Colossus Tasarım
THOMAS H. ÇİÇEKLER
Dünya Savaşı sırasında 11 Alman silahlı kuvvetleri ikinci el makine enciphered onların üst düzey iletişim bazı teleprinter mesajları . Bletchley Park , İngiltere'de yüksek güvenlikli bir tesis , matematikçiler bu tür mesajları deşifre olabilir hangi süreçleri keşfetti;bilgi için yararlı , ancak bu tür sadece elektronik elde verebileceğinden işleme hızları gerekli olacaktır olmak . Amacıyla yapılan ilk elektronik makineleri değerli bir iş yaptım ama alınan tüm trafik işlemek için çok yavaş ve hantal idi. Daha hızlı yerini ve çok yönlü makineleri Colossus çağrıldı .
Bu makalede, Colossus makinelerin yapımı ve çalışması açıklanmaktadır . Bu değişken programlama değil bellek deposu tarafından değil, matematikçi - programcılar tarafından işletilen anahtarlar tarafından seçilen ve birbirine kablolu fonksiyonu birimler tarafından sağlanan dışındamakineleri , en değilse modern bir bilgisayarın temel özellikleri tüm vardı .
Kategoriler ve Konu tanımlayıcılar: K 2 [ Bilgisayar Tarihi ] - Colossus , donanım , insan Genel Koşullar : Tasarım Ek Anahtar Kelimeler ve Deyimler : kriptoloji , Bletchley Park , " Heath Robinson "
önsöz
Howard kampanyasının
Colossus Bence oldu bu decode - programı - 1 bazı hesaplamalar ve sayıları yapmak için makine söyledi ve sonuçları inceledikten sonra , başka bir iş yapmak için söyledim . Bir önceki sonucu hatırlamıyorum , ne de yaptım eğer bunun üzerine hareket etmiş olabilir . Bazen alışılmadık bir Alman şifreleme sisteminin bir analiz elde bir etkileşim içinde dönüşümlü Colossus ve 1 olarak adlandırılan - Almanlar tarafından " Geheimschreiber " ve cryptanalysts tarafından " balık " .
Onun zaman Colossus için çok dramatik açıdan öncekilerden farklı kayda değer bir yenilik oldu .
1 . Bu elektronik oldu. Bu Heath Robinson gibi diğer makineleri , elektronik alt vardı , ama küçük boyutu vardı . Colossus 2.400 vakum tüpleri - büyük şişe vardı . Ah , iki desıcaklık nemli , soğuk İngiliz kış AM !
2 . Bu dijital oldu , ve dijital devreler ile deneyim sonra çok sınırlı oldu . Gününvakum tüpleri esas amplifikatörler olarak amaçlanmıştır ; üreticileri doğrusal yanıt çabaladı . Neyse ki Colossus için sadece sınırlı bir aralığında başarılı olmuştur .
3 . Bu santral ile programlanabilir oldu . Geçiş anahtarları şifre metin uzun bir dize olan giriş , ikili fonksiyonları arasında tercih yapmak için bir etkin , ve daha sonra bu fonksiyonların çıkışları sayıldı . Giriş dizesi her geçiş sonunda ,sayıları yazıcı , daha az ilgi bastırmak bu sayıları kontrol etmek için kullanılmıştır .
Colossus dizisi kontrollü değildi , ne de programı saklanır oldu . Ne de bize herhangi bu olasılığı gördün.
Şifre parametreleri Colossus - tutmak , uzak arkasında şişe fişleri ile girilen kısa yol açar. Şifre metin 5000 karakter ikinci çalıştırmak bir döngü ve sonra içine yapıştırılan çok uzun teletype delikli bant vardı . Bir kağıt şerit ayrıldı zaman biraz heyecan neden oldu.
Bantlar hazırlanmış ve Kadın Kraliyet Deniz Hizmet ( WRNS ) olarak adlandırılan --- Wrens kadınlar tarafından monte edildi - çok yetenekli ve usta idi . 1 çalıştı ama her zaman sorun neden oldu. Wrens 1 olmadan çaresiz oldu .
Colossus birden fazla şekilde yararlı ve sayılar teorisi uygulayarak hatta gösteriler vardı . Ancak bu gösteriler onların etkinliği daha kendi marifet için daha önemli idi .
Colossus gelen Başarılı bir sonuç düz metin değil, bir ara ürün usta uzmanları tarafından elle tamamlanmıştır .
Saldırı altındaşifreleme sistemi , bir i on-line oldu . iletişim bağlantıları parçası sürmek entegre olarak ; bir ucunda bir daktilodiğer bir daktilo koştu . Birikim tükendiği dek kez senkronize kurulmuş ,daktilo mesajından sonra mesajda beslenen . Bir cryptanalytic çözüm düz metin bir çığ ortaya koyacaktır .
Bu şifreleme mükemmel bir teknik başarı oldu ve cryptanalysts bunun çok gurur . Aynı zamanda onların hakimiyeti tehlikeli olduğunu acı farkındaydı ve Almanlar tarafından bir değişiklik rızık mahrum olabilir korktular . 1 çalışan bir üyesi ve gözlemci olarak" Newmanry " katılmak için ABD Deniz Kuvvetleri tarafından planlanan zaman, planlarım Almanlar yerine ayda bir kez her gün yeni jant modelleri kullanmak başlamıştı gönderme ile huzursuz , ve olduğunu edildi sistem bir daha okumak olacağını şansı . Ancak iki ay sonraçaba katına ve ikiye katlanmış , ve her zamankinden daha fazla okumak ediliyordu olmuştu . Iki katına kısmı daha Colossi inşa etmekti ; daha önce şimdi on iki olmak vardı , bir olmuştu .
FH Hinsley içeriklerinin istihbarat değeri açısından " , ( . Cilt 2 , s 29 ) " İkinci Dünya Savaşı'nda İngiliz İstihbarat " diyor ...Geheimschreiber bir deşifre edildiEnigma daha çok daha önemli , dahası bir balık şifresini yaygın bireysel sinyalleri çok sayıda dahilEnigma trafik toplu oldu ve Ordu seviyesinin altında ,balık bağlantıları Ordular ve Ordu Grupları ve OKH arasında yukarıda Ordu düzeyde iletişim ve , hapsedildi göz önünde bulundurarak; . bu varlık bu yüzden , onlar şifresini çözer olağanüstü önemi olan olan , emir , takdirlerini ve durum raporları taşınan ve güçlü ve malzeme hatta rutin döner . "
Howard kampanyasının
1.809 South Main Street
Portales , NM 88130
@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @
Dünya Savaşı 11 , 1 sırasında codebreaking faaliyetlerine dahil oldu hangi Colossus olarak bilinen 1 tasarlanmış ve inşa makineleri için . Bu makinelerin hiçbir kamu sözzamanda yapıldı . Bu Brian Randell , Newcastle upon Tyne Üniversitesi'nde bilgisayar bilimi profesörü , bunları duymak tesadüf eseri olduğunu 30 yıl sonra oldu . Varlıklarını tüm kayıt sonra mevcut zamanda dahil ve hala hayatta olanlarınanıları oldu . Randell karşılamak ve bu insanların çoğu soru başardı ve böylece bu makinelerin yapımı ve işletilmesi için bir açıklama araya için yeterli bilgi kazandı. Makineleri aslında elektronik veri işlemciler olduğunu fark , o modern bilgisayarların kendi alaka sorusunu gündeme .
Bu Colossus hiç meydana nedeniyle , 1 bilgisayar öncüleri arasında numaralandırılmış olup olmadığımı bir kez daha eklenir şanslı şansını bir dizi sonucudur. Süresi 1 demodern anlamda bilgisayarların hiçbir düşünce veya bilgi vardı ve bir masa makinede hesaplamalar yaptı birisi tanımlamak için dışında kullanılan terim duymadım hiç.
savaş öncesi Çalışma
Colossus makinelerin gerçek kökeni Ben İngiltere'nin telefon ve diğer iletişim hizmetleri koştuPostane , en Dollis Tepesi Araştırma İstasyonu'nda savaştan önce yaptığı bir işti . 1 1930 yılındalaboratuarlar gitti kısa bir süre sonra benim araştırmalar daha sonra yanlış bağlantıları veya bağlantı yok verdi ülke genelinde hızla yayılan edildiotomatik borsalarında aranançağrıların neden bu kadar çok nedenleri bulmak için yönlendirildiniz . 1 Bu iş için benim tepkizaman herhangi bir genç mühendis olduğunu düşünüyorum : nasıl daha iyi bir sistem yapabilirsiniz ?
1935'te 1elektromanyetik alternatif olarak elektronik anahtarlar ilgi olmuştu sonra evrensel geçer . Bu göründüğü kadar dikkat çekici değildi . Bakır oksit doğrultucular ve termiyonik vakum tüpleri 1920'lerde bol ve ucuz olmuştu , 1935 ile uygulamaları çeşitli anahtarları olarak kullanılmaya başlandı . Konuşma ve radyo iletim sistemlerinde onların yüksek anahtarlama hızı için modülatör kullanılan , ve çünkü 1 arıyordu ne onların güvenilirlik, röle gibi telgraf iletim sistemlerinde . Edildi Tüpler kullanarak yüksek hızlı sayıcılar bilimsel deneyler , Cambridge Üniversitesi'nde CE Wynn - Williams tarafından 1929 yılında ilk kez icat edilmişti . Bildiğim kadarıyla geri 1919'daEcclesJordan tetikleme devresi yayınlandı ama pratikte hiçbir faydası bir röle olarak ve 1 bit deposu olarak kullanılabilir rağmen bunun yapılmış olması ile . ( Belki 1 burada söylemek gerektiğini zaman 1 kullanımı, modern gibi bir bit mağaza , programı , programcı , ve benzeri , 1 onlar 1 bahsediyorumanda kullanımda olduğunu ima değilim gibi terimler , ama umut onlar 1 anlamak için modern bir okuyucu için daha kolay söylüyorum ne yapacak . )
1935 yılından 1 telefon santralleri de elektronikkullanım keşfetmek oldu . 1939'da 1 sonra sadece şüpheli olabilir ne kadar kanıtlamak mümkün hissettim : bir elektronik eşdeğer herhangi bir elektromekanik anahtarlama veya veri işleme makine yapılmış olabilir . Ben iyi bir telefon santrali değil sadece parçaları olabilir elektronik - tam değişim olabilir anlamına geliyordu çünkü bu noktaya ulaştı hissettimsevinç hatırlıyorum. Denklik daha fazla bir şey açıkça ilkesine dayalı değişim pratik olmak çok çok pahalı olduğu için , ancak , gerekli gidiyordu . Hiçbiri yayın aşamasına ulaşmıştı çünkü başka bir yerde sürdürülen benzer fikirlerin hiçbir şey bilmiyordum , ama şimdi hiçbiri benden daha öncesinde daha vardı görünüyor .
bilmece
Çatışmalar 1939 yılında Avrupa'da başlayan ve İngiltere'de tüm inşaat işler savaş çalışma tabi gerekiyordu . 1942'de 1 çok gizli bir iş almak için Bletchley Park, Londra 50 km kuzeyinde hakkında son derece gizli bir kuruluş , gönderildi . Iyi şanslar tarafından 1 kodu kırma dahil olmak üzere ve benim savaş öncesi iş ne pahasına olursa olsun gerekli hangi bir sorunla karşılaşırsanız olacaktır.
Savaş başladıktan sonra yaklaşık bir yıl ya da öylesine , Bletchley Park'ta cryptanalysts Enigma adlı bir makinede kodlanmış olmuştu Alman mesajları okuma olmuştu . Alan M. Turing bu faaliyet önde gelen isimlerinden ve o bana açıkladı ve Postane bir telefon mühendisi için hiçbir zorluk sunulan do- bir şey için gerekli ne söyledi . Çalışma kısa sürede gerekli değil bulundu , ( ve olabilirdi bazı şüphe yoktu ) daha önce gerçekleşmiş bu vardı , Dollis Tepesi Bletchley Park ile dahil edilmiştir asla olabilir. Savaşın nihai sonucu hiç şüphesiz aynı olurdu rağmen , tarihi yaşam ve hasar daha fazla kaybı ile farklı olabilirdi . Diğer iki Dollis Tepesi mühendisleri , Sidney W. Broadhurst ve William W. Chandler ve 1 Ancak , dahil olmuştu ve yeni bir mühendislik problemi ortaya çıktığında biz mevcuttu .
Almanlar pek nedeniyle operasyonel zorluklar kullanılmıştır 1. Dünya Savaşı sırasında 1917 yılında bir Amerikan , Gilbert Vernam , tarafından icat bir ilke kullanarak şifrelemek teleprinter mesajları için bir makine icat etti . Alman makine gibi baktı ve bir teleprinter gibi ameliyat edildi ama 'nklavyeden sade bir dille tüm otomatik olmayan , şifreli makine tarafından iletilen ve makine alınan şifrelenmiş mesajları sade bir dille çıktısı çıktı edildi gönderilen iletilerin farklıydı bir mesaj gönderme veya almadan önce bir kod defteri belirtilen bazı ilk mekanik koşullar için makine ayarı dışında makine operatörü adına çaba . Operasyonel şey basit olabilirdi .
Bletchley Park , Şekil 1'de gösterildiği gibi, 5 - delikli bant üzerindeki mesajı aldınız. Her karakterbant o yumruk ve daha sonra okunabilir şekilde tahrik edildiği küçük bir dişli delik ile birlikte bant üzerinde çizgiler delikler tarafından temsil edilen bir 5 - ikili haneli bir sayıdır . Ek delik bandın boş uçları mesaj hakkında iken önceki ve işlemciye göstermek için dördüncü ve beşinci basamak arasındaki üçüncü ve dördüncü basamak ve bir durak delik arasındaki mesaj - bir başlangıç delik sonra içine Bletchley Park tarafından konuldu sona erdi zaman başlar ve . Özel amaç için yapılmış bir yumrukColossus makineleri ( Şekil 2) birkaç Hayatta kalan biri dayanır olduğunu.
Şifreleme ve makine içinde deşifreiki pozisyon ( Şekil 3 ) birine elle ayarlanabilir olabilir iki konumlu kameralar vardı hangi çevrelerine yaklaşık 12 kodu tekerlekler bağlıydı. Bu her tekerlek ikili kod bir desen saklanan yoluyla , tüm farklı olan desenler basamak sayıları tekerleklerin farklı çaplarda vardı ve birbirlerine tekerleklerin farklı göreli konumları sayısı en üst düzeye çıkarmak için tüm asal çünkü . Tekerlekler bir mesajın iletimi sırasında döndürülmüş olduğu gibi ,kameralar kişiler şekilde bir sözde - rasgele türteleprinter kod beş basamak değiştirmek için ameliyat . Basamak bir ( Şekil 4) için şemada gösterildiği gibi beş basamaklı her biri , ayrı ayrı şifrelenmiş edildi . Şifrelemesi olmadan gönderilen bir karakter için hanenindüz metin değeri ikili gösterimde 0 veya 1 olabilir ki , A, . Tekerleklerin birinin kameralar tarafından işletilen kişileri B değeri benzer o anda etkilicam konumuna bağlı olarak , 0 veya 1 olabilir . B rehberdençıkışmodül - 2 ektir A + B hangi başka bir ektir kişiler tarafından yapılan başka bir tekerlek üzerinde bir kam tarafından kontrol C , Cenciphered haneli aktarılacak olan kişiler çıktı . Rölelerininelektronik eşdeğeri de gösterilir .
Teleprinter kod beş basamak için , kameralar Yatak ve tekerlekler C. Bir set faaliyet gösteren beş tekerleklerin iki set iletilen her karakter için bir dönme adım attı vardı . Ikinci seti her karakter için değil çıktı ama düzensiz olarak her iki tekerlek üzerindekameralar tarafından belirlenir . Şifre önce iletilen olabilir karakter farklı simidi konumları ve bu nedenle kombinasyonları sayısı kendisi pratikte tekrar yapmadım o kadar büyüktü ki tekrarladı. Düşman böyle çok detaylı ve Hitler onun saha komutanları bile mesaj ve talimatlarda savaş siparişleri gibi en yüksek öneme bilgi göndermek için bu makineler kullanılan bu şekilde şifreli mesaj yaralanmazlık bu tür güven vardı .
elektronik
Bir anda Cambridge Üniversitesi'nde bir matematik öğrencisi olarak Turing ve savaş Manchester Üniversitesi'nde matematik profesörü olduktan sonra vardı vardı Maxwell HA Newman , Alman teleprinter trafik işe geç 1942 yılında Bletchley Park haline getirildi . Sorun periyodik olarak değiştiriliyor o zaman , daha sonra operasyonda ilk tekerlek desenleri bulmak için , ve her mesaj için tekerleklerin başlangıç pozisyonları sonraki aldı. Newman bir " anahtar " bantkodlama makinenin bazı karakteristik yeniden ve bir döngü haline getirilir da bir döngü ( Şekil 5 ) haline getirilir bir mesaj bant ile işlenmiş olabileceği fikri vardı ; gerekli olduğu gibi işleme gibi birçok kez tekrar olsaydı test edilecek mesajı bant göre" anahtar " bant her türlü pozisyon için , bir ipucu elde edilebilir . İki bantlar arasında senkronizasyonaynı şaft üzerine monte edilmiş iki dişliler bunları sürüş ve bantlardiş delikleri yaparak tutulması öngörülmüştür. Iki bantlar karakter sayıları birbirine asal yapılmış olsaydı iki bant her göreli konumunu sürede oluşacak . Bir ipucu ve başka bir " anahtar " bant ile , başka bir ipucu ortaya çıkabilir . Bu şekilde devam eden , yeterli ipuçları bir çözüme yol açacak .
Işleme miktarı açıkça derece büyüktü : bu nedenle bile Newman teorilerini test etmek için , makine bir tür icat gerekiyordu . O anda mevcut veri işleme en hızlı teknikleri kullanarak bir makine çok uzun operasyonel faydalı sonuçlar üretmek için alacağını kolayca hesaplanabilir oldu . Elektronik açıkça gerekli olduğunu ve Wynn - Williams , ilk elektronik sayaç mucidi , sorun haline getirildi . F. 0 . Dollis Hill, teleprinter mühendislik bir uzman Morrell , proje sorumlu konulmuştur . Hareketli makaralar ile bir yapı onları taşımak için gerekli ve bir karyola denilen bu yüzden bantdöngüler , serbestçe asmak için çok uzun oldu .
Bantların fotoelektrik okuma onlar çalıştırmak zorunda hangihızda tek seçenekti . Bir lamba ve optik sistem iki Dollis Tepesi fizikçiler , yapılan Erie Speight ve Arnold Lynch , dizayn ve model dükkanı, sinema projeksiyon benzer ama ters yönde yansıtılan bir fotoelektrik okuyucu , içinde bir ekranakapısı üzerine monte bir fotoğrafik plaka olan makine fotoseller bulunduğu arkasında bazı açık alanlarda dışında opak . Kırık olmasına rağmenfotosel ( Şekil 6 ) ulaşan ışık kontrol etmek gerçekten maske olan bu ekranlar , biri , hala kullanılabilir . Maske meydanahilal şeklindeki açık alanlardamaske üzerinde geçerken ,bant delik elde edilen ışık dairesel alanlarfotoseller ve amplifikatör yaklaşık dikdörtgen çıkış üretilmiş darbeler şekilde tasarlanmıştır . Beş iki sıra halinde on fotosellerkasete iki ardışık beş birim karakterler , aynı anda işleme bazı gerekli bir özellik okunacak sağladı . Diş delikleri başka bir hücreye ve amplifikatör gelen bakliyat sürekli bir çıkış üretilen ve başlangıç vebant koymak durdurma delikler ikinci ve üçüncü ve üçüncü ve dördüncü basamak arasında iki daha fazla hücre ve yolları amplifikatörler tarafından tespit edildi .
Dişliler tarafındanbantlar sürüş en kısa sürede bant - sürüş ile bir karyola olarak deneysel olarak çalışılmıştır dişli kullanılabilir hale geldi . Söz konusu sorunların bir fikir vermek için , tipik bantlar işleme tam bir programı ikinci 5000 devrimleri ile eş zamanlı olarak ilk 1000 devrimleri gerektirecek hangi için , 5000 ve 1000 karakter uzunluğunda olacaktır . Ilk testler belirgin cesaret kırıcı aslında vardı , aslında kağıt veya zarar vermeden kaç kez uzak olduğu dişliler üzerinden geçen ayakta bant başka türlü şansı o çalışmadan bile görünüyordu . Zincirli çark çeşitli tasarımlar hiçbir göze çarpan gelişme ile yargılandı .
Nihai başarı umutları azalan , bazı yeni fikirler acilen aranan başlandı . Bu noktada 1 benim savaş öncesi iş bu uygulamaya koymak zor olabilir, ancak ilke olarak basitsenkronizasyon soruna bir çözüm işaret olduğunu fark etti. Bu işlem için gerekli olan kağıt şerit , ama bant verileri değildi . Onlar çok daha yüksek hızda bir elektronik işlemci içine okunabilir böylece " anahtar " teyp yaptığını Tüm pregenerated veri depolama edildi . Aslında veri ve 1 oluşturulan vardı makinenin bir elektronik eşdeğer böyle bir eşdeğer yaptı - olabilir yeterince hızlı işlemciye doğrudan veri vermek ve böylece " anahtar " teyp gereksiz işlemek için işe olabileceğini hiç şüphe vardı . Sadece birmesaj bant , gerekli olacağını döngü , ve bu zarar korkusu olmadan yüksek hızda iki yüzlü kasnak tarafından tahrik edilebilir. Ayrıca, önemli bir sorun , zaman ve emek " anahtar " kaset yapmak ve kaybolurşerit okuyucu bunları yüklemek için gerekli .
Şubat 1943'te yapılan Benim önerim , önemli şüphe ile karşılandı . İlk tepki açıkça gerekli gidiyordu tüplerin sayısı ile bir makine yararlı olamayacak kadar güvenilir olacağı yönündeydi . Neyse ki, bu eleştiri kendi iletişim ağı tüpler binlerce kullanarak Postane deneyimi ile mağlup olabilir . Bu tüpler hareket veya işleme tabi değildi ve güç kapalı değildi. Bu koşullar altında tüp hataları çok nadirdi.
Bazı insanlar ilk makine operasyonel olabilir önce savaş üzerinde olacağını önerdi , ancak Postane mühendisleri bir yıl içinde böyle bir makine yapmak düşündüm , ve savaş Şubat 1944 tarafından satın olacağını olası oldu . Başarı ancak, emsal olduğu için bir makine için garanti edilemez olabilir . Bu nedenle bu iki - bant makinesi üzerinde çalışmaya devam ve birinci öncelik olması gerektiğini karar oldu . Ne tüm elektronik işlem ile bir bant makinesi hakkında yapmak karar vermek yapmak zorunda kalacak olanlara bırakılacaktır.
Olaylar bu kararı haklı . Saniyede 2000 karakter de senkronize olarak faaliyet gösteren iki bantlar ile makineler 1943 ortasında yaklaşık hizmet işlemi vardı ve Heath Robinson , iyi fantastik makineleri tarafından gerçekleştirilen gülünç görevlerin yaptığı çizimler tanınan karikatürist sonra kod adlı edildi . Bant - çalışan sorun itici güç çoğudişlileri rahatlatmak içinyumuşak kasnaklar otomobil biri tarafından çözüldü ama senkronizasyon korumak için hala mümkün olmuştu . Çok değerli çalışma Newman ve proje için işe diğer matematikçifikir doğrulama ve gelişmekte olan doğru bu makineler tarafından yapıldı . Çözülür mesajlarınıntoplam trafik miktarı ile ilgili olarak küçük ama yine de önemlidir .
Bu arada , bir all - elektronik işlemci yapmaya karar verdi olanDollis Tepesi mühendisleri , hizmete ilk makine almak için sadece 11 ay sürdü , mutlak öncelik ile mümkün bir başarı onlar komut malzeme ve hizmetlerin veolağanüstü çabaları verildi laboratuvar personeli , birçoğu bu tür eşleri konuşurken ve saç kesme alma gibi yaşam ihtiyaçları için kendilerini izin verdiğini haftada bir yarım gün hariç ucunda ama iş hiçbir şey , yemek ve haftalar ve aylar boyunca uyku yaptı. Amerika Birleşik Devletleri deborç - lease düzenlemeler çerçevesinde tüpler ve elektrikli daktilo katkıda bulunmuştur.
dev
Ilk makine genel ve detaylı tasarım sorumluluğu Allan WM Coombs sonraki tasarım ve inşaat işleri için bize katılımı ile, Broadhurst , Chandler , ve kendimi arasında paylaşıldı . Ilk makine Aralık 1943'te başlarında hizmete girdi ve oldu kod adlı onlar o zamana kadar faaliyet vardıbüyük makine olduğu için Bletchley Park ile Colossus . Cryptanalysts saniyede 5000 karakter oldu çalışma hızını , tarafından ve yakında onları üretilen sonuçlarında güven verdigüvenilirlik , etkilendiler . CryptanalystsRobinsons ile karşılaştırıldığındayeni makine ve büyük ölçüde artan işlem gücü daha aşina hale geldikçe , yeni süreçler için fikirler oluştu , bazılarıRobinson makinelerde çalıştırmak için imkansız olan .
Colossus ameliyat olabilir hangipratik hızı maksimum uzunluğu bantla yükleme ve bir şey oldu kadar hızını artırarak test edildi . Saniyede 9700 hakkında karakter ,bant birinde kırdı ve daha sonra çeşitli yerlerde . Bantçeşitli bölümlerini de saatte yaklaşık 60 mil bir başlangıç hızı ile devam edilecek oldu yönünde düz bir çizgi Newton'un birinci yasası ve seyahat itaat için ellerinden geleni yaptılar ve böylece gelecek hangi meraklı yerlerde her türlü bulundu dinlenmek için . Açıkçası , kağıt şerit tahrik edilebileceği maksimum güvenli hızı saniyede 5000 karakter çok daha büyük olamazdı . Bir çok daha yüksek hızda inşa edilecek sonunda makinelerin sayısını azaltmak için amaçlayan ve pratik miktardaçalışma gücü , böylece etkin hızlı paralel işlem artış olabileceği düşüncesi isteyen olmuştu . Paralel olarak beş işlemcileri kullanarak , aynı programı amabant farklı giriş verileri ile tüm çalışma , saniyede 25.000 karakter etkili bir hız elde ve yeterli oldu . Beş ayrı işlemci biraz zorluk sundu. Veri ile temin bir fotoelektrik okuyucu Ancak , aynı anda bant altı satır okumak gerekir , ve inşa etmek çok zor olacaktır . Altı çizgileri art arda iki ama farklı hat beş işlemcilerin her biri ile temsil edilebilir , böylece gerekli. Bu zorluk amacıyla icat ötelemeli tarafından çözüldü . Bant okunan verimesaj bant altı ardışık karakterleri bir anda yalnızca bir satır okumak zorunda bir kaset okuyucu kullanarak işlemek için kullanılabilir ve böylece okuyucular ile karşılaştırıldığında basitleştirilmiş olduğu anlamına geliyordu altı - bit ötelemeli , içine okundu ilkRobinson makineleri ile kullanılır .
Biz ilk başarılı olup olmadığını çok daha fazla Colossus makineleri büyük bir acele talep olacağını tahmin . Özellikle parçaları , yapmak için uzun bir zaman aldı bu parçaların üretimi olduğu gibi bu nedenle gelişmeler ve yeni fikirler içeren bir yeniden tasarımı , ilk makine bitmiş bile önce başladı . Şubat 1944 sonunda yaklaşık , Bletchley Park'ta bir toplantıda , 1 12 makineleri 1 Haziran'da faaliyete geçmesi olduklarını söyledi . Talimatlar en üst düzeyde gelmişti ve ben de 1 imkansız olduğunu kesin bir dille söylemek zorundadehşet hatırlıyorum . Bu ani talep sadece mevcut Colossus makinenin başarısı kaynaklandığını , aynı zamanda teleprinted mesajları giderek yaygın Alman kullanımından , ve biz aynı sonuçları elde etmek için daha çok çalışmak zorunda olduğu anlamına geliyordu " gelişmiş " Alman çalışma usulleri , gelen vardı . Bazı bölümleri zaten yapılmış olduğu için , biz laboratuarlar bir veya iki makine yapmak ve gerekli tarihe göre hizmet ilk olacağını söz olabilir . Geri kalanı için , BirminghamPostane fabrika Dollis Hill montaj için parçaların en iyi şekilde organize olması gerekir , ve sonra ilk ayda bir oranında teslim çalışıyordu mümkün olduğu düşünülüyordu .
Bu aralıklı ve gizemli hataları tabi olduğunu - dışında 31 tüm ilgili tarafından yoğun bir çalışma bir müddet sonra, yeni makinelerin ilk Mayıs'ta operasyonel olduğunu . Sadece o günün gece yarısından sonra ,devreye alma ekibi üyeleri gitmek için çok yorgun ve uyku birkaç saat eve gittim . Onlar 1 Haziran ertesi sabah 8:30 ' döndü , onlar hizmet , makine bulundu . Ne olmuştugece vardiyasında bir Dollis Tepesi mühendisiısıtıcılar ve tüplerin bazı katot arasında parazit salınım olması sorun bulduklarını ve birkaç dirençlerin ekleme ile sorun temizlenmiş olmasıydı .
Ben onlar özveri ,heyecan ve bu telaşlı gün iş tatmini bazı iletmek umuduyla ne bu ayrıntıları dahil ettik . Makineleri geri kalanı aslında çok 11 ay 1 Haziran 1944 sonrası Alman teslim , tüm kurumsal ani bir son koymak olduğunu , 10 makineleri operasyonda ve 11. devreye ediliyordu , söz verildiği gibi takip etmedi.
Colossus bir ana unsuruRobinson " anahtar " bantlar yerinebit akışı jeneratör , oldu . Bu yarı kalıcı veribit akışı oluşturulan farklı ölçeklerde 12 halkaları bir banka , oluşan . Bit akışı jeneratör veveri işleme mutlaka gerekli olan işlem hızı elde etmek için tüm elektronik , ama bu yapma en hızlı ve en iyi yoluydu çünkü elektromanyetik telefon -değişim - tipi anahtarları da yavaş - hızlı işlemler için büyük miktarlarda kullanılmıştır makineleri . İlk Colossus 1.500 tüpleri yer vardı ;üretim makineleri 800 röleleri hakkında , birlikte 12 büyük döner anahtar ile , nedeniyle artan işlem gücü ve tesislerin 2400 tüpler ihtiyacı vardı ve çıktı yazdırmak için bir IBM elektrikli daktilo . Yarı kalıcı veri soket çiftleri içine elle eklenen U - bağlantıları ile okumak ve karşı bir Wynn - Williams tipi ( Şekil 7 ) olarak bir halka işletim oluşturmak için seri bağlı tiratron tüpler tarafından okundu. Tiratron tüpler onlar , anot gelen katot ve bir keztüpleri için güç kaynağı kesilir dek ateş kalmak ateş için geçerli yapmak için neden olduğu ateş - bu olabilir hangi bir ızgara elektrot var .
Her tiratron butüp ateş zaman bu yuvaçiftleri ile bağlanmıştır , bu yuva bir U bağlantı içerdiği takdirdehalkasının çıkış akımın neden oldu. Sadece bir boru , herhangi bir zamandaçalışan durumda olabilir ve sayılmasına alınan sinyalleri gibi ,ateşlemeli boruhalka etrafında bir adım adım hareket . Her bir adımda, saklanan verilerin bir bitçıkış okundu. Operasyonda işleme sırasında , mesaj bant ve mesajın tarama biri devrim tamamlanmıştır zaman , açık bir darbe hiçbiri ateş durumda olduğunu sağlanmalıdır tüm halkaları tüm thyratrons ve anot uygulanan . Işleme dahil olmakhalkaları başlangıç adresi anahtarlarıyla uygulanan negatif darbe her ateş için bir tiratron neden oldu. Bu halkalar sonra mesajı bant Start ve stop delikleri arasında meydana gelen dişli delikli bakliyat saymak hazır , tüm bakliyat ve diğerleri kendilerine iletilen izin mantığı gibi dişli delikli darbeler alan bazı halkaları . Halkalar , mesajın sonunda saymak için kesildi ve daha önce tarif edildiği gibi , açık ve başlangıç adres sinyalleri tarafından bir sonraki tarama için hazırlanmıştır. Böylece verimesaj bant okunur gibi ,uygun oluşturulan bit akışı onlarla senkronize olarak mevcuttu .
Bir halka içinbaşlangıç adres anahtarı halka tüm thyratrons en katot sırayla bağlı bir kol ile bir elektromekanik döner anahtar oldu . Bu anahtar herhangi bir anda durdu üzerindetemas atlama iletinin sonraki tarama için başlangıç oldu hangikonumda oldu. Bu nokta,döner anahtar ek kıyısında kablo ( Şekil 7'de gösterilmemiştir) , çıkış yazıcıya belirtilmiştir. Alanına tek bir program boyunca her tarama için sürekli olabilir , ya da bu noktanın aşamalı olabilir olmakanahtarı , bir veya daha fazla halka tüm pozisyonları başlangıç noktaları olarak kullanılacak , böylecebandın her bir tarama sırasında bir anda bir pozisyon basan testlerin bir program seyri sırasında .
Paralel işlem uygun başka bir seçenek başlangıç adresi anahtarlarıbant her tarama için bir değil beş adımlar atması gerektiğini oldu . Her program için programcı etkili olduğu çalışma bu modlarından birini seçmek için ve düzenlemek zorunda kaldı . Anahtarlar gerçek atlamatarama sırasında gerçekleşti .
Basitleştirilmiş şeması ( Şekil 8 )bit akışı jeneratör dan akımla birlikte mesaj - bant okuyucu kaynaklanan alınan şifrelenmiş mesajın c5 için beş ayrı bit akışı cl gösterir . Bit akışı jeneratörden akışları seçilmesi ve alınan mesajı veriler ile modül - 2 ekleyerek , m5 için veri akışları mI üretecektirhalkaları doğru veri ve başlangıç noktası kullanılmış olsaydı hangi bir şekilde iletinin düz metin yansıtacak . Makine, ancak sürekli şemada olduğu gibi bit akışı eklemek için kablolu değildi. Bunun yerine , tüm bit akışları makineyi çalıştıran cryptanalystprogrammer tarafından karar onlar fonksiyon üniteleri ve on sayaçları ile ilişkili olabilecek bir işlemci anahtarları götürüldü . Fonksiyonu birimleri bir tüp modül - 2 zaten gösterildiği gibi üç tüp gerektiren toplayıcılar, aynı zamanda Boole addersneeding sadece iki tüp ( Şekil 9 ) , inversiyon birimleri sadece dahil , ve dört tüpleri ( Şekil 10 ) kullanılarak Eccles - Ürdün 1 -bit mağazalar .
Mesaj - tape çıkışları basit gecikme ağlar üzerinden seri bağlı 1 - bit mağazalar oluşuyordu içinvardiya kaydeder. Sayaçları scaleof - on güvenilir saymak için yapılamadı vakum tüpleri kullanılan , dolayısıyla her on yılda bir scaleof - iki oluşur ve bir ölçek - of- beş sayacı edildi .
operasyon
Tam şematik diyagramı (Şekil 11) detaylı bir şekilde makine yapımı ve operasyonu göstermektedir. Mesajı bant ile sürekli üretilendişli delikli bakliyat makinenin tüm işlemleri için temel zamanlama sağladı. Ana kontrol olarak, dişli delikli bakliyat başlangıç ve bant okuyucu alınan durdurma bakliyat ve bir gecikme ile CL1 bakliyat takip bakliyat CL2 , arasında meydana gelen dişli delikli darbeleri ile çakıştı saat darbeleri CL1 oluşturmak için kullanıldı bir rakam zaman yarısı. Mesaj bant ila C5bit akışı Cı-6 -bit kaydırma saklanan iletilerin altı ardışık karaktermesajı iki farklı ardışık karakterleri ile sağlanan her biri beş ayrı işlemci , paralel işlem için kullanılabilir , böylece kaydeder ; basitlik için diyagram tek bir işlemci gösterir . Mesaj basamak olaraktiratron halka mağazalarındançıkış basamağı mesaj - bant basamak anlamına gelir ve halka rakam tam eşzamanlı olarak işlemci sunuldu hangi , 1 - bit mağazalara vardı ,vardiya CL1 darbelerle kayıt içine saat hızına sahip edilmiştir .
Veri akışlarımesaj banttan bir karakter için tüm işlem için zamanönce tamamlanması için izin verilen bir geçit devresi , son bir bağlantı ile birbirine bağlı fonksiyon birimleri ve fonksiyon birimlerine bağlı olabilir hangiişlemci anahtarları vardı sonuççıkış karşı bir CL2 darbe ile saat hızına sahip oldu . Sonuç karşı değişmeden biriken toplam sola veya bir birim ekledi. Dört on yıl yürütülmekte olan program için bir dizi toplam bir sayı belirtmek için programcı etkin geçer . İletinin bir tarama sırasında ayarlanan toplam ulaşıldı veya sayaç geçti , bu aslında bir " okuma - toplam " kapısı ve ana kontrol iletilmiştir .
Bir program çalıştırmak için , programcı kullanılan ve onlara gerekli başlangıç adresi modda çalışabilir ayarlanabilir için halka mağaza seçilmiş . Bu işlem aynı zamanda mesajın ilk tarama için seçilen halkaları hazırlanmıştır . Programcı sonra program o sahada set toplam için gerekli programı ve çıkış sayaç anahtarları kurmak geçer işletilmektedir. Daha sık makinenin sorumludecode - programcı bir kağıt astar üzerine sembolik gösterimdeprogramı yazdı ve yürütmek için bir Wren verdi . Her makine hazırlanan ve yüklü bantları ve verilen programları kurma ve çalışan da dahil olmak üzere , makine katıldı iki Wrens tarafından işletiliyordu.
Program kuruldu , mesaj - bant motoru açık , ve bant çalışma hızı ulaşmıştı zaman , bir manuel başlatma anahtarına basıldı . İşleme bir start- delik darbe ustası kontrolü ile alınması ile başladı , ve başlangıç nabız takipCL1 ve CL2 bakliyat program yürütülecek neden oldu. Yazıcı hazır ve hala son okuma -ana kontrol yapan olmadığını pulseprovideddurdurma oluşumu bir okuma - toplam kapısına bir " salt karşı " darbe gönderdi. Bu kapıdançıkış sadece tamamlanan tarama başında halka mağazaların başlangıç pozisyonları ile birlikte , okumak ve yazıcı ile ilgili röleleri saklanabilir çıktı -counter toplam neden oldu. Set toplamtarama sırasında varıldı sürecesalt toplam kapısı , ancak , çıkış vermedi .
Set toplam genellikle okuma ve basılı veri miktarını en aza indirmek içintarama birkaç böylece ulaşacağı bir değer olarak seçildi . Set toplammesajın bir tarama sırasında geçti ama yazıcı durma darbe aldı verilerin başka bir okuma almaya hazır değildi ise , ana kontrolsalt karşı darbe gönderipçıktı dışındaki tüm işlemleri askıya ve vermedi bant devrim bir yazıcı hazır sinyali ve banttan bir durdurma sinyali aldı kadar . Daha sonra gerçekleşmesi okuma neden salt toplam kapısı için bir test - karşı darbe gönderilen ve normal çalışma devam : çıktı sayacı ve bir zaman dilimi karşı ( bir sonraki paragrafta açıklanan ) sıfıra sıfırlama ve açık ve başlangıç - adresi bakliyat gönderme halka mağazalara iletinin sonraki tarama için onları hazırlamak için .
Ana kontrol programı karşılıklı müdahale olmaksızın tamamlanması bu operasyonların her için zaman tanımak zorunda kaldı ve durdurmak ve delikler başlatmak arasındaki mesaj bandınboş bölümde, ana kontrol işlemleri olabilir bu yüzden yaklaşık 150 karakter az uzunlukta olması gerekiyordu başlangıç delikişleme yeniden önce tamamlanacaktır .
Işleme her zaman başarılı değildi. Sonuç bir mesaj elde edilebilir olsaydı, Resepsiyonda metnin yolsuzluk olası bir neden oldu . Bazen hepimizCL1 bakliyat sayılır ama bu sayaç üzerinde anahtarları tarafından belirlenen süresi sayacın iki sayı çıkışları arasında sadece çalıştırmak için çıkış sayaç izin bir zaman dilimi karşı kullanarak değil, tüm mesajı ama sadece bölümleri işleme çalıştı.
Daha fazla makine kullanılabilir hale geldikçe , bunun yerine onları kurmak için anahtarlar kullanmak çok kullanılan ya da daha karmaşık bazı programları oran kabloluda uygun oldu . Tüm temelde aynı olmasına rağmen bu nedenle makineler arasında bireysel farklılıklar vardı .
Şekil 12 içinde makaralar ve iki şerit içeren bir bedstead görülebilir. İki bantlarRobinson makineler için gerekli olan ; Colossus tek bir bant gerekli olsa da , iki - bant tasarımı bir bant çalışırken , başka mesajlar arasında makine zaman kazanmak için makineye yüklenebilir diye devam etti . Ya bant kadar 25.000 karakter - sadece 200 metre üzerinde bir uzunluğa sahip olabilir . Ayrıca görünür bir kağıt dar rulo ve paralel işlem için gerekli beş sayaçları kümesi toplamları için on yıl anahtarları çıktısı ile otomatik daktilo olduğunu.
İlk Colossus anahtarlarıprogramları ( Şekil 13 ) kurmak olarak yuvalar arasında telefon fişi ve kablosu ' bağlantıları kullanılır . Bu özellik,üretim makineleri dahil , ancakprogramlama çoğu , özellikle paralel işlenmesi için tasarlanmıştır büyük bir panel üzerindeki kol tipi anahtar tarafından yapıldı. Bu aynı zamanda yayılma sayacı kontrol edilmesi için on anahtarları gösterirkontrollerin fotoğrafı (Şekil 14 ) içinde görülebilir. Arka görünümü ( Şekil 15 ) değil ön görünümü ( Şekil 12 ) resimde rafları ama ilk paralel rafları ikinci bir çizgi doğrultusunda bu .
Colossus şimdi dallanma mantığı ve değişken programlama - onun ilk dijital bilgisayar ( bkz. Şekil 16 ) olarak kabul edilen haklı olabilir de dahil olmak üzere dijital bilgisayar - yarı kalıcı ve geçici veri depolama , aritmetik ve mantık birimleri ile ilişkili özellikleri vardı . Kablolu mantığı ile Colossus ve genel amaçlı bir makine yapmak için saklanan programı mantığı ile bir bilgisayarın kontrol en belirgin farktır. Colossus mümkün olan en yüksek işlem hızı elde etmek için gerekli bir özel amaçlı makine vardı; depolanmış - program mantığı o zaman düşünce olsa bile günün teknolojisi kablolu mantık kullanımı mecbur olurdu . Her geçiş işlemi tamamlamak için yaklaşık 10 mikrosaniye aldı ve CL1 ve CL2 darbeler arasındaki toplam program süresi 200 mikrosaniye daha az oldu . Yine de programlama yeterli esnekliğimakinesi, özellikle yürütülecek tasarlanmış olmasaydı hangi için çeşitli görevler için vardı . Colossus Colossus sonra bir iki yıl bir bilgisayar olarak değil, saklanan - program mantığı olmadan ve operasyonda tasarlanmıştırENIAC , ile anlayışı ve işlem gücü karşılaştırılabilir oldu .
Colossus şüphesiz Turing , Newman göstererek İngiltere'de bilgisayarların gelişmesine bir katkı yaptı ve ne elektronik yapabileceğini diğerleri ve bu bilgi savaştan hemen sonra bilgisayarlar için akıllarını döndü . 1 telefon santralleri gibi bilgisayar çok fazla ilgi kendimi değildi ve 1946 1 elektronik alışverişi ekonomik yapmak için denklik yanında gerekli ne zaman bölmeli çoklama olduğunu keşfetti , ama 1 sonra emekli dek hiçbir pratik kullanımkeşif yapıldı - bu ancak , başka bir hikaye .
sonuç
Olaylar çok uzun zaman önce 1 Bu yazıda yazmak için geldiğinde 1 ve ayrıntıları birçok unutmuştu bulduğu oldu anlattı . Mutlu Sonuçsorular 1 banabir zamanda kısmen alan insanların , bazıları beri görmemişti çok c temasa neden yapmak zorunda kaldı . Bu başlı başına bir zevkti , bana verdi birbilgi minnetle kabul bir çok yardımcı oldu . 1 de Postane laboratuvarlara borçluyum , Dollis Hill ama Martlesham de doğu kıyısında artık ,kağıt kullanılan resimler sağlamak için .
Thomas H. Çiçek 1930 yılındaPostane İletişim Laboratuvarları girmeden önce bir makine mühendisi olarak eğitim . Onun ana ilgi ilk telefon doğrudan mesafe arama ve daha sonra elektronik alışverişi vardı . 1970 yılında emekli oluncaya kadar 1964 ITT -İngiltere ile bu işi devam etti. Bir B. Sc aldı . 1933 yılında Londra Üniversitesi ve fahri D.Sc. gelen Colossus üzerine çalışmaları için Newcastle upon Tyne Üniversitesi'nden 1977 yılında .
@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @
Dünya Savaşı sırasında , Howard kampanyasının bir ABD ile oldu . Deniz Kuvvetleri iletişim çalışma ve Bletchley Park çalışmak atandı . Savaştan sonra o sonunda araştırma şefi oldu yeni kurulan Ulusal Güvenlik Ajansı , katıldı . O profesör ve Pennsylvania Kaygan Rock State Koleji'ndeMatematik Bölümü Başkanı olmak için 1970 yılında NSA bıraktı. 1976 yılında emekli oldu ve şimdi Portales , New Mexico yaşıyor.
Bilgi İşlem Dernekleri Amerikan Federasyonu tarafından telif hakkı 1983, tamamını veya bu malzemenin bir parçasıkopyaları yapılmış ya da doğrudan ticari avantaj ,AFIPS Telif hakkı bildirimini ve yayının başlığı için dağıtılan kaydıyla verilir ücretsiz kopyalamak için Inc İzin ve tarih görünür ve haberkopyalama Bilgi İşlem Dernekleri Amerikan Federasyonu izni ile olduğu göz önüne alındığında , Inc aksi kopyalamak için , ya da yayınlamak için , özel izin gerektirir .
Yazarın Adres: 12 Sunnyfield , Mill Hill , Londra NW7 4RG , İngiltere.
Bu yazı için çizimler British Telecom Araştırma Laboratuvarları nezaket vardır . Makalede 15 Ekim 1981 tarihinde Marlboro , MassDijital Bilgisayar Müzesi'nde verilen bir ders uyarlanmıştır .
Teşekkür bu makalelerdebilgi yararlanmak için izin British Telecom Araştırma Direktörü yapılır .
0 1.983 AFIPS 0164-1239/83/030239-252 $ 01.00100
