Розробка комп'ютерної техніки перед Другою світовою війною в Англії

1. Розробка комп'ютерної техніки перед Другою світовою війною в Англії

2. Потреба у швидких обчисленнях

• У 1930-х роках наука та техніка активно розвивалися, а
разом із ними – потреба у швидкому проведенні складних
розрахунків.
• Основні причини:
• Ріст наукових досліджень: фізика, астрономія,
криптографія вимагали великих обчислювальних
потужностей.
• Розвиток промисловості: інженерні розрахунки в авіації,
механіці та будівництві ставали дедалі складнішими.
• Недостатня швидкість ручних обчислень: використання
логарифмічних лінійок і механічних калькуляторів уже не
відповідало потребам часу.
• Тому виникла необхідність автоматизації обчислень, що
стало передумовою для розробки обчислювальних машин.

3. Військові потреби

Зростання міжнародної напруги у 1930-х роках змусило
Британію інвестувати в технології, що могли допомогти у
майбутньому конфлікті.
• Криптографія: Британські спецслужби потребували
швидких методів розшифрування повідомлень ворога.
• Балістичні розрахунки: стрілецька та артилерійська зброя
потребувала точних обчислень траєкторій снарядів.
• Радарні технології: для ефективної оборони необхідно
було швидко обробляти радіолокаційні дані.
• Авіація та флот: інженери розробляли нові літаки та
кораблі, що вимагало складних аеродинамічних і
навігаційних обчислень.

4. 1936 рік – Машина Тюрінга

В 1936 році британський математик Алан Тюрінг представив
концепцію універсальної обчислювальної машини, яка пізніше
стала основою для сучасних комп’ютерів.
• Теоретична модель обчислень – машина могла виконувати будьякі математичні операції, якщо їх записати у вигляді алгоритму.
• Символічне обчислення – машина зчитувала та змінювала
символи на нескінченній стрічці відповідно до заданих правил.
• Програмування – алгоритми записувалися як послідовність
команд, що зробило можливим створення програмованих
пристроїв.

5. Основи сучасної інформатики

Машина Тюрінга дала старт розвитку інформатики як науки
та сприяла появі багатьох важливих концепцій.
• Теорія обчислюваності – визначила межі можливого для
комп’ютерів.
• Принцип універсальності – одна машина може імітувати
роботу будь-якого іншого обчислювального пристрою.
• Кодування інформації – стало основою для розробки мов
програмування та цифрової логіки.
• Математичні основи програмування – використання
формальних систем для побудови алгоритмів.

6. Розробники: Алан Тюрінг, Гордон Велчмен

Британські вчені та криптоаналітики Алан Тюрінг та Гордон
Велчмен зробили вирішальний внесок у розробку методів
зламу німецького шифру "Енігма".
• Алан Тюрінг (1912–1954)
• Математик, логік, криптограф.
• У 1936 році розробив теоретичну модель Машини Тюрінга,
що стала основою сучасної інформатики.
• Під час Другої світової війни працював у Блетчлі-Парку та
створив "Бомбу" – електромеханічний пристрій для
дешифрування повідомлень "Енігми".
• Гордон Велчмен (1906–1985)
• Математик, спеціаліст із криптоаналізу.
• Покращив "Бомбу Тюрінга", запропонувавши техніку
"Diagonal Board", яка значно прискорила процес
розшифровки.
• Допоміг організувати ефективну роботу криптоаналітиків у
Блетчлі-Парку.

7. Призначення: злом шифру Енігма

Німецька шифрувальна машина "Енігма" використовувалася для передачі
засекречених військових повідомлень. Британці розробили методи
дешифрування для отримання стратегічної інформації.
• Як працювала "Енігма"
• Використовувала роторний механізм, який змінював шифр щоразу після
введення нової літери.
• Кількість можливих комбінацій шифру становила понад 150 квінтильйонів.
• Щоденно змінювалися налаштування роторів, що робило дешифрування
надзвичайно складним.
• Як британці змогли зламати код
• Використання математичних методів аналізу частотності символів.
• Створення "Бомби" – пристрою, що швидко перевіряв можливі ключі шифру.
• Отримання інформації про шифр від польських криптографів (Режевський,

8. Colossus – Перший програмований комп’ютер (1943)

Colossus був першим у світі програмованим електронним комп’ютером,
розробленим під час Другої світової війни у Великій Британії для
дешифрування німецьких кодів
• Розробник: Томмі Флауерс, британський інженер.
• Місце розробки: Блетчлі-Парк – секретний центр британської
криптоаналітики.
• Мета: злам шифру Лоренца, який використовувався для передачі
стратегічних повідомлень вищого військового командування Третього
рейху.
• Дата запуску: перший комп’ютер Colossus Mark I запущений у грудні
1943 року.
• Вдосконалений Colossus Mark II –
у червні 1944 року, напередодні
висадки в Нормандії.

9. Технічні характеристики

• Використовував 2 500 вакуумних ламп (радіоламп) – це
зробило його значно швидшим за всі попередні
обчислювальні пристрої.
• Програмований за допомогою перемикачів і штекерних
з’єднань, що дозволяло змінювати алгоритми роботи.
• Обробляв 5 000 символів за секунду – величезна швидкість
на той час.
• Використовував перфоровану стрічку для введення даних.

10. Післявоєнний розвиток: Комп'ютерна техніка після війни

Після Другої світової війни розвиток комп’ютерної техніки
значно прискорився. Досвід, отриманий у Блетчлі-Парку, та
технології, закладені в Colossus, стали основою для
створення нових електронних обчислювальних машин.
Ключові події після війни:
• 1946 – у США створено ENIAC – перший повністю
електронний комп’ютер загального призначення.
• 1948 – у Великій Британії створено Manchester Baby –
перший комп’ютер із програмою, що зберігається в пам’яті.
• 1951 – розроблено UNIVAC I – перший комерційний
комп’ютер.
• 1950-ті роки – розвиток транзисторів (замість вакуумних
ламп) призводить до створення другого покоління
комп’ютерів.

11. Принципи Тюрінга у Manchester Baby (1948)

Manchester Baby, або Small-Scale Experimental Machine (SSEM), став
першим у світі комп’ютером, що працював за принципами Алану
Тюрінга – тобто мав збережену програму в пам’яті.
• Як це змінило обчислювальну техніку?
• Відмова від жорсткої "прошивки" програм – до цього комп’ютери
програмувалися шляхом фізичного перепідключення схем.
• Поява пам’яті для зберігання програм – Manchester Baby
використовував електростатичну пам’ять на основі катоднопроменевих трубок.
• Основи сучасного програмування – програми можна було
завантажувати, змінювати та запускати без змін у "залізі".

12. Дякую за увагу