기계식 컴퓨터

기계식 컴퓨터(mechanical computer)는 전자 부품이 아닌 지레 및 기어와 같은 기계 부품으로 만들어진 컴퓨터이다. 가장 일반적인 예는 가산기와 기계식 카운터로, 기어의 회전을 사용하여 출력 디스플레이를 증가시킨다. 더 복잡한 예로는 곱셈과 나눗셈을 수행할 수 있었고(조나선 3세는 각 열에서 멈추는 움직이는 헤드를 사용했다), 심지어 미분 해석도 가능했다. 2000년대에 판매된 네그 470 회계 장치 모델은 제곱근을 계산했다.

기계식 컴퓨터는 곡면 판이나 계산자와 같은 연속적이거나 매끄러운 메커니즘을 사용하여 계산하는 아날로그 방식이거나, 핀휠 계산기 및 기어와 같은 메커니즘을 사용하는 이산 방식일 수 있다.

기계식 컴퓨터는 제2차 세계 대전 중에 정점에 달했는데, 당시 이들은 노르덴과 같은 복잡한 폭격 조준기와 미국 어뢰 데이터 컴퓨터 또는 영국 해군 사격 통제 테이블과 같은 선박 계산용 유사 장치의 기반을 형성했다. 초기 우주선의 기계식 비행 계기는 주목할 만하다. 이 계기는 숫자가 아닌 지표면의 변위 형태로 계산된 출력을 제공했다. 1961년 유리 가가린의 첫 우주 비행부터 2002년까지 모든 유인 소련 및 러시아 우주선인 보스토크, 보스호트, 소유즈에는 소형 지구본의 변위를 통해 우주선 아래의 지구의 겉보기 움직임을 보여주는 글로부스 장치와 위도 및 경도 지표가 장착되어 있었다.

기계식 컴퓨터는 1960년대까지 계속 사용되었지만, 디지털 컴퓨터가 등장한 이후 꾸준히 입지를 잃고 있었다. 1960년대 중반에는 음극선관 출력을 가진 전용 전자 계산기가 등장했다. 진화의 다음 단계는 1970년대에 저렴한 휴대용 전자 계산기가 도입되면서 발생했다. 기계식 컴퓨터의 사용은 1970년대에 감소했으며 1980년대에는 드물었다.

2016년, NASA는 극심한 환경을 위한 자동화 로버 프로그램이 금성에서 발견되는 혹독한 환경 조건에서 작동하기 위해 기계식 컴퓨터를 사용할 것이라고 발표했다.

예시
 안티키티라 기계, 기원전 100년경 – 기계식 천문시계.
 우주 엔진, 1092년 – 소송의 수력 기계식 천문 시계탑으로, 시계 장치에 적용된 초기 탈진기 메커니즘을 특징으로 했다.Needham, Volume 4, Part 2, 445.Needham, Volume 4, Part 2, 448.Bodde, 140.Fry, 10.
 성 시계, 1206년 – 알자자리의 성 시계는 수력으로 구동되는 기계식 천문시계로, 최초의 프로그래밍 가능한 아날로그 컴퓨터로 묘사되었다.Howard R. Turner (1997), Science in Medieval Islam: An Illustrated Introduction, p. 184, University of Texas Press, Donald Routledge Hill, "Mechanical Engineering in the Medieval Near East", Scientific American, May 1991, pp. 64–9 (cf. Donald Routledge Hill, Mechanical Engineering )
 아스트라리움은 조반니 돈디 델오롤로지오가 1348년에 만든 복잡한 천문시계였다. 아스트라리움은 7개의 면과 107개의 움직이는 부품을 가졌으며, 당시 알려진 태양, 달, 별, 5개 행성의 위치뿐만 아니라 종교적 축일을 보여주고 예측할 수 있었다.
 파스칼린, 1642년 – 블레즈 파스칼의 산술 기계로, 주로 두 숫자를 직접 더하고 뺄 수 있으며 반복을 통해 곱하고 나눌 수 있는 가산기로 의도되었다.
 계단식 계산기, 1672년 – 고트프리트 빌헬름 라이프니츠의 기계식 계산기로, 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기가 가능했다.
 차분기관, 1822년 – 찰스 배비지의 다항식을 계산하는 기계 장치.
 해석기관, 1837년 – 훗날 찰스 배비지의 장치로, 현대 컴퓨터의 대부분 요소를 캡슐화했다고 할 수 있다.
 오드너 연산기, 1873년 – W. T. Odhner의 계산기로, 1970년대까지 수백만 대의 복제품이 생산되었다.
 공과 디스크 적분기, 1886년 – 윌리엄 톰슨은 이를 사용하여 조화 분석기에서 푸리에 급수의 계수를 계산하여 조수 높이를 측정했다.
 두마레스크, 1902년 – 왕립 해군 사격 통제 컴퓨터.
 퍼시 루드게이트의 1909년 해석 기계 – 설계된 두 개의 기계식 해석기관 중 두 번째.
 드레이어 사격 통제 테이블, 1911년 – 왕립 해군 사격 통제 컴퓨터.
 마르찬트 계산기, 1918년 – 기계식 계산기 중 가장 진보된 것. 핵심 설계는 칼 프리덴이 맡았다.
 해군 사격 통제 테이블, 1922년 – 왕립 해군 고급 사격 통제 컴퓨터.
 이스트반 유하스 감마-유하스 (사격 지휘기) (1930년대 초)
 케리슨 예측기 ("1930년대 후반"?)
 Z1, 1938년 (1941년 완성) – 콘라트 추제의 기계식 계산기 (부품 부정확성으로 기능이 저해되었지만)
 마크 I 사격 통제 컴퓨터, 미국 해군이 제2차 세계 대전 (1939년부터 1945년) 및 1969년 이후까지 배치했다.
 커타 계산기, 1948년
 모니아크, 1949년 – 영국 경제를 모델링하거나 시뮬레이션하는 데 사용된 아날로그 컴퓨터.
 보스호트 우주선 "글로부스" IMP 항법 장치, 1960년대 초
 디지-콤프 I, 1963년 – 교육용 3비트 디지털 컴퓨터.
 디지-콤프 II, 1960년대 중반 – 굴러가는 공 디지털 컴퓨터.
 자동기계 – 경우에 따라 데이터를 저장하고 계산을 수행하며 기타 복잡한 작업을 수행할 수 있는 기계 장치.
 튜링 텀블, 2017년 – 디지-콤프 II에서 부분적으로 영감을 받은 교육용 튜링 완전 컴퓨터.
 슬라이드 계산기, 1845년경 – 캐리 메커니즘을 사용하여 덧셈과 뺄셈을 할 수 있는 기계식 계산기인 애디어터로도 알려져 있다.

천공 카드 데이터 처리

19세기 후반, 전자 컴퓨터가 등장하기 한참 전에 데이터 처리는 총칭하여 유닛 레코드 장비, 전기 회계 기계(EAM), 또는 제표기라고 불리는 전기기계식 기계를 사용하여 수행되었다. 1887년까지 허먼 홀러리스는 인구 조사 사실을 기록, 편집 및 제표하는 기계식 시스템의 기초를 마련했다. "유닛 레코드" 데이터 처리 장비는 한 항목당 한 장의 천공 카드를 사용하여 정보를 전달한다.
유닛 레코드 기계는 20세기 첫 3분의 2 동안 산업과 정부에서 컴퓨터가 마지막 3분의 1 동안 그랬던 것처럼 어디에나 존재하게 되었다. 이들은 전자 컴퓨터가 발명되기 전과 아직 초기 단계에 있을 때 대량의 정교한 데이터 처리 작업을 가능하게 했다. 이 데이터 처리는 신중하게 안무된 진행 과정에 따라 다양한 유닛 레코드 기계를 통해 천공 카드를 처리함으로써 이루어졌다. 카드에 있는 데이터는 다른 데이터와 더해지고, 빼지고, 비교될 수 있었으며, 나중에는 곱해지기도 했다. 이 기계에서 기계로의 진행, 즉 흐름은 종종 상세한 순서도로 계획되고 문서화되었다. 초기 기계들을 제외한 모든 기계들은 분당 약 100~2,000개의 카드를 처리하는 고속 기계식 급지 장치를 가지고 있었고, 기계식, 전기식, 또는 나중에는 광학 센서로 천공된 구멍을 감지했다. 많은 기계의 작동은 교체 가능한 플러그판, 제어판, 또는 연결 상자를 사용하여 지시되었다.

전기기계식 컴퓨터

초기 전기 구동 컴퓨터는 진공관 (열전자관) 또는 트랜지스터 (이후 전자 컴퓨터가 만들어진 재료)가 아닌 개폐기와 릴레이 논리로 구성되었으며, 전기기계식 컴퓨터로 분류된다.
이들은 설계와 기능면에서 크게 달랐으며, 일부 장치는 부동 소수점 산술이 가능했다. 일부 릴레이 기반 컴퓨터는 진공관 컴퓨터가 개발된 후에도 계속 사용되었는데, 느린 속도는 뛰어난 신뢰성으로 보완되었다. 일부 모델은 오류를 감지하기 위해 중복 프로세서로 제작되었거나, 오류를 감지하고 명령을 재시도할 수 있었다. 소수의 모델은 여러 대가 생산되어 상업적으로 판매되었지만, 많은 디자인은 실험적인 일회성 생산이었다.

 이름 국가 연도 비고 참고 자동 릴레이 컴퓨터 영국 1948 부스의 실험작ARRA 네덜란드1952 실험작BARK 스웨덴1952 실험작ETL 마크 I 일본1952 실험작, 비동기식Takahasi, H. (1980). Some important computers of Japanese design. Annals of the History of Computing, 2(4), 330-337.FACOM-100 일본1954 후지쯔 상업용, 비동기식FACOM-128 일본1956 상업용하웰 컴퓨터 영국1951 나중에 WITCH로 알려짐하버드 마크 I 미국1944 "IBM 자동 순서 제어 계산기"하버드 마크 II 미국1947 "아이켄 릴레이 계산기"IBM SSEC 미국1948임페리얼 칼리지 컴퓨팅 엔진 (ICCE) 영국1951 전기기계식 Cited video fragment from 38:15 to 38:32해군연구청 ONR 릴레이 컴퓨터 미국1949 6비트, 드럼 저장 장치, 하지만 아틀라스 기반의 전기기계식 릴레이 ALU (이전 해군 암호 해독 컴퓨터 ABEL)OPREMA 동독1955 예나의 자이스 옵티컬에서 상업용으로 사용RVM-1 소련1957 니콜라이 베소노프, 알렉산더 크론로드Н. И. Бессонов, Способ нахождения суммы произведений нескольких пар сомножителей на счетно-аналитической машине табулятор и устройство для осуществления способа. Авт. св-во SU91513, 01.01.1951.Н. И. Бессонов, Релейный вычислительный автомат. Авт. св-во SU98799, 01.01.1954.Н. И. Бессонов, Устройство для выборки групп разрядов числа и сдвига этих групп или всего числа на заданное число разрядов. Авт. св-во SU217719, 07.05.1968.Н. И. Бессонов. Релейная вычислительная машина РВМ. Дисс. канд. техн. наук, Акад. наук СССР. Теплотехн. лаборатория, Москва, 1958А. С. Кронрод. Беседы о программировании. Изд. 3, URSS, 2006SAPO 체코슬로바키아1957사이먼 미국1950 취미용 논리 시연 잡지 기사Z2 독일1940 콘라트 추제Z3 독일1941 추제Z4 독일 1945 추제Z5 독일1953 추제Z11 독일1955 추제, 상업용벨 연구소 모델 I 미국1940 조지 스티비츠, "복소수 계산기", 450개 릴레이와 크로스바 스위치, 1940년 원격 접속 시연, 1948년까지 사용벨 연구소 모델 II 미국1943 "릴레이 보간기", 전시 작업에 사용, 1962년 가동 중단벨 연구소 모델 III 미국1944 "탄도 계산기", 1949년까지 사용벨 연구소 모델 IV 미국1945 해군 "마크 22 오류 탐지기", 1961년까지 사용벨 연구소 모델 V 미국1946년, 1947년 2개 유닛 납품, 범용, 내장 삼각 함수, 부동 소수점 산술벨 연구소 모델 VI 미국1949 범용, 여러 기능이 향상된 간소화된 모델 V이름 없는 암호 해독 곱셈기 영국1937 앨런 튜링

 같이 보기 
 아날로그 컴퓨터
 당구공 컴퓨터
 도미노 컴퓨터
 컴퓨터의 역사
 컴퓨터 과학의 선구자 목록
 기계식 계산기
 스파이럴
 조수 예측 기계 2호
 튜링 완전

 각주 

 외부 링크 
 전기기계식 하웰 컴퓨터 작동 영상



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