مقالات أخرى في السلسلة:
- تاريخ التتابع
- تاريخ أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية
- تاريخ الترانزستور
- تاريخ الإنترنت
المشروع الثاني لإنشاء كمبيوتر إلكتروني ، والذي ظهر نتيجة الحرب ، مثل "العملاق" ، تطلب الكثير من العقول والأيدي من أجل التنفيذ المثمر. ولكن ، مثل Colossus ، لم يكن ليحدث أبدًا إذا لم يكن شخص واحد مهووسًا بالإلكترونيات. في هذه الحالة ، كان اسمه .
تتشابك قصة ماوكلي بطرق غامضة ومريبة مع قصة جون أتاناسوف. كما تتذكر ، غادرنا أتاناسوف ومساعده كلود بيري في عام 1942. تركوا العمل على الحاسوب الإلكتروني وتحولوا إلى مشاريع عسكرية أخرى. كان لموشلي الكثير من القواسم المشتركة مع أتاناسوف: كلاهما كانا أستاذين في الفيزياء في معاهد غامضة تفتقر إلى الهيبة والسلطة في الأوساط الأكاديمية الواسعة. كان ماوكلي يعاني من العزلة كمدرس في كلية أورسينوس الصغيرة في إحدى ضواحي فيلادلفيا ، والتي لم تكن تتمتع حتى بمكانة ولاية أيوا المتواضعة ، حيث عمل أتاناسوف. لم يفعل أي منهم أي شيء لجذب انتباه نظرائهم الأكثر نخبوية ، على سبيل المثال ، جامعة شيكاغو. ومع ذلك ، تم أخذ كلاهما من خلال فكرة غريبة: بناء آلة حوسبة من مكونات إلكترونية ، وهي نفس الأجزاء التي صنعت منها أجهزة الراديو ومكبرات الصوت.
جون ماوكلي
توقع الطقس
لبعض الوقت ، أقام هذان الرجلان علاقة معينة. التقيا في أواخر الأربعينيات في مؤتمر الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS) في فيلادلفيا. هناك ، قدم موشلي عرضًا تقديميًا عن بحثه حول الأنماط الدورية في بيانات الطقس باستخدام محلل توافقي إلكتروني طوره بنفسه. لقد كان جهاز كمبيوتر تمثيليًا (أي يمثل القيم ليس في شكل رقمي ، ولكن في شكل كميات مادية ، في هذه الحالة ، التيار - كلما زاد التيار ، زادت القيمة) ، وهو مشابه في التشغيل لمتنبئ المد والجزر الميكانيكي طوره ويليام طومسون (أصبح فيما بعد اللورد كيلفن) في سبعينيات القرن التاسع عشر.
عرف أتاناسوف ، الذي كان جالسًا في القاعة ، أنه وجد رفيقًا في رحلة منعزلة إلى بلد الحوسبة الإلكترونية ، ودون تأخير ، اقترب من موشلي بعد تقريره ليخبره عن الآلة التي صنعها في أميس. ولكن لفهم كيف صعد ماوكلي على خشبة المسرح مع عرضه التقديمي لجهاز كمبيوتر إلكتروني خاص بالطقس ، عليك العودة إلى جذوره.
ولد موشلي عام 1907 لعالم الفيزياء سيباستيان موشلي. مثل العديد من معاصريه ، أصبح مهتمًا بالراديو والأنابيب المفرغة عندما كان صغيراً ، ويتأرجح بين الوظائف في هندسة الإلكترونيات والفيزياء قبل أن يقرر التركيز على الأرصاد الجوية في جامعة جونز هوبكنز. لسوء الحظ ، بعد التخرج ، وقع مباشرة في براثن الكساد العظيم ، وكان ممتنًا للحصول على وظيفة في Ursinus في عام 1934 كعضو وحيد في قسم الفيزياء.
كلية Ursinus في عام 1930
في Ursinus ، شرع في مشروع حلم - لكشف الدورات الخفية للآلة الطبيعية العالمية ، وتعلم التنبؤ بالطقس ليس لأيام ، ولكن لشهور وسنوات قادمة. كان مقتنعًا بأن الشمس تتحكم في أنماط الطقس التي تستمر لعدة سنوات ، والتي ترتبط بالنشاط الشمسي والبقع الشمسية. لقد أراد استخراج هذه الأنماط من الكم الهائل من البيانات التي جمعها مكتب الأرصاد الجوية الأمريكي بمساعدة الطلاب ومجموعة من الآلات الحاسبة المكتبية التي تم شراؤها مقابل أجر ضئيل من البنوك المفلسة.
سرعان ما اتضح أن هناك الكثير من البيانات. لم تستطع الآلات الحساب بالسرعة الكافية ، وبدأ الخطأ البشري في الظهور حيث كانت النتائج الوسيطة للآلة تُنسخ باستمرار على الورق. بدأ ماوشلي يفكر في طريقة أخرى. كان يعرف عن عدادات الأنابيب المفرغة التي ابتكرها تشارلز وين ويليامز ، والتي استخدمها زملاؤه الفيزيائيون لعد الجسيمات دون الذرية. بالنظر إلى أن الأجهزة الإلكترونية يمكنها بوضوح تسجيل الأرقام وتجميعها ، تساءل موشلي عن سبب عدم تمكنهم من إجراء حسابات أكثر تعقيدًا. لعدة سنوات ، في أوقات فراغه ، كان يلعب بالمكونات الإلكترونية: المفاتيح ، والعدادات ، وآلات التشفير البديلة التي تستخدم مزيجًا من المكونات الإلكترونية والميكانيكية ، والمحلل التوافقي الذي استخدمه في مشروع التنبؤ بالطقس الذي استخرج بيانات مماثلة لأسابيع - الأنماط الطويلة لتقلبات هطول الأمطار. كان هذا الاكتشاف هو الذي قاد موشلي إلى AAAS في عام 1940 ، ثم أتاناسوف إلى موشلي.
يزور
حدث الحدث الرئيسي في العلاقة بين موشلي وأتاناسوف بعد ستة أشهر ، في أوائل صيف عام 1941. في فيلادلفيا ، أخبر أتاناسوف موشلي عن الكمبيوتر الإلكتروني الذي صنعه في ولاية أيوا ، وذكر التكلفة الرخيصة التي كلفته. في مراسلاتهم اللاحقة ، واصل تقديم تلميحات مثيرة للاهتمام حول كيفية صنع جهاز الكمبيوتر الخاص به ، حيث لم يكلف أكثر من دولارين لكل بت. أصبح ماوكلي مهتمًا وفوجئ تمامًا بهذا الإنجاز. بحلول ذلك الوقت ، كان لديه خطط جادة لبناء آلة حاسبة إلكترونية ، ولكن بدون دعم الكلية ، كان عليه أن يدفع ثمن جميع المعدات من جيبه الخاص. عادةً ما يكلف المصباح الواحد 2 دولارات ، وكان يلزم وجود مصباحين على الأقل لتخزين رقم ثنائي واحد. فكيف ، حسب اعتقاده ، هل تمكن أتاناسوف من توفير المال جيدًا؟
بعد ستة أشهر ، كان لديه أخيرًا وقت للسفر غربًا لإرضاء فضوله. بعد ألف كيلومتر ونصف في السيارة ، في يونيو 1941 ، جاء ماوشلي وابنه لزيارة أتاناسوف في أميس. قال ماوشلي في وقت لاحق إنه غادر محبطًا. لم يكن تخزين البيانات الرخيص الذي ابتكره أتاناسوف إلكترونيًا على الإطلاق ، ولكنه كان محتجزًا بواسطة الشحنات الكهروستاتيكية على أسطوانة ميكانيكية. وبسبب هذا والأجزاء الميكانيكية الأخرى ، كما رأينا بالفعل ، لم يتمكن من إجراء حسابات بسرعات تقترب حتى من تلك التي حلم بها ماوكلي. أطلق عليها فيما بعد اسم "البراعة الميكانيكية باستخدام عدة أنابيب مفرغة". ومع ذلك ، بعد الزيارة بوقت قصير ، كتب رسالة يشيد فيها بآلة أتاناسوف ، حيث كتب أنها "إلكترونية في جوهرها ، وحل في غضون دقائق قليلة أي نظام من المعادلات الخطية التي لا تتضمن أكثر من ثلاثين متغيرًا". وقال إنه يمكن أن يكون أسرع وأرخص من الميكانيكية شجيرة.
بعد ثلاثين عامًا ، أصبحت علاقة موشلي وأتاناسوف أساسية في قضية هانيويل ضد سبيري راند ، ونتيجة لذلك تم إلغاء طلبات براءات الاختراع للكمبيوتر الإلكتروني الذي أنشأه موشلي. بدون قول أي شيء عن مزايا براءة الاختراع نفسها ، على الرغم من حقيقة أن أتاناسوف كان مهندسًا أكثر خبرة ، وبالنظر إلى رأي ماوكلي المشبوه بأثر رجعي حول كمبيوتر أتاناسوف ، فلا يوجد سبب للشك في أن ماوكلي تعلم أو نسخ أي شيء مهم من عمل أتاناسوف. ولكن الأهم من ذلك ، أن دائرة ENIAC لا علاقة لها بحاسوب Atanasoff-Berry. أكثر ما يمكن قوله هو أن أتاناسوف حفز ثقة ماوكلي من خلال إثبات إمكانية عمل جهاز كمبيوتر إلكتروني.
مدرسة مور وأبردين
وفي هذا الوقت ، وجد ماوكلي نفسه في نفس المكان الذي بدأ منه. لم تكن هناك خدعة سحرية للتخزين الإلكتروني الرخيص ، وأثناء بقائه في Ursinus ، لم يكن لديه أي وسيلة لتحقيق الحلم الإلكتروني. ثم حالفه الحظ. في صيف عام 1941 نفسه ، التحق بدورة صيفية في الإلكترونيات في كلية مور للهندسة بجامعة بنسلفانيا. بحلول ذلك الوقت ، كانت فرنسا محتلة بالفعل ، وكانت بريطانيا تحت الحصار ، وحرثت الغواصات المحيط الأطلسي ، وكانت علاقات أمريكا مع اليابان التوسعية العدوانية تتدهور بسرعة [وهاجمت ألمانيا النازية الاتحاد السوفياتي / تقريبًا. ترجمة.]. على الرغم من المشاعر الانعزالية بين السكان ، بدا التدخل الأمريكي ممكنًا ، وربما لا مفر منه ، لمجموعات النخبة من أماكن مثل جامعة بنسلفانيا. قدمت مدرسة مور دورة تنشيطية للمهندسين والعلماء لتسريع التحضير للعمل العسكري المحتمل ، لا سيما في موضوع تكنولوجيا الرادار (الرادار له ميزات مشابهة للحوسبة الإلكترونية: فقد استخدم الأنابيب المفرغة لإنشاء وحساب عدد الترددات العالية. النبضات والفترات الزمنية بينها ؛ ومع ذلك ، نفى موشلي لاحقًا وجود أي تأثير خطير للرادار على تطوير ENIAC).
مدرسة مور للهندسة
كان للدورة نتيجتين رئيسيتين لموشلي: أولاً ، ربطته بجون بريسبير إيكيرت ، الملقب بريس ، من عائلة محلية من أقطاب العقارات ، ومعالج إلكترونيات شاب أمضى كل أيامه في مختبر رائد تلفزيوني. . شارك إيكرت لاحقًا في براءة الاختراع (التي سيتم إبطالها بعد ذلك) لـ ENIAC مع Mauchly. ثانيًا ، أمَّنت لموشلي مكانًا في مدرسة مور ، منهيةً عزلته الأكاديمية الطويلة في مستنقع كلية أورسينوس. هذا ، على ما يبدو ، لم يكن بسبب أي ميزة خاصة لموشلي ، ولكن ببساطة لأن المدرسة كانت بحاجة ماسة للناس ليحلوا محل العلماء الذين ذهبوا للعمل بأوامر عسكرية.
ولكن بحلول عام 1942 ، كان جزء كبير من مدرسة مور نفسها يعمل في مشروع عسكري: حساب المسارات الباليستية من خلال العمل الميكانيكي واليدوي. نشأ هذا المشروع بشكل عضوي من العلاقة القائمة بين المدرسة و Aberdeen Proving Ground ، التي تقع على بعد 130 كم على طول الساحل في ولاية ماريلاند.
تم إنشاء النطاق خلال الحرب العالمية الأولى لاختبار المدفعية ، ليحل محل النطاق السابق في ساندي هوك ، نيو جيرسي. بالإضافة إلى إطلاق النار المباشر ، كانت مهمته هي إحصاء طاولات الرماية التي تستخدمها المدفعية في المعركة. جعلت مقاومة الهواء من المستحيل حساب مكان سقوط القذيفة بمجرد حل معادلة تربيعية. ومع ذلك ، كانت الدقة العالية مهمة للغاية لنيران المدفعية ، حيث كانت الطلقات الأولى هي التي انتهت بأكبر هزيمة لقوات العدو - وبعدها اختفى العدو بسرعة تحت الأرض.
لتحقيق هذه الدقة ، جمعت الجيوش الحديثة جداول مفصلة تخبر الرماة إلى أي مدى ستسقط مقذوفتهم بعد إطلاقها في زاوية معينة. استخدم المترجمون السرعة الأولية وموقع المقذوف لحساب موضعه وسرعته بعد فترة زمنية قصيرة ، ثم كرروا نفس الحسابات للفترة التالية ، وهكذا ، مئات وآلاف المرات. لكل مجموعة من البندقية والقذيفة ، يجب إجراء مثل هذه الحسابات لجميع زوايا إطلاق النار الممكنة ، مع مراعاة الظروف الجوية المختلفة. كان عبء العد كبيرًا لدرجة أنه في أبردين أكملوا حسابات جميع الجداول ، التي بدأت في نهاية الحرب العالمية الأولى ، بحلول عام 1936 فقط.
من الواضح أن أبردين كانت بحاجة إلى حل أفضل. في عام 1933 ، أبرم اتفاقًا مع مدرسة مور: سيدفع الجيش تكلفة إنشاء جهازي تحليل تفاضلي ، أجهزة كمبيوتر تمثيلية ، تم إنشاؤها وفقًا لمخطط من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تحت إشراف . سيتم إرسال أحدهما إلى أبردين ، وسيظل الآخر تحت تصرف مدرسة مور وسيتم استخدامه وفقًا لتقدير الأستاذ. يمكن للمحلل أن يبني مسارًا في خمسة عشر دقيقة قد يستغرق شخصًا عدة أيام لحسابه ، على الرغم من أن دقة حسابات الكمبيوتر كانت أقل قليلاً.
مظاهرة هاوتزر في أبردين ، ج. 1942
ومع ذلك ، في عام 1940 ، طلبت وحدة البحث ، التي تسمى الآن معمل الأبحاث الباليستية (BRL) ، جهازها ، الذي كان في مدرسة مور ، وبدأت في حساب طاولات المدفعية للحرب الوشيكة. تم إحضار مجموعة العد في المدرسة أيضًا لدعم الآلة بمساعدة الآلات الحاسبة البشرية. بحلول عام 1942 ، كانت 100 آلة حاسبة في المدرسة تعمل ستة أيام في الأسبوع ، وتطحن حسابات الحرب - من بينهم زوجة موشلي ، ماري ، التي عملت على طاولات إطلاق النار في أبردين. تم تعيين Mauchly على رأس مجموعة أخرى من الآلات الحاسبة التي تعمل على حسابات هوائيات الرادار.
منذ اليوم الذي وصل فيه إلى مدرسة مور ، روج موشلي لفكرته عن الكمبيوتر الإلكتروني في جميع أنحاء الكلية. لقد حصل بالفعل على دعم كبير في شكل Presper Eckert و ، عضو هيئة تدريس. قدم ماوشلي الفكرة ، وإيكيرت النهج الهندسي ، وبرينرد المصداقية والشرعية. في ربيع عام 1943 ، قرر الثلاثي أن الوقت قد حان لنشر فكرة موشلي التي طال انتظارها لمسؤولي الجيش. لكن ألغاز المناخ ، التي كان يحاول منذ فترة طويلة حلها ، كان عليها الانتظار. كان من المفترض أن يخدم الكمبيوتر الجديد احتياجات المالك الجديد: ليس تتبع الجيوب الأبدية لدورات درجة الحرارة العالمية ، ولكن المسارات الباليستية لقذائف المدفعية.
ENIAC
في أبريل 1943 ، صاغ ماوكلي وإيكرت وبرينرد تقريرًا عن محلل التفاضل الإلكتروني. هذا جذب حليفًا آخر إلى صفوفهم ، ، عالم رياضيات وضابط جيش عمل كوسيط بين أبردين ومدرسة مور. بمساعدة Goldstein ، عرضت المجموعة الفكرة على لجنة في BRL ، وحصلت على منحة عسكرية ، مع Brainerd كمدير علمي للمشروع. كان عليهم أن يكملوا الآلة بحلول سبتمبر 1944 بميزانية قدرها 150 ألف دولار ، أطلق الفريق على المشروع اسم ENIAC: المكامل الرقمي الرقمي والمحلل والحاسوب (التكامل الرقمي الإلكتروني والحاسوب).
من اليسار إلى اليمين: جوليان بيجلو ، هيرمان غولدشتاين ، روبرت أوبنهايمر ، جون فون نيومان. تم التقاط الصورة في معهد برينستون للدراسات المتقدمة بعد الحرب ، باستخدام نموذج كمبيوتر لاحق.
كما في حالة Colossus في بريطانيا ، كانت السلطات الهندسية ذات السمعة الطيبة في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، لجنة أبحاث الدفاع الوطني (NDRC) ، متشككة بشأن مشروع ENIAC. لم تكن مدرسة مور تتمتع بسمعة مؤسسة تعليمية راقية ، لكنها عرضت إنشاء شيء لم يسمع به أحد. حتى الشركات الصناعية العملاقة مثل RCA كافحت لإنشاء دوائر عد إلكترونية بسيطة نسبيًا ، ناهيك عن جهاز كمبيوتر إلكتروني قابل للتخصيص. اعتقد جورج ستيبتز ، مهندس حواسيب الترحيل في Bell Labs ، ثم كان يعمل في مشروع NDRC ، أن ENIAC ستستغرق وقتًا طويلاً لتكون مفيدة في الحرب.
في هذا كان على حق. سيستغرق إنشاء ENIAC ضعف المدة وثلاثة أضعاف الأموال المخطط لها في الأصل. لقد استنفد الجزء الأكبر من الموارد البشرية لمدرسة مور. تطلب التطوير وحده مشاركة سبعة أشخاص آخرين ، بالإضافة إلى المجموعة الأولية من Mouchli و Eckert و Brainerd. مثل Colossus ، جلبت ENIAC مجموعة من الآلات الحاسبة البشرية للمساعدة في إعداد استبدالها الإلكتروني. كان من بينهم زوجة هيرمان غولدشتاين ، أديل ، وجان جينينغز (لاحقًا بارتيك) ، اللذان كان لهما فيما بعد عملاً هامًا في تطوير أجهزة الكمبيوتر. تشير الأحرف NI في اسم ENIAC إلى أن مدرسة Moore كانت تمنح الجيش نسخة رقمية وإلكترونية من محلل تفاضلي من شأنه أن يحل تكاملات المسار بشكل أسرع وأكثر دقة من سابقتها الميكانيكية التناظرية. لكن نتيجة لذلك ، حصلوا على شيء أكثر من ذلك بكثير.
كان من الممكن استعارة بعض أفكار التصميم من اقتراح عام 1940 الذي قدمه إيرفن ترافيس. كان ترافيس هو الذي شارك في توقيع عقد استخدام المحلل من قبل مدرسة مور في عام 1933 ، وفي عام 1940 اقترح نسخة محسنة من المحلل ، على الرغم من أنها ليست إلكترونية ، ولكنها تعمل على مبدأ رقمي. كان من المفترض أن يستخدم العدادات الميكانيكية بدلاً من العجلات التناظرية. بحلول عام 1943 ، ترك مدرسة مور وتولى قيادة البحرية في واشنطن.
كان أساس قدرات ENIAC ، مرة أخرى ، مثل Colossus ، هو تنوع الوحدات الوظيفية. في أغلب الأحيان ، تم استخدام المراكم للجمع والعد. تم أخذ دائرتهم من عدادات Wynn-Williams الإلكترونية التي يستخدمها الفيزيائيون ، وقاموا فعليًا بالإضافة عن طريق العد ، بالطريقة التي يعد بها أطفال ما قبل المدرسة على أصابعهم. تضمنت الوحدات الوظيفية الأخرى المضاعفات ومولدات الوظائف التي تبحث عن البيانات في الجداول ، والتي حلت محل حساب الوظائف الأكثر تعقيدًا مثل الجيب وجيب التمام. كان لكل وحدة إعدادات البرامج الخاصة بها ، والتي تم من خلالها ضبط سلسلة صغيرة من العمليات. مثل Colossus ، تم إجراء البرمجة باستخدام مزيج من لوحة التبديل ولوحات تشبه مفاتيح الهاتف مع مقابس.
كان لدى ENIAC العديد من الأجزاء الكهروميكانيكية ، ولا سيما سجل الترحيل الذي كان بمثابة مخزن مؤقت بين المجمعات الإلكترونية وآلات التثقيب IBM المستخدمة للإدخال والإخراج. كانت هذه العمارة تذكرنا جدًا بالعملاق. قام سام ويليامز من شركة Bell Labs ، والذي تعاون مع George Stibitz على أجهزة كمبيوتر Bell الخاصة بالترحيل ، ببناء سجل لـ ENIAC.
جعل الاختلاف الرئيسي عن "العملاق" من ENIAC آلة أكثر مرونة: القدرة على برمجة الإعدادات الرئيسية. أرسل الجهاز الرئيسي القابل للبرمجة نبضات إلى وحدات الوظائف ، مما تسبب في بدء تسلسلات محددة مسبقًا ، وتلقى نبضات استجابة عند اكتمال العمل. ثم انتقل إلى العملية التالية في تسلسل التحكم الرئيسي ، وأنتج الحسابات المرغوبة كدالة للعديد من التسلسلات الأصغر. يمكن للجهاز الرئيسي القابل للبرمجة اتخاذ القرارات باستخدام محرك متدرج: عداد حلقي يحدد أيًا من خطوط الإخراج الستة لإعادة توجيه النبض. بهذه الطريقة ، يمكن للجهاز تنفيذ ما يصل إلى ستة تسلسلات وظيفية مختلفة اعتمادًا على الحالة الحالية لمحرك السائر. ستسمح هذه المرونة لـ ENIAC بمعالجة مهام بعيدة كل البعد عن خبرتها الأصلية في المقذوفات.
تكوين ENIAC بالمفاتيح والمفاتيح
كان إيكيرت مسؤولاً عن صنع جميع الإلكترونيات في هذا الوحش الضجيج والضجيج ، وقد توصل هو نفسه إلى نفس الحيل الأساسية التي استخدمها فلاورز في بلتشلي: يجب أن تعمل المصابيح في تيارات أقل بكثير من التيارات العادية ، ولا تحتاج الماكينة ليتم إيقافه. ولكن نظرًا للعدد الهائل من المصابيح المستخدمة ، كانت هناك حاجة إلى خدعة أخرى: يمكن إزالة وحدات المكونات الإضافية ، التي تم تركيب كل منها عدة عشرات من المصابيح ، بسهولة واستبدالها في حالة حدوث عطل. ثم وجد موظفو الخدمة المصباح الفاشل واستبدلوه دون تسرع ، وكانت ENIAC جاهزة للعمل على الفور. وحتى مع كل هذه الاحتياطات ، نظرًا للعدد الهائل من المصابيح في ENIAC ، لم يستطع تشغيل المشكلة طوال عطلة نهاية الأسبوع أو طوال الليل كما فعلت أجهزة الكمبيوتر ذات الترحيل. في مرحلة ما ، احترق المصباح.
مثال على العديد من المصابيح في ENIAC
غالبًا ما تذكر مراجعات ENIAC حجمها الضخم. صفوف من أرفف المصابيح - 18 في المجموع - مع مفاتيح ولوحات مفاتيح تشغل منزلًا ريفيًا نموذجيًا وحديقة أمامية للإقلاع. لم يكن حجمها بسبب مكوناتها فقط (كانت المصابيح كبيرة نسبيًا) ، ولكن أيضًا بسبب هندستها المعمارية الغريبة. وعلى الرغم من أن جميع أجهزة الكمبيوتر في منتصف القرن تبدو كبيرة وفقًا لمعايير اليوم ، إلا أن الجيل التالي من أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية كان أصغر بكثير من ENIAC ، وكان يتمتع بقدرات أكبر عند استخدام عُشر المكونات الإلكترونية.
بانوراما ENIAC في مدرسة مور
ينبع الحجم البشع لـ ENIAC من قرارين رئيسيين في التصميم. الأول سعى إلى زيادة السرعة المحتملة على حساب التكلفة والتعقيد. بعد ذلك ، قامت جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا بتخزين الأرقام في سجلات ، ومعالجتها في وحدات حسابية منفصلة ، وتخزين النتائج مرة أخرى في سجل. لم تفصل ENIAC وحدات التخزين والمعالجة. كانت كل وحدة تخزين رقم أيضًا وحدة معالجة قادرة على الإضافة والطرح ، والتي تتطلب العديد من المصابيح. يمكن اعتباره نسخة سريعة للغاية من قسم الحوسبة البشرية في مدرسة مور ، حيث إن "بنيتها الحسابية تشبه عشرين آلة حاسبة بشرية تشغل حاسبات مكتبية مكونة من عشرة أرقام ، وتمرر النتائج ذهابًا وإيابًا." من الناحية النظرية ، سمح هذا لـ ENIAC بتنفيذ الحوسبة المتوازية على العديد من البطاريات ، لكن هذا الاحتمال كان قليل الاستخدام ، وفي عام 1948 تم التخلص منه تمامًا.
يصعب تبرير قرار التصميم الثاني. على عكس آلات الترحيل ABC أو Bell ، لم تقم ENIAC بتخزين الأرقام في شكل ثنائي. قام بترجمة الحسابات الميكانيكية العشرية مباشرة إلى شكل إلكتروني ، مع عشرة مشغلات لكل رقم - إذا كان الأول يعمل ، كان صفرًا ، والثاني كان 1 ، والثالث كان 2 ، وهكذا. كان هذا إهدارًا كبيرًا للمكونات الإلكترونية باهظة الثمن (على سبيل المثال ، لتمثيل الرقم 1000 في النظام الثنائي يتطلب 10 flip-flops ، واحد لكل رقم ثنائي (1111101000) ؛ وفي دائرة ENIAC ، يتطلب هذا 40 flip-flops ، عشرة لكل عشري digit) ، والتي ، على ما يبدو ، تم تنظيمها فقط خوفًا من الصعوبات المحتملة للتحويل بين النظامين الثنائي والعشري. ومع ذلك ، استخدم كمبيوتر Atanasoff-Berry ، و Colossus ، وآلات الترحيل من Bell و Zuse النظام الثنائي ، ولم يواجه مطوروهم صعوبة في التحويل بين القواعد.
لن يكرر أحد قرارات التصميم هذه. بهذا المعنى ، كان ENIAC مثل ABC - فضول فريد ، وليس نموذجًا لجميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة. ومع ذلك ، كانت ميزته أنه أثبت ، بما لا يدع مجالاً للشك ، أداء أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية ، وأداء أعمال مفيدة ، وحل المشكلات الحقيقية بسرعة مدهشة للآخرين.
إعادة تأهيل
بحلول نوفمبر 1945 ، أصبحت ENIAC تعمل بكامل طاقتها. لم تكن تتمتع بنفس الموثوقية التي تتمتع بها أقاربها الكهروميكانيكية ، لكنها كانت موثوقة بدرجة كافية لاستخدام ميزة السرعة الخاصة بها عدة مئات من المرات. يمكن أن يتم حساب المسار الباليستي ، الذي استغرق خمسة عشر دقيقة لمحلل التفاضل ، بواسطة ENIAC في عشرين ثانية - أسرع من ذبابة القذيفة نفسها. وعلى عكس المحلل ، يمكنه القيام بذلك بنفس دقة الآلة الحاسبة البشرية باستخدام آلة حاسبة ميكانيكية.
ومع ذلك ، كما توقع ستيبتز ، جاء ENIAC بعد فوات الأوان للمساعدة في الحرب ، ولم تعد هناك حاجة إلى الجدولة بشكل عاجل. لكن كان هناك مشروع أسلحة سري في لوس ألاموس في نيو مكسيكو استمر بعد الحرب. كما تطلب الكثير من العمليات الحسابية. أحد علماء الفيزياء في مشروع مانهاتن ، إدوارد تيلر ، في عام 1942 اشتعلت فيه النيران بفكرة "سلاح خارق": أكثر تدميراً بكثير مما أسقط في وقت لاحق على اليابان ، حيث تأتي طاقة الانفجار من الاندماج الذري ، وليس من الانشطار النووي. اعتقد تيلر أنه يمكن أن يبدأ تفاعل تسلسلي اندماجي في خليط من الديوتيريوم (هيدروجين عادي مع نيوترون إضافي) والتريتيوم (هيدروجين عادي مع نيوترونين إضافيين). ولكن لهذا كان من الضروري الحصول على محتوى منخفض من التريتيوم ، لأنه كان نادرًا للغاية.
لذلك ، قام عالم من لوس ألاموس بإحضار حسابات مدرسة مور لاختبار الأسلحة الخارقة ، حيث كان من الضروري حساب المعادلات التفاضلية التي تحاكي اشتعال خليط من الديوتيريوم والتريتيوم لتركيزات مختلفة من التريتيوم. لم يكن لدى أي شخص في مدرسة مور الإذن بمعرفة الغرض من هذه الحسابات ، لكنهم أدخلوا بإخلاص جميع البيانات والمعادلات التي قدمها العلماء. تظل تفاصيل الحسابات سرية حتى يومنا هذا (بالإضافة إلى البرنامج بأكمله لبناء سلاح فائق ، المعروف اليوم باسم القنبلة الهيدروجينية) ، على الرغم من أننا نعلم أن تيلر اعتبر نتيجة الحسابات التي تم تلقيها في فبراير 1946 تأكيدًا على جدوى فكرته.
في نفس الشهر ، أطلقت مدرسة مور ENIAC للجمهور. خلال حفل الافتتاح أمام كبار الشخصيات المجمعة والصحافة ، تظاهر المشغلون بتشغيل الآلة (على الرغم من أنها كانت تعمل دائمًا بالطبع) ، وأجروا عدة حسابات احتفالية ، وحساب المسار الباليستي لإثبات السرعة غير المسبوقة لـ مكونات الكترونية. بعد ذلك ، وزع العمال بطاقات مثقوبة من هذه الحسابات على جميع الحاضرين.
استمرت ENIAC في حل العديد من المشاكل الحقيقية طوال عام 1946: مجموعة من الحسابات لتدفق السوائل (على سبيل المثال ، لتدفق جناح الطائرة) للفيزيائي البريطاني دوجلاس هارتري ، ومجموعة أخرى من الحسابات لمحاكاة انفجار سلاح نووي ، حسابات المسار لمدفع جديد عيار 1946 ملم في أبردين. ثم صمت لمدة عام ونصف. في نهاية عام 1948 ، بموجب اتفاقية بين مدرسة مور والجيش ، قامت BRL بتعبئة السيارة ونقلها إلى ساحة التدريب. لقد عانت من مشاكل الموثوقية هناك ، ولم يتمكن فريق BRL من جعلها تعمل بشكل جيد بما يكفي للقيام بأي عمل مفيد ، حتى انتهت الترقية الرئيسية في مارس XNUMX. سنتحدث عن الترقية التي تم تحديث ENIAC بالكامل. المزيد في الجزء التالي.
لكن لم يعد الأمر مهمًا. لا أحد يهتم بـ ENIAC. كان هناك بالفعل سباق لإنشاء خليفتها.
ماذا تقرأ:
• بول سيروزي ، Reckoners (1983)
• توماس هاي وآخرون. آل ، إنياك في العمل (2016)
• ديفيد ريتشي ، رواد الكمبيوتر (1986)
المصدر: www.habr.com