0.2. Война, транзистор и первые сети

Опубликовано: 11.04.2026

Война, транзистор и первые сети

ENIAC, Алан Тьюринг, транзистор 1947 года — и как военная необходимость ускорила рождение компьютерной эпохи

В предыдущей статье мы дошли до идеи программируемой машины - той, что умеет следовать инструкциям, ветвиться и повторять действия. Бэббидж и Лавлейс сформулировали её ещё в XIX веке. Но воплотить в металле и кремнии эту идею помогла война. Вторая мировая война стала самым мощным ускорителем технологий в истории человечества - и вычислительная техника не исключение. За десять лет с 1940 по 1950 год произошло больше, чем за предыдущее столетие.

🔐 Алан Тьюринг: математик, который переломил ход войны

В 1939 году немецкий военно-морской флот шифровал все свои переговоры с помощью машины «Энигма». Внешне она выглядела как печатная машинка, но внутри содержала систему роторов и коммутационных панелей, которые при каждом нажатии на клавишу меняли способ шифрования. Количество возможных комбинаций настроек Энигмы превышало 150 квинтиллионов — это 150 с 18 нулями. Перебрать их вручную было физически невозможно.

Британская разведка собрала в поместье Блетчли-Парк лучших математиков, лингвистов и шахматистов страны. Среди них был 27-летний Алан Тьюринг — выпускник Кембриджа, автор теоретической работы о вычислимости, которую он написал за три года до войны. Тьюринг предложил построить электромеханическую машину — «Бомбу» - которая систематически перебирала бы возможные настройки Энигмы, отсекая заведомо неверные варианты.

К 1941 году в Блетчли-Парке работало уже двести «Бомб». Союзники читали немецкие приказы раньше, чем они доходили до адресатов. По оценкам историков, взлом Энигмы сократил войну в Европе минимум на два года. Тьюринг получил государственную награду. Формально - за работы «невоенного характера»: всё было засекречено ещё на тридцать лет.

Машина Тьюринга: идея важнее железа

Но вклад Тьюринга в историю вычислений шире «Бомбы». В 1936 году, ещё до войны, он опубликовал теоретическую работу, в которой описал абстрактную «машину Тьюринга» - воображаемое устройство с бесконечной лентой, головкой чтения-записи и набором правил. Это не чертёж реального компьютера. Это математический инструмент, позволяющий рассуждать о том, что вообще можно вычислить.

Тьюринг доказал: всё, что можно вычислить вообще, может вычислить такая машина. Значит, один универсальный компьютер с правильной программой способен делать всё то же, что любая специализированная вычислительная машина. Это теоретическое основание для идеи универсального компьютера. Сегодня каждый ноутбук, телефон и сервер - реализация этой идеи.

Имя Тьюринга носит самая престижная премия в информатике - аналог Нобелевской для программистов.

🏗️ ENIAC: первый электронный компьютер

Пока Тьюринг в Блетчли-Парке взламывал шифры, в американском университете Пенсильвании разворачивалась другая история. Армии США нужны были таблицы для наведения артиллерии: для каждого орудия, каждого снаряда, каждого угла возвышения и направления ветра требовались отдельные расчёты. Эти расчёты выполняли сотни людей - буквально называвшихся «вычислителями» (computers). Работа не успевала за темпами войны.

В 1943 году физик Джон Мокли и инженер Дж. Преспер Эккерт предложили военному ведомству построить электронную вычислительную машину. Не электромеханическую, как «Бомба» Тьюринга - там переключатели были механические реле, - а полностью электронную, на электронных лампах.

Что такое электронная лампа

Электронная лампа - это стеклянный баллон, из которого выкачан воздух. Внутри - нагреваемый катод, испускающий электроны, и анод, притягивающий их. Между ними - управляющая сетка: небольшое напряжение на сетке открывает или закрывает поток электронов. Лампа работает как переключатель: ток на сетке - поток есть (единица), нет тока - потока нет (ноль).

Лампы не имеют движущихся механических частей. Переключение происходит за миллисекунды вместо секунд, как у реле. Это принципиально меняет скорость вычислений.

ENIAC был запущен после окончания войны - в 1945 году - и использовался для расчётов, необходимых при создании ядерного оружия и баллистических траекторий. Его первая крупная задача была решена за несколько часов; те же расчёты вручную заняли бы годы.

Но у ENIAC было серьёзное ограничение: его нельзя было быстро «перепрограммировать». Чтобы задать новую задачу, нужно было вручную переставлять кабели и переключать тумблеры - это занимало дни. Машина была мощной, но не гибкой.

Архитектура фон Неймана: программа в памяти

Решение предложил математик Джон фон Нейман. В 1945 году он изложил принцип, который сегодня называют архитектурой фон Неймана: программа должна храниться в той же памяти, что и данные. Тогда её можно менять так же легко, как данные - без перепайки кабелей.

Казалось бы, это очевидно. Но до фон Неймана машины были устроены иначе: «железо» и «инструкции» были неотделимы. Фон Нейман разделил их. С этого момента компьютер стал по-настоящему универсальным: одно и то же устройство с одной программой считает налоги, с другой - проигрывает музыку, с третьей - работает браузером. Именно эта идея лежит в основе каждого современного компьютера, телефона и сервера.

⚡ 1947 год: транзистор меняет всё

ENIAC работал на лампах - и это было проблемой. Лампы перегорали. При 17 000 ламп хотя бы одна выходила из строя в среднем каждые несколько часов. Кроме того, лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли столько тепла, что для охлаждения машинного зала требовались специальные системы. Уменьшить лампы было невозможно - физика не позволяла.

23 декабря 1947 года в лабораториях Bell Labs в Нью-Джерси три физика - Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли - продемонстрировали устройство, которое назвали транзистором.

Что такое транзистор

Транзистор — это полупроводниковый прибор, который, как и лампа, работает как переключатель: небольшой управляющий ток открывает или закрывает основной ток. Но у транзистора нет стеклянного баллона, нет вакуума, нет нагреваемой нити. Это просто кристалл полупроводника - изначально германия, затем кремния - с тремя контактами.

Транзистор меньше. Значительно надёжнее. Потребляет в тысячи раз меньше энергии. Не требует прогрева. Включается и выключается в тысячи раз быстрее лампы.

В 1956 году Бардин, Браттейн и Шокли получили Нобелевскую премию по физике. Транзистор справедливо считается одним из важнейших изобретений XX века — возможно, самым важным.

Закон Мура: предсказание, ставшее самосбывающимся

В 1965 году один из основателей Intel Гордон Мур заметил: количество транзисторов на микросхеме удваивается примерно каждые два года при той же стоимости. Производители ориентировались на него как на план - и именно он объяснял, почему компьютеры дешевели и становились мощнее каждые два года на протяжении нескольких десятилетий. Что стало с этим законом сегодня - в статье 1.1.

🌐 ARPANET: сеть, которая переживёт любой сбой

К концу 1950-х годов США и СССР вошли в эпоху холодной войны. Американские военные стратеги думали: что произойдёт с системой связи, если несколько ключевых узлов будут уничтожены? Телефонные сети того времени работали по принципу коммутации каналов — как железнодорожные маршруты: звонок из Вашингтона в Лос-Анджелес шёл через конкретные промежуточные станции. Уничтожьте несколько из них — и связь прервётся. (Современная телефония - VoIP, звонки через интернет - уже давно работает по пакетному принципу, точно так же, как и передача данных.)

В 1962 году аналитик RAND Corporation Пол Баран разработал концепцию устойчивой сети на основе пакетной передачи данных — идею, которую военные финансировали именно из соображений живучести. Однако сам ARPANET строился прежде всего для другой цели: учёные из разных университетов хотели совместно использовать вычислительные ресурсы - мощные компьютеры были редкостью и стоили огромных денег. Хотя идею живучести диктовали военные, для учёных ARPANET был прежде всего способом объединить мощности разных машин. Пакетная передача оказалась идеальной для обеих задач.

В 1969 году Агентство перспективных исследований Министерства обороны США (ARPA) построило первую сеть на этом принципе - ARPANET. Первые четыре узла находились в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, Стэнфордском исследовательском институте, Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и Университете Юты.

29 октября 1969 года студент Чарли Клайн в Лос-Анджелесе попытался передать на компьютер в Стэнфорде слово «LOGIN». Система успела принять первые две буквы - «LO» - и зависла именно на букве G. Первая передача данных в истории интернета: два символа, и то с ошибкой. Час спустя систему починили и передача прошла целиком.

От военной сети к академической

ARPANET строился для военных нужд, но очень быстро стал использоваться учёными для обмена данными и - неожиданно для всех - для личной переписки. В 1971 году программист Рэй Томлинсон отправил первое электронное письмо между двумя компьютерами сети. Именно он выбрал символ @ для разделения имени пользователя и адреса компьютера - потому что в названиях людей этот символ не встречался.

К 1973 году к ARPANET подключились первые зарубежные узлы - в Великобритании и Норвегии. Сеть вышла за пределы США. Возникла задача: как связать между собой разные сети, работающие по разным протоколам? Ответом стала разработка протокола TCP/IP - единого «языка», на котором разные сети могут понимать друг друга.

В 1983 году ARPANET полностью перешёл на TCP/IP. Этот момент принято считать официальным рождением интернета. Не отдельной сети, а принципа: сеть сетей, объединённых общим протоколом передачи данных.

🕸️ Что было дальше: от ARPANET до World Wide Web

Переход на TCP/IP открыл возможность для роста. В 1980-х годах к интернету стали подключаться университеты по всему миру. Появились первые почтовые серверы, доски объявлений, системы передачи файлов. Но всё это требовало специальных знаний - рядовой пользователь не мог просто «зайти в интернет».

Переломным стал 1991 год. Британский физик Тим Бернерс-Ли, работавший в ЦЕРНе, предложил систему для обмена документами через интернет: World Wide Web. Три вещи сделали её революционной: язык HTML для создания страниц, протокол HTTP для их передачи и URL - адреса, по которым можно найти любой документ в сети. Он также написал первый веб-браузер.

Бернерс-Ли не запатентовал изобретение и не стал его продавать. Он открыл его для всех - безвозмездно. Сегодня это решение называют одним из самых бескорыстных поступков в истории технологий.

Итог: три десятилетия, которые изменили всё

Оглянемся на тридцать лет - с 1940 по 1970 год. В 1940-м вычисления - это сотни людей с карандашами в руках. В 1945-м работает ENIAC - первый электронный компьютер, размером с три теннисных корта. В 1947-м изобретён транзистор, который сделает возможной миниатюризацию. В 1969-м два компьютера в разных городах обмениваются данными по сети.

За этим стоят три движущие силы: война (военная необходимость ускоряет финансирование и темп), физика (транзистор решил проблему, которую лампы решить не могли) и идеи (Тьюринг, фон Нейман, Баран сформулировали принципы, которые работают до сих пор).

Сегодня каждый раз, когда вы открываете браузер, происходит именно то, что описал Тьюринг в 1936-м, воплотил фон Нейман в 1945-м и связал в сеть ARPANET в 1969-м. Миллиарды транзисторов переключаются миллиарды раз в секунду - и пакеты данных летят по маршруту, который никто заранее не прокладывал.

Как именно это работает - разберём в следующих статьях. Начнём с самого фундамента: с нуля и единицы.

© 2008–2026 ANY.BY - ремонт компьютеров и ноутбуков в Барановичах. Использование материалов сайта возможно с письменного разрешения.

📞 Мы на связи для Вас:

+375 (33) 323 7000 +375 (29) 323 7000 Написать в Telegram Написать в Viber Схема проезда к мастерской