คนรู้ได้อย่างไรว่าพวกเขาสามารถใช้ตรรกะกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้? [ปิด]

คนรู้ได้อย่างไรว่าพวกเขาสามารถใช้ตรรกะกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้? มีเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยหรือบันทึกของการรับรู้ครั้งแรก? ฉันสงสัยเกี่ยวกับช่วงเวลา "ยูเรก้า" ครั้งแรก

จากบทความ Wikipedia พีชคณิตแบบบูล :

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 ในขณะที่ศึกษาวงจรสวิตช์ Claude Shannon สังเกตว่าเราสามารถใช้กฎของพีชคณิตของ Boole ในการตั้งค่านี้ได้และเขาแนะนำพีชคณิตสวิตช์เป็นวิธีการวิเคราะห์และออกแบบวงจรโดยวิธีการทางพีชคณิตในแง่ของประตูตรรกะ Shannon มีอยู่แล้วในการกำจัดของเขาอุปกรณ์คณิตศาสตร์นามธรรมดังนั้นเขาโยนพีชคณิตสลับของเขาเป็นพีชคณิตแบบบูลีนสององค์ประกอบ

บทความเกี่ยวกับClaude Shannonให้รายละเอียดเพิ่มเติม:

ในปี 1936 แชนนอนเริ่มศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าที่ MIT ซึ่งเขาทำงานกับเครื่องวิเคราะห์ความแตกต่างของ Vannevar Bush ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์แอนะล็อกยุคแรก ในขณะที่ศึกษาวงจรเฉพาะกิจที่ซับซ้อนของเครื่องวิเคราะห์นี้แชนนอนได้ออกแบบวงจรสวิตชิ่งตามแนวคิดของบูล ในปี 1937 เขาเขียนวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโทของเขา A Symbolic Analysis of Relay และ Circuit Circuits, กระดาษจากวิทยานิพนธ์นี้เผยแพร่ใน 1,938. ในงานนี้ Shannon พิสูจน์ว่าวงจรสลับของเขาสามารถใช้เพื่อลดความซับซ้อนของรีเลย์ไฟฟ้า ที่ใช้แล้วในสวิตช์สายโทรศัพท์ ต่อไปเขาขยายแนวคิดนี้เพื่อพิสูจน์ว่าวงจรเหล่านี้สามารถแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่พีชคณิตบูลีนสามารถแก้ไขได้ ในบทที่ผ่านมาเขานำเสนอไดอะแกรมของหลายวงจรรวมทั้ง adder เต็ม 4 บิต

การใช้คุณสมบัติของสวิตช์ไฟฟ้าเพื่อใช้ตรรกะเป็นแนวคิดพื้นฐานที่รองรับคอมพิวเตอร์ดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์ทุกเครื่อง งานของแชนนอนกลายเป็นรากฐานของการออกแบบวงจรดิจิตอลเนื่องจากเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในชุมชนวิศวกรรมไฟฟ้าระหว่างและหลังสงครามโลกครั้งที่สอง ความแม่นยำทางทฤษฎีของการทำงานของแชนนอนแทนที่วิธีเฉพาะกิจที่ได้รับมาก่อนหน้านี้ Howard Gardner เรียกว่าวิทยานิพนธ์ของแชนนอน "อาจเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดและเป็นวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโทที่สำคัญที่สุดของศตวรรษ"

เช่นเดียวกับการพัฒนาที่สำคัญอื่น ๆ อีกมากมายในด้านตรรกะและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์มันเกือบจะแน่นอนนักคณิตศาสตร์และนักปรัชญาชาร์ลส์แซนเดอร์สเพอร์เซซึ่งมีผลงานก่อนหน้าของแชนนอนมาหลายทศวรรษ:

แน่นอนว่ามันคือการรวมตัวกันของอัจฉริยะที่มีความคิดมานานก่อนที่มันจะเข้าใจและชื่นชม ให้ฉันปิดโดยสรุปภูมิหลังสำหรับแนวคิดเชิงตรรกะของ Peirce เรื่องความคิดริเริ่มที่ยิ่งใหญ่อีกแนวคิดสำหรับคอมพิวเตอร์ถ่ายทอดวัตถุประสงค์ทั่วไปซึ่งเป็นเวลาห้าสิบปีข้างหน้า ลำดับเหตุการณ์เป็นดังนี้:

1. Peirce กระตุ้นAlan Marquandให้คิดค้นและสร้างเครื่องจักรเชิงตรรกะที่เหนือกว่าของ William Stanley Jevons เครื่องนี้อธิบายไว้ในเครื่อง Logicalของ Peirce , vol. III, pt. 1, pp. 625–632
2. เครื่องนี้ถูกสร้างขึ้นในช่วงต้นยุค 1880 ในเวลาเดียวกันเพียรซรู้สึกถึงความพอเพียงของ "ไม่ - และ" และ "ไม่ - หรือ" ร่วมกับการใช้ตารางความจริงเป็นขั้นตอนการตัดสินใจสำหรับความซ้ำซาก
3. ในจดหมายถึง Marquand ลงวันที่ 1886 Peirce แนะนำให้ใช้รีเลย์สำหรับกลไกของ Marquand และแสดงให้เห็นว่าจะบรรลุ "และ" และ "หรือ" กับรีเลย์ได้อย่างไร "... มันไม่ได้สิ้นหวัง ... เพื่อสร้างเครื่องจักรสำหรับปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ยากมาก (ibid., p. 632)
4. Marquand จากนั้นเตรียมไดอะแกรมการเดินสายสำหรับเครื่องถ่ายทอดลอจิกเชิงกลของเขา

(ที่มา: Arthur W. Burks, [“ องค์ประกอบใหม่ของคณิตศาสตร์” (ทบทวนหนังสือ) หน้า 917, Bulletin ของสมาคมคณิตศาสตร์อเมริกัน , ปีที่84 , ฉบับที่ 5 (กันยายน 1978) การเน้นตัวหนาเป็นของฉัน)

ข้อความจากจดหมายของ Peirce ถึง 1886 ถึง Marquand:

…มันไม่ได้เป็นความหวังที่จะสร้างเครื่องจักรสำหรับปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ยากมาก แต่คุณจะต้องดำเนินการทีละขั้นตอน ฉันคิดว่าไฟฟ้าน่าจะเป็นสิ่งที่ดีที่สุด ให้ A, B, C เป็นสามปุ่มหรือจุดอื่น ๆ ที่นั่นวงจรอาจจะเปิดหรือปิด ดังในรูปที่ 1 มีวงจรเฉพาะเมื่อปิดทั้งหมด ในรูปที่ 2 มีวงจรหากมีการปิดใด ๆ นี่เป็นเหมือน [ตรรกะและ & ตรรกะหรือ] ในตรรกะ

(ที่มา: งานเขียนของชาร์ลส์เอส. เพียรซ: ลำดับเหตุการณ์ฉบับ 5 (2427-2429) หน้า 422 สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอินเดียน่า 2536 คริสเตียนเจดับบลิว Kloesel เอตอัลบรรณาธิการ

Peirce เป็นกรณีที่น่าทึ่งของคนที่อยู่ข้างหน้าเวลาของเขาที่งานของเขาไม่สามารถชื่นชมโดยโคตร เขาถูกเพิกเฉยเป็นส่วนใหญ่ในช่วงชีวิตของเขา แต่เขาก็สามารถคาดการณ์การพัฒนาเชิงตรรกะและคณิตศาสตร์ที่สำคัญจำนวนมากซึ่งจะต้องค้นพบอีกครั้งในภายหลัง ยกตัวอย่างเช่นเขาคิดค้นทฤษฎีขัดแตะในศตวรรษที่ 19 แต่ไม่มีใครสนใจจนกระทั่งการ์เร็ตต์ Birkhoff นวัตกรรมใหม่ในปี 2478 ประเด็นที่ 2 ในการอ้างถึง Burks เหนือสังเกตว่า Peirce คิดค้นตรรกะ NAND (ยังเป็นตรรกะพื้นฐานของไมโครชิปในปัจจุบัน) มักจะมอบให้แก่ Henry Sheffer ผู้ค้นพบมัน 23 ปีต่อมา สแตนฟอสารานุกรมของบทความเกี่ยวกับปรัชญา Peirce

เท่าที่ช่วงเวลา "ยูเรก้า" ฉันคิดว่าการประยุกต์ใช้ตรรกะบูลีนกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กลายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในช่วงเวลาที่พีชคณิตแบบบูลถูกจัดทำโดย George Boole The Mathematical Analysis of Logicในปี 1847 Wikipedia

มันอาจจะเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเรื่องนี้ "ยูเรก้า" เกิดขึ้นเมื่อสิบปีก่อนที่จะมีการบูลีนตรรกะเมื่อชาร์ลส์ Babbage พยายามสร้างกฎของเครื่องยนต์วิเคราะห์ 2380อุปกรณ์ที่ประกอบด้วย

หน่วยตรรกะทางคณิตศาสตร์โฟลว์ควบคุมในรูปแบบของการแยกย่อยและลูปแบบมีเงื่อนไขและหน่วยความจำรวม

อาร์กิวเมนต์ที่นี่มีความแข็งแกร่งหากพิจารณาแล้วเห็นว่าจากมุมมองของการคำนวณทั้งเครื่องจักรกลและอิเล็กทรอนิกส์ตรรกศาสตร์ประตูเทียบเท่า การเปลี่ยนชิ้นส่วนทางกลด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีราคาถูกและเชื่อถือได้มากกว่านั้นไม่ได้ จำกัด อยู่ที่ส่วนประกอบแบบลอจิคัลและแพร่หลายไปทั่วทุกอุตสาหกรรม หาก Babbage มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานอยู่แล้วสามารถจินตนาการได้ว่าเขาจะใช้มันเพื่อตรรกะประเภทนี้ในแบบเดียวกับที่เขาใช้กลไก

หนึ่งในสาม "ยูเรก้า" ที่เป็นไปได้คือการประชุมของ Babbage และ Boole ในงานมหกรรมลอนดอนครั้งยิ่งใหญ่ในปี 1862 :

ทั้งสองถูกกล่าวถึงเรื่อง "กลไกการคิด" ซึ่ง Babbage ไม่เคยทำเสร็จ แต่มันก็กลายเป็นส่วนเสริมสำหรับการคำนวณที่ทันสมัย

อีกหนึ่งเหตุการณ์สำคัญ "ยูเรก้า" อาจเป็นความฝันของ Babbage's Analytical Engine ด้วยความสำเร็จของการทำงานของ Howard Aiken, เครื่องคำนวณลำดับการควบคุมด้วยไฟฟ้าแบบอัตโนมัติที่ฮาร์วาร์ดในปี 1937

สุดท้ายเราอย่างแน่นอนสามารถตรึงช่วงเวลาไม่น้อยกว่า (ตามที่กล่าวไว้ในคำตอบ @-โฟตอน) ใน formalization Claude Shannon ของ mairrage ของบูลีนลอจิกกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ MIT ในปี 1938

บทความในมหาสมุทรแอตแลนติกที่ยอดเยี่ยมนี้จะตอบคำถามของคุณตามความยาว นี่คือสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดกับช่วงเวลาของยูเรก้า:

วันนี้ชื่อของ Boole เป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ (ภาษาการเขียนโปรแกรมส่วนใหญ่มีประเภทข้อมูลพื้นฐานที่เรียกว่า Boolean) แต่ในปี 1938 เขาไม่ค่อยอ่านนอกแผนกปรัชญา แชนนอนพบว่างานของบูลอยู่ในชั้นเรียนปรัชญาระดับปริญญาตรี “ มันเพิ่งเกิดขึ้นที่ไม่มีใครคุ้นเคยกับทั้งสองสาขาในเวลาเดียวกัน” เขากล่าวในภายหลัง

การแลกเปลี่ยนทางโทรศัพท์อัตโนมัติของ Strowger ในปี 1889 นั้นเป็นการใช้ตรรกะดิจิตอลในทางปฏิบัติและในโลกแห่งความเป็นจริงผ่านทางระบบไฟฟ้า การแก้ไขปัญหาลอจิกพัลส์ / สถานะอื่น ๆ ด้วยรีเลย์และชิ้นส่วนระบบเครื่องกลไฟฟ้าอื่น ๆ ไม่สามารถเป็นแนวคิดใหม่ทั้งหมดในช่วงเวลานี้

การรวมข้อเท็จจริง "รีเลย์ช้าและมีเสียงดัง" และ "การปล่อยก๊าซและ / หรือหลอดสุญญากาศและผู้สืบทอดทางเทคนิคของพวกเขานั้นเร็วขึ้นและสามารถทำงานเดียวกัน" เป็น "ลองใช้อิเล็กทรอนิกส์ตามตัวอักษรสำหรับตรรกะดิจิทัล" ปรากฏขึ้นเล็กน้อย

คำอธิบายเพิ่มเติมบางอย่าง: "ท่อระบายแก๊ส" ใน Thyratrons หรือแม้แต่หลอดนีออนธรรมดา (สิ่งเหล่านี้มีฮีสเทรีซิสที่แข็งแกร่งระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่โดดเด่นและดับไฟและสามารถทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหน่วยความจำ) หรืออุปกรณ์ที่ซับซ้อน . ก่อนหน้านี้หลอดสูญญากาศการออกแบบการผลิต (จนถึงปี 1940 - การออกแบบ ENIAC ใช้รุ่นนั้นและมีปัญหารุนแรงกับมัน :) จริง ๆ แล้วเกลียดการใช้เป็นองค์ประกอบการเปิด / ปิดยาก (ถูกปล่อยทิ้งไว้ด้วยแรงดันไฟฟ้าเต็มรูปแบบ ความเสียหายของสารเคลือบแคโทดคำสำคัญคือ "ส่วนต่อประสานแคโทด" หรือ "zwischenschichtbildung" ในวรรณคดีเยอรมัน *); หลอดสูญญากาศที่เชื่อถือได้ในฟังก์ชั่นนั้นได้รับการแนะนำสำหรับอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรมยุค 50s / 60s ...

* กล่าวถึงเนื่องจากเอกสารข้อมูลอาจมีเฉพาะในภาษาอังกฤษเยอรมันดัตช์หรือฝรั่งเศสสำหรับบางประเภท ...