جورج ستيبتز

كان جورج روبرت ستيبتز (30 أبريل 1904 ^{[ 1 ]} - 31 يناير 1995) ^{[ 2 ]} باحثًا أمريكيًا في مختبرات بيل، ويُعرف عالميًا بأنه أحد آباء الحاسوب الرقمي الحديث. اشتهر بعمله في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين على تصميم دوائر منطقية رقمية باستخدام المرحلات الكهروميكانيكية كعنصر تبديل.

وُلد ستيبتز في يورك، بنسلفانيا ، وهو ابن ميلدريد مورفي، مُدرّسة الرياضيات، وجورج ستيبتز، قسّ ألماني إصلاحي وأستاذ اللاهوت. طوال طفولته، استمتع ستيبتز بتجميع الأجهزة والأنظمة، وعمل بمواد متنوعة مثل مجموعة ألعاب ميكانو أو الأسلاك الكهربائية لمنزل العائلة. ^{[ 3 ]} حصل على درجة البكالوريوس في الرياضيات من جامعة دينيسون في جرانفيل، أوهايو ، ودرجة الماجستير في الفيزياء من كلية يونيون عام 1927، ودرجة الدكتوراه في الفيزياء الرياضية من جامعة كورنيل عام 1930 ^{[ 4 ]} عن أطروحته بعنوان "اهتزازات غشاء غير مستوٍ". ^{[ 5 ]}

بدأ ستيبتز العمل في مختبرات بيل بعد حصوله على الدكتوراه، حيث بقي حتى عام 1941. ^{[ 6 ]} في نوفمبر 1937، أنجز جهاز جمع يعتمد على المرحلات، أطلق عليه لاحقًا اسم " النموذج K " ^{[ 7 ]} (نسبةً إلى طاولة مطبخه، التي يُزعم أنه قام بتجميعه عليها)، والذي كان يُجري العمليات الحسابية باستخدام الجمع الثنائي . ^{[ 8 ]} توجد نسخ طبق الأصل من "النموذج K" الآن في متحف تاريخ الحاسوب ، ومؤسسة سميثسونيان ، ومكتبة ويليام هوارد دوين في جامعة دينيسون، ومتحف الحاسوب والروبوتات الأمريكي في بوزمان، مونتانا .

بعد ذلك، أذنت مختبرات بيل ببرنامج بحثي كامل في أواخر عام 1938 بقيادة ستيبتز. قاد ستيبتز تطوير آلة حساب الأعداد المركبة (CNC)، التي اكتملت في نوفمبر 1939 ودخلت حيز التشغيل في عام 1940. استخدمت الآلة دوائر ثنائية كهرومغناطيسية في عملياتها، بدلاً من عدّ العجلات أو التروس، وأجرت حسابات على الأعداد المركبة . ^{[ 9 ]} في عرض توضيحي خلال اجتماعات الجمعية الرياضية الأمريكية وجمعية الرياضيات الأمريكية في كلية دارتموث في سبتمبر 1940، استخدم ستيبتز جهاز تلغراف معدلاً لإرسال أوامر عبر خطوط التلغراف إلى آلة حساب الأعداد المركبة في نيويورك. ^{[ 10 ] [ 11 ]} كان هذا أول استخدام عن بُعد في الوقت الفعلي لآلة حاسوب. ^{[ 12 ]}

بعد دخول الولايات المتحدة الحرب العالمية الثانية في ديسمبر 1941، نشطت مختبرات بيل في تطوير أجهزة التحكم بالنيران للجيش الأمريكي. وكان أشهر اختراعاتها جهاز توجيه المدفع M-9 ، ^{[ 13 ]} وهو جهاز تناظري مبتكر يوجه نيران المدفعية المضادة للطائرات بدقة فائقة. ^{[ 14 ]} انتقل ستيبتز إلى لجنة أبحاث الدفاع الوطني ، وهي هيئة استشارية للحكومة، لكنه حافظ على علاقات وثيقة مع مختبرات بيل. وخلال السنوات التالية (1941-1945)، ^{[ 6 ]} وبتوجيهاته، طورت المختبرات حواسيب ترحيلية ذات تطور متزايد. استُخدم أولها لاختبار جهاز توجيه المدفع M-9. وتمتعت النماذج اللاحقة بقدرات أكثر تطورًا. كانت تحمل أسماءً متخصصة، ولكن لاحقًا، أعادت مختبرات بيل تسميتها إلى "النموذج الثاني" و"النموذج الثالث" وما إلى ذلك، وأُعيد تسمية الحاسوب المعقد إلى "النموذج الأول". استخدمت جميعها مرحلات الهاتف للمنطق، وشريطًا ورقيًا للتسلسل والتحكم. تم الانتهاء من " النموذج الخامس " في عام 1946، وكان عبارة عن حاسوب متعدد الأغراض قابل للبرمجة بالكامل، على الرغم من أن تقنية الترحيل الخاصة به جعلته أبطأ من الحواسيب الإلكترونية بالكامل التي كانت قيد التطوير آنذاك. ^{[ 15 ]}

في نهاية الحرب، لم يعد ستيبتز إلى مختبرات بيل، بل اتجه إلى العمل الاستشاري الخاص. ^{[ 16 ] [ 6 ]} من عام 1964 وحتى تقاعده في عام 1974، كان ستيبتز باحثًا مشاركًا في علم وظائف الأعضاء في كلية الطب بجامعة دارتموث .

في أبريل 1942، حضر ستيبتز اجتماعًا لقسمٍ تابعٍ لمكتب البحث والتطوير العلمي (OSRD)، مُكلّفٍ بتقييم مقترحاتٍ مُختلفةٍ لأجهزة التحكم في النيران المُخصصة للاستخدام ضد قوات المحور خلال الحرب العالمية الثانية. لاحظ ستيبتز أن المقترحات تندرج ضمن فئتين رئيسيتين: "التناظرية" و"النبضية". في مذكرةٍ كتبها بعد الاجتماع، اقترح استخدام مصطلح " الرقمية " بدلًا من "النبضية"، إذ رأى أن المصطلح الأخير لا يُعبّر بدقةٍ كافيةٍ عن طبيعة العمليات المُتضمنة. ^{[ 9 ] [ 17 ]} ومع ذلك، أشار في الوقت نفسه إلى حدود هذا التباين بين التناظري والرقمي. وقدّمه على أنه تباينٌ نظريٌّ إلى حدٍّ ما، لا جدوى عملية له، إذ إن معظم أجهزة الحاسوب في ذلك الوقت كانت تتألف من آلياتٍ تناظريةٍ ورقميةٍ معًا.

• جائزة هاري إتش جود التذكارية عام 1965 (بالاشتراك مع كونراد تسوزه )
• جائزة IEEE إيمانويل ر. بيور – ^{[ 18 ]} 1977 "للمساهمات الرائدة في تطوير أجهزة الكمبيوتر، باستخدام الحساب الثنائي والحساب ذي الفاصلة العائمة، وفهرسة الذاكرة، والتشغيل من وحدة تحكم عن بعد، والحسابات التي يتم التحكم فيها بواسطة البرنامج".
• جائزة رواد الحوسبة من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، 1982
• انتخابه لعضوية الأكاديمية الوطنية للهندسة ، 1981
• انتخابه لعضوية قاعة مشاهير المخترعين الوطنيين ، 1985

حصل ستيبتز على 38 براءة اختراع، بالإضافة إلى تلك التي حصل عليها في مختبرات بيل. أصبح عضواً في هيئة التدريس في كلية دارتموث عام 1964 لبناء جسور بين مجالي الحوسبة والطب، وتقاعد من البحث عام 1983.

في سنواته الأخيرة، اتجه ستيبتز إلى استخدامات الحاسوب غير اللفظية. تحديدًا، استخدم جهاز كومودور أميغا لإنشاء فنون حاسوبية . في رسالة كتبها عام 1990 إلى رئيس قسم الرياضيات وعلوم الحاسوب في جامعة دينيسون، قال:

لقد اتجهتُ إلى استخدامات الحاسوب غير اللفظية، وعرضتُ ما يُسمى بـ"فن" الحاسوب. علامات الاقتباس ضرورية، لأن نتيجة جهودي ليست ابتكار فنٍّ ذي قيمة، بل إظهار أن هذا النشاط ممتع، تمامًا كما كان ابتكار الحواسيب قبل خمسين عامًا.

قام قسم الرياضيات وعلوم الحاسوب في جامعة دينيسون بتكبير وعرض بعض أعماله الفنية.

• ستيبتز، جورج روبرت (12 يناير 1943) [26 نوفمبر 1941]. "عداد ثنائي" . براءة اختراع أمريكية رقم 2307868. تاريخ الاطلاع: 24 مايو 2020 .(4 صفحات)
• ستيبتز، جورج روبرت (9 فبراير 1954) [19 أبريل 1941]. "حاسوب معقد" . براءة اختراع أمريكية رقم US2668661A . تاريخ الاطلاع: 24 مايو 2020 .(102 صفحة)
• ستيبتز، جورج ؛ لاريفي، جول أ. (1957). الرياضيات والحواسيب . نيويورك: ماكجرو هيل.

• قائمة رواد علوم الحاسوب
• جون فنسنت أتاناسوف
• رمز غراي (الرمز الثنائي المنعكس)
• رمز غراي-ستيبتز (رمز غراي الزائد-3)
• رمز ستيبتز (رمز الزيادة-3)

• ميلينا هيل، مراسلة صحيفة فالي نيوز، " صانع الأشياء يحصل على مكان في التاريخ" ، صحيفة فالي نيوز، غرب لبنان، نيو هامبشاير، الخميس 31 مارس 1983، ص  13.
• برايان راندال، محرر. أصول الحواسيب الرقمية: أوراق مختارة (برلين، هايدلبرغ، نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ، 1975)، ص  237-286.
• أندرو هودجز (1983)، آلان تورينج: اللغز ، سيمون وشوستر ، نيويورك، رقم ISBN 0-671-49207-1. تم ذكر ستيبتز بإيجاز في الصفحتين  299 و326. يشير هودجز إلى آلة ستيبتز على أنها واحدة من آلتين "حاسبتين كبيرتين" ( آلة هوارد إتش. أيكن هي الأخرى، صفحة  326).

كان المشروع الأمريكي الثاني [بعد مشروع آيكن] قيد التنفيذ في مختبرات بيل. هناك، لم يفكر المهندس جي. ستيبتز في البداية إلا في تصميم آلات ترحيل لإجراء عمليات حسابية عشرية باستخدام الأعداد المركبة، ولكن بعد اندلاع الحرب، أضاف إليها القدرة على تنفيذ سلسلة ثابتة من العمليات الحسابية. كان نموذجه الثالث قيد التطوير في مبنى نيويورك في وقت إقامة آلان تورينج هناك، لكنه لم يلفت انتباهه. (ص ٢٩٩)

يتشابه عمل ستيبتز في الجمع الثنائي بشكل لافت (أي متزامن ظاهريًا) مع بعض التجارب التي أجراها آلان تورينج عام ١٩٣٧ أثناء دراسته للدكتوراه في جامعة برينستون. ويشير الدكتور مالكولم مكفيل، الذي انخرط في مشروع جانبي انخرط فيه آلان (ص ١٣٧)، إلى أن تورينج بنى مرحلاته الخاصة، وصمم مضاعفًا كهربائيًا، وبنى المراحل الثلاث أو الأربع الأولى منه لاختبار إمكانية تشغيله (ص ١٣٨). ولا يُعرف ما إذا كان لستيبتز أو مكفيل أي تأثير على عمل تورينج هذا. يشير مكفيل إلى أن "[الخوف] من حرب محتملة مع ألمانيا" (ص 138) دفع تورينج إلى الاهتمام بتحليل الشفرات، وأدى هذا الاهتمام إلى مناقشات مع مكفيل، وأدت هذه المناقشات إلى تجارب مضاعف الترحيل (تم اقتباس الجزء ذي الصلة من رسالة مكفيل إلى هودجز في هودجز ص 138).

• ريتشي، ديفيد (1986). "جورج ستيبتز وحواسيب بيل". رواد الحوسبة . نيويورك: سيمون وشوستر. ص 33-52 . ISBN  067152397X.
• سمايلي، جين، الرجل الذي اخترع الحاسوب: سيرة جون أتاناسوف، رائد التكنولوجيا الرقمية ، دار راندوم هاوس ديجيتال، 2010. رقم ISBN 978-0-385-52713-2.
• نعي بقلم كيب كروسبي من جمعية تاريخ الحوسبة في كاليفورنيا
• أجهزة الكمبيوتر المرحلية لجورج ستيبتز (أوصاف تفصيلية)
• الحسابات: التاريخ المسبق للحاسوب الرقمي، من المرحلات إلى مفهوم البرنامج المخزن، 1935-1945 (ويستبورت، كونيتيكت: مطبعة غرينوود 1983)، الفصل 4 (وصف مفصل وتاريخ)
• جورج ر. ستيبتز؛ السيدة إيفلين لوفيداي (أبريل 1967). "حواسيب الترحيل في مختبرات بيل  : تلك كانت الآلات، الجزء 1 | 102724647 | متحف تاريخ الحاسوب" . داتاماشن . تاريخ الاسترجاع: 11 أكتوبر 2017 .
• جورج ر. ستيبتز؛ السيدة إيفلين لوفيداي (مايو 1967). "حواسيب الترحيل في مختبرات بيل  : تلك كانت الآلات، الجزء 2" . داتاماشن .

• موقع جورج ر. ستيبتز الإلكتروني في جامعة دينيسون
• موطن جوائز جورج ر. ستيبتز للريادة في مجال الحوسبة والاتصالات
• سيرة ستيبتز على موقع الرواد الإلكتروني – بقلم كيري ريدشو، بريسبان، أستراليا
• أوراق جورج ستيبتز في مكتبة كلية دارتموث