена смогли урегулировать все вопросы и достичь устного соглашения с Джеком Сэмсом, представителем компании IBM, которого они встретили в самолете, когда вместе летели на отдых. Сам же Сэмс говорит, что ничего подобного на самом деле не было.
Как бы там ни было, доподлинно известно, что после всех этих проволочек IBM решила отказаться от использования в своих компьютерах относительно популярной операционной системы CP/M и повернулась в сторону компании Microsoft, которая предлагала лицензирование на использование операционной системы 86-DOS, выкупленной у компании Seattle Computer Products и по сути являющейся клоном CP/M. После этого они адаптировали 86-DOS для новых компьютеров IBM, внеся несколько незначительных изменений. Новая операционная система получала название MS-DOS, хотя многие называли PC DOS от IBM.
Построенная на базе клона операционной системы CP/M, MS-DOS среди прочего позаимствовала у CP/M схему маркировки разделов жесткого диска буквами. Благодаря копированию множества используемых в операционной системе CP/M элементов, многие популярные программные пакеты, работавшие с CP/M, можно было относительно легко портировать для MS-DOS и использовать на новых компьютерах IBM PC.
Но вернемся к специфической схеме буквенной маркировки жестких дисков. В большей степени из-за высоких ценовых требований в ранних компьютерах чаще всего не использовались внутренние жесткие диски (хотя HDD использовались еще с 1950-х годов). Вместо них предлагалось использование специальных накопителей для гибких дисков, которые работали с 5¼-дюймовыми дискетами и обозначались в MS-DOS и некоторых других ОС томами с литерой «A». Некоторые операционные системы поставлялись с двумя такими накопителями, поэтому по логике вещей и согласно английскому алфавиту им приписывалась литера «B». Через какое-то время на замену 5-дюймовым дискетам пришли 3,5-дюймовые, однако наименования накопителей литерами «А» и «B» уже прочно устоялись.
Позже в 1980-х годах стандартом большинства персональных компьютеров на рынке стало наличие постоянного жесткого диска, но так как первые две буквы алфавита уже использовались для обозначения накопителей для работы с гибкими дискетами, то логическим решением было использование третьей буквы алфавита, то есть «C». Как правило, теперь этот раздел используется в компьютерах в качестве основного и обычно именно сюда устанавливается операционная система и все сопутствующие программы для работы.
Сейчас накопители для гибких дисков практически не используются. Их можно встретить разве что в совсем уж старых сохранившихся или относительно недавно устаревших персональных компьютерах, либо в системах уж очень ностальгирующих фанатов. Однако даже в этом случае схема маркировки флоппи-дисководов остается чаще всего однотипной и, как правило, по-прежнему подразумевает использование литер «А» и «B». Однако пользователю, при наличии прав администратора, никто не запрещает менять или добавлять новые разделы (как физические, так и логические).
Бонус-факты:
Примечательным фактом является то, что в UNIX-подобных системах (и аналогичных, вроде Linux-подобных) чаще всего не используются буквенные метки дисков. Здесь скорее используется единая иерархическая система, в которой каждый элемент системы, будь то файл, или жесткий диск, или любое другое устройство компьютера, монтируются в корневой каталог файловой системы;
В MS-DOS литера «C» не всегда использовалась по умолчанию для маркировки основного логического диска в каждой системе. Например, в компьютере Apricot PC, выпущенном в 1983 году, литеры «А» и «B» резервировались системой для маркировки жестких дисков, а «C» и «D» — для накопителей для работы с гибкими дисками;
На март 2015 года Билл Гейтс занимает первую строчку миллиардеров списка Forbes с общим состоянием в 79,2 миллиарда долларов. Его бывший партнер по Microsoft Пол Аллен разместился на 51 строчке миллиардеров и может похвастаться состоянием в 17,4 миллиарда долларов. Стив Балмер, присоединившийся к компании в 1980 году в качестве рядового сотрудника и ставший крупнейшим владельцем акций Microsoft в 2014-м году, расположился между ними на 35 месте списка с 21,5 миллиарда долларов. Несмотря на то, что Билл Гейтс занимает верх списка Forbes с 2013 года и никому не уступает это место, он пожертвовал около 28 миллиардов долларов организации Gates Foundation (которой он сам руководит со своей женой Мелиндой Гейтс). Ее капитал оценивается в 32,9 миллиарда долларов. Благодаря этим деньгам ведутся разработки прививок для детей, предоставляется помощь ученикам школ, ведется разработка вакцин против малярии и полиомиелита и много чего еще. Эндаумент-фонд организации Gates Foundation составляет 43,5 миллиарда долларов, среди которых 15 миллиардов долларов были пожертвованы Уорреном Баффетом, занимающим сейчас третью строчку самых богатых людей мира.
