BushDiff

Differential Analyzer - 1930

Foi um dos últimos Computadores Analógicos construído. Num Computador Analógico uma variação contínua de uma variável é representada por uma quantidade física de variação também continua.

 A concepção inicial do Differential Analyzer foi realizada por William Thompson (Lord Kelvin) em 1876 e destinava-se a resolver equações diferenciais.

Vannevar Bush e outros colegas do MIT - Massachusetts Institute of Technology, Boston, USA - construiram, em 1930, um Computador Analógico mecânico que resolvia equações diferenciais.

 A estrutura básica era constituída por uma enorme mesa onde um conjunto de discos e rodas metálicos eram combinados de tal modo que os seus eixos podiam ser acoplados de vários modos.

 Cada problema obrigava a um longo trabalho de conexões e ajustamentos. Assim que o sistema estava ajustado, podiam-se obter as várias soluções para um mesmo problema durante uma hora.

 Foram fabricados até 1945 cerca de 12 destes Computadores Analógicos sob a denominação Kelvin-Bush differential analyzer.

 Em 1936, Claude Shannon, um jovem estudante norte-americano, estendeu uma ponte entre teoria algébrica e aplicação prática. Shannon chegara havia pouco tempo ao Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), vindo da Universidade de Michigan, onde adquirira dois graus de bacharelado, um em engenharia elétrica, outro em matemática. Para conseguir um pouco mais de dinheiro no MIT, Shannon tomava conta de um dispositivo de computação mecânico, desajeitado e cheio de manivelas, conhecido como Analisador Diferencial , e que fora construído em 1930 por Vannevar Bush, professor de Shannon
 

Essa máquina teve um papel pioneiro, pois foi a primeira a resolver complexas equações diferenciais - expressões matemáticas que descrevem o comportamento de objetos móveis, tais como aeroplanos, ou de forças intangíveis, como a gravidade. Essas equações poderiam custar aos engenheiros meses de cálculos manuais. Por isso, o analisador diferencial tinha grande importância científica. Mas também apresentava grandes defeitos. Um deles era seu tamanho: nisso dava um passo para trás, na direção da Máquina Analítica de Babbage; de fato, o analisador de Bush era essencialmente um conjunto de eixos, engrenagens e fios, arranjados numa sucessão de caixas que cobria a extensão de uma grande sala. Em parte, todo esse volume era uma exigência da necessidade de computar com todos os dez dígitos do sistema decimal de numeração. Mas o tamanho não era a única desvantagem desse aparelho. Ele era também um dispositivo analógico: media movimentos e distâncias, e realizava suas computações a partir dessas medidas. A montagem de um problema exigia que se calculasse uma enorme quantidade de relações de engrenagens, o que podia demorar dois ou três dias. A mudança para um outro problema era um exercício igualmente enfadonho, que deixava as mãos do operador cobertas de óleo.

Bush sugeriu que Shannon estudasse a organização lógica da máquina para sua tese, e, à medida que o estudante lutava com as evasivas partes internas do analisador, não podia evitar que lhe ocorressem meios de aperfeiçoá-lo. Recordando-se da álgebra booleana que estudara em seu curso universitário, Shannon ficou surpreso - como Peirce também ficara antes - ao constatar sua semelhança com a operação de um circuito elétrico. Shannon percebeu as implicações que tal semelhança teria para o desenho dos circuitos elétricos num computador. Se fossem instalados de acordo com os princípios booleanos, tais circuitos poderiam expressar a lógica e testar a verdade das proposições, bem como executar cálculos complexos.

Shannon prosseguiu em suas idéias sobre números binários, álgebra boolena e circuitos elétricos, desenvolvendo-as em sua tese de mestrado, publicada em 1938. Esse brilhante ensaio, que teve um efeito imediato sobre o planejamento dos sistemas telefônicos, ocupa uma posição central no desenvolvimento da moderna ciência dos computadores. (Uma década mais tarde, Shannon publicaria outra obra seminal - Uma Teoria Matemática da Comunicação -, descrevendo o que desde então passaria a ser conhecido como teoria da informação. Shannon propôs um método para definir e medir a informação em termos matemáticos, onde escolhas sim-não eram representadas por dígitos binários - idéia que está na base das modernas telecomunicações.

Tão grande era a necessidade de uma máquina bem-proporcionada funcionalmente e que pudesse resolver equações difíceis, que três outros pesquisadores chegaram perto das mesmas conclusões quase ao mesmo tempo.

Enquanto Shannon pensava, um professor de física chamado John Atanasoff lutava com o problema no Colégio Estadual de lowa, nos Estados Unidos. Em janeiro de 1938, após dois anos "quebrando a cabeça" em busca de um projeto ótimo para um computador, Atanasoff decidiu basear sua máquina no sistema binário de numeração, em vez de no decimal. Ele chegou a essa conclusão um tanto relutantemente, pois temia que seus alunos e outros usuários da máquina pudessem topar com dificuldades consideráveis ao fazer a transposição do sistema decimal para o binário. Mas a simplicidade do sistema de dois algarismos, combinada com a relativa facilidade de representar dois símbolos em vez de dez nos circuitos de um computador, pareceu a Atanasoff superar o obstáculo da não-familiaridade. Seja como for, a máquina podia fazer as conversões. Atanasoff, junto com seu estudante de graduação, Clifford Berry, acabaram por concretizar o seu primeiro protótipo, um somador de 16 bits. Esta foi a primeira máquina a calcular usando tubos de vácuo. Posteriormente, em 1941, a dupla concretizou uma calculadora de uso geral para resolver problemas de equações lineares simultâneas, chamada posteriormente de "ABC" ("Atanasoff-Berry Computer"). Ela possuía 60 palavras de 50 bits de memória na forma de capacitores (com circuitos de recarga -- a primeira memória regenerativa). Além disso tinha um clock de 60 Hz e uma adição levava um segundo para ser completada.

Analisador DiferencialVannevar Bush e o Analisador Diferencial

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