Άλλα άρθρα της σειράς:
- Η ιστορία του ρελέ
- Ιστορία των ηλεκτρονικών υπολογιστών
- Η ιστορία του τρανζίστορ
- Ιστορία του Διαδικτύου
Το δεύτερο έργο για τη δημιουργία ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή, που εμφανίστηκε ως αποτέλεσμα του πολέμου, όπως ο «Κολοσσός», απαιτούσε πολλά μυαλά και χέρια για γόνιμη εφαρμογή. Αλλά, όπως και ο Κολοσσός, δεν θα είχε δημιουργηθεί ποτέ αν ένα άτομο δεν είχε εμμονή με τα ηλεκτρονικά. Στην προκειμένη περίπτωση, το όνομά του ήταν .
Η ιστορία του Mauchly μπλέκεται με μυστηριώδεις και ύποπτους τρόπους με αυτή του John Atanasoff. Όπως θυμάστε, αφήσαμε τον Atanasov και τον βοηθό του Claude Berry το 1942. Σταμάτησαν να δουλεύουν στον ηλεκτρονικό υπολογιστή και στράφηκαν σε άλλα στρατιωτικά έργα. Ο Μούχλι είχε πολλά κοινά με τον Atanasov: ήταν και οι δύο καθηγητές φυσικής σε σκοτεινά ινστιτούτα που δεν είχαν κύρος και εξουσία σε μεγάλους ακαδημαϊκούς κύκλους. Ο Mauchly μαραζώνει στην απομόνωση ως δάσκαλος στο μικροσκοπικό κολέγιο Ursinus στα προάστια της Φιλαδέλφειας, το οποίο δεν είχε ούτε το μέτριο κύρος της πολιτείας της Αϊόβα, όπου εργαζόταν ο Atanasoff. Κανένας από αυτούς δεν έκανε τίποτα για να τραβήξει την προσοχή των πιο ελιτίστων ομολόγων του, ας πούμε, στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Ωστόσο, και οι δύο ελήφθησαν από μια εκκεντρική ιδέα: να κατασκευαστεί μια υπολογιστική μηχανή από ηλεκτρονικά εξαρτήματα, τα ίδια μέρη από τα οποία κατασκευάστηκαν τα ραδιόφωνα και οι τηλεφωνικοί ενισχυτές.
John Mauchly
Πρόβλεψη του καιρού
Για κάποιο διάστημα, αυτοί οι δύο άνδρες δημιούργησαν μια συγκεκριμένη σχέση. Συναντήθηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1940 στο συνέδριο της American Association for the Advancement Science (AAAS) στη Φιλαδέλφεια. Εκεί, ο Μούχλη έκανε μια παρουσίαση για την έρευνά του για τα κυκλικά μοτίβα στα καιρικά δεδομένα χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρονικό αναλυτή αρμονικών που ανέπτυξε ο ίδιος. Ήταν ένας αναλογικός υπολογιστής (δηλαδή, που αντιπροσώπευε τιμές όχι σε ψηφιακή μορφή, αλλά με τη μορφή φυσικών μεγεθών, σε αυτήν την περίπτωση, ρεύμα - όσο περισσότερο ρεύμα, τόσο μεγαλύτερη η τιμή), παρόμοια σε λειτουργία με τη μηχανική πρόβλεψη παλίρροιας που αναπτύχθηκε από τον William Thomson (αργότερα έγινε Λόρδος Kelvin) τη δεκαετία του 1870.
Ο Atanasoff, που καθόταν στην αίθουσα, ήξερε ότι είχε βρει έναν σύντροφο σε ένα μοναχικό ταξίδι στη χώρα των ηλεκτρονικών υπολογιστών και χωρίς καθυστέρηση πλησίασε τον Mouchli μετά την αναφορά του για να του πει για το μηχάνημα που είχε φτιάξει στο Ames. Αλλά για να καταλάβετε πώς ο Mauchly ανέβηκε στη σκηνή με την παρουσίαση ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή για τον καιρό, πρέπει να επιστρέψετε στις ρίζες του.
Η Μούχλη γεννήθηκε το 1907 από τον φυσικό Σεμπάστιαν Μούχλι. Όπως πολλοί από τους συγχρόνους του, ως αγόρι άρχισε να ενδιαφέρεται για το ραδιόφωνο και τους σωλήνες κενού, και αμφιταλαντεύτηκε μεταξύ των σταδιοδρομιών στη μηχανική ηλεκτρονικών και της φυσικής προτού αποφασίσει να επικεντρωθεί στη μετεωρολογία στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins. Δυστυχώς, μετά την αποφοίτησή του, έπεσε κατευθείαν στα νύχια της Μεγάλης Ύφεσης και ήταν ευγνώμων που έπιασε δουλειά στο Ursinus το 1934 ως το μοναδικό μέλος του τμήματος φυσικής.
Ursinus College το 1930
Στο Ursinus, ξεκίνησε ένα ονειρικό έργο - να ξετυλίξει τους κρυμμένους κύκλους της παγκόσμιας φυσικής μηχανής και να μάθει να προβλέπει τον καιρό όχι για μέρες, αλλά για μήνες και χρόνια. Ήταν πεπεισμένος ότι ο Ήλιος διέπει τα καιρικά μοτίβα που διαρκούν αρκετά χρόνια, που σχετίζονται με την ηλιακή δραστηριότητα και τις ηλιακές κηλίδες. Ήθελε να εξαγάγει αυτά τα μοτίβα από τον τεράστιο όγκο δεδομένων που συσσώρευσε το Αμερικανικό Μετεωρολογικό Γραφείο με τη βοήθεια φοιτητών και ένα σετ υπολογιστών επιτραπέζιων υπολογιστών που αγοράστηκαν για πένες από χρεοκοπημένες τράπεζες.
Σύντομα έγινε σαφές ότι υπήρχαν πάρα πολλά δεδομένα. Οι μηχανές δεν μπορούσαν να υπολογίσουν αρκετά γρήγορα και το ανθρώπινο λάθος άρχισε να εμφανίζεται καθώς τα ενδιάμεσα αποτελέσματα της μηχανής αντιγράφονταν συνεχώς σε χαρτί. Ο Μάουχλι άρχισε να σκέφτεται έναν άλλο τρόπο. Ήξερε για τους μετρητές σωλήνων κενού που δημιούργησε ο Charles Wynn-Williams, τους οποίους οι συνάδελφοί του φυσικοί χρησιμοποίησαν για να μετρήσουν τα υποατομικά σωματίδια. Δεδομένου ότι οι ηλεκτρονικές συσκευές μπορούσαν προφανώς να καταγράφουν και να συσσωρεύουν αριθμούς, ο Mouchly αναρωτήθηκε γιατί δεν μπορούσαν να κάνουν πιο σύνθετους υπολογισμούς. Για αρκετά χρόνια, στον ελεύθερο χρόνο του, έπαιζε με ηλεκτρονικά εξαρτήματα: διακόπτες, μετρητές, μηχανές κρυπτογράφησης αντικατάστασης που χρησιμοποιούν ένα μείγμα ηλεκτρονικών και μηχανικών εξαρτημάτων και έναν αρμονικό αναλυτή που χρησιμοποίησε για ένα έργο πρόβλεψης καιρού που εξήγαγε δεδομένα παρόμοια με τις εβδομάδες- μακρά μοτίβα διακυμάνσεων βροχοπτώσεων. . Αυτή η ανακάλυψη ήταν που οδήγησε τον Μούχλη στο AAAS το 1940 και στη συνέχεια τον Ατανάσοφ στο Μούχλι.
Επίσκεψη
Το βασικό γεγονός στη σχέση μεταξύ του Mouchly και του Atanasoff συνέβη έξι μήνες αργότερα, στις αρχές του καλοκαιριού του 1941. Στη Φιλαδέλφεια, ο Atanasoff είπε στον Mouchly για τον ηλεκτρονικό υπολογιστή που είχε κατασκευάσει στην Αϊόβα και ανέφερε πόσο φτηνά του κόστισε. Στην επακόλουθη αλληλογραφία τους, συνέχισε να κάνει ενδιαφέρουσες νύξεις για το πώς κατασκεύασε τον υπολογιστή του, κοστίζοντας όχι περισσότερο από 2 $ ανά bit. Ο Mauchly ενδιαφέρθηκε και ήταν αρκετά έκπληκτος από αυτό το επίτευγμα. Μέχρι εκείνη την εποχή, είχε σοβαρά σχέδια να κατασκευάσει μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή, αλλά χωρίς την υποστήριξη του κολεγίου, θα έπρεπε να πληρώσει για όλο τον εξοπλισμό από την τσέπη του. Ένας λαμπτήρας συνήθως κοστίζει 4 $ και απαιτούνται τουλάχιστον δύο λαμπτήρες για την αποθήκευση ενός δυαδικού ψηφίου. Πώς, σκέφτηκε, ο Atanasov κατάφερε να εξοικονομήσει χρήματα τόσο καλά;
Μετά από έξι μήνες, είχε επιτέλους χρόνο να ταξιδέψει δυτικά για να ικανοποιήσει την περιέργειά του. Μετά από μιάμιση χιλιάδες χιλιόμετρα στο αυτοκίνητο, τον Ιούνιο του 1941 ο Mauchly και ο γιος του ήρθαν να επισκεφτούν τον Atanasov στο Ames. Ο Mauchli είπε αργότερα ότι έφυγε απογοητευμένος. Η φθηνή αποθήκευση δεδομένων του Atanasoff δεν ήταν καθόλου ηλεκτρονική, αλλά συγκρατήθηκε από ηλεκτροστατικά φορτία σε ένα μηχανικό τύμπανο. Εξαιτίας αυτού και άλλων μηχανικών μερών, όπως έχουμε ήδη δει, δεν μπορούσε να κάνει υπολογισμούς σε ταχύτητες ακόμη και κοντά σε αυτές που ονειρευόταν ο Mauchly. Αργότερα το ονόμασε «μια μηχανική τεχνοτροπία που χρησιμοποιεί αρκετούς σωλήνες κενού». Ωστόσο, λίγο μετά την επίσκεψη, έγραψε μια επιστολή επαινώντας τη μηχανή του Atanasov, όπου έγραψε ότι ήταν «ηλεκτρονική στην ουσία και έλυνε μέσα σε λίγα λεπτά οποιοδήποτε σύστημα γραμμικών εξισώσεων που δεν περιελάμβανε περισσότερες από τριάντα μεταβλητές». Υποστήριξε ότι θα μπορούσε να είναι πιο γρήγορο και φθηνότερο από το μηχανικό Θάμνος.
Τριάντα χρόνια αργότερα, η σχέση του Mouchly και του Atanasoff θα γινόταν βασικός στη δίκη Honeywell εναντίον Sperry Rand, με αποτέλεσμα να ακυρωθούν οι αιτήσεις διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας για τον ηλεκτρονικό υπολογιστή που δημιούργησε ο Mouchly. Χωρίς να πω τίποτα για τα πλεονεκτήματα του ίδιου του διπλώματος ευρεσιτεχνίας, παρά το γεγονός ότι ο Atanasoff ήταν πιο έμπειρος μηχανικός, και δεδομένης της ύποπτης αναδρομικής γνώμης του Mauchly για τον υπολογιστή του Atanasoff, δεν υπάρχει λόγος να υποπτευόμαστε ότι ο Mauchly έμαθε ή αντέγραψε οτιδήποτε σημαντικό από το έργο του Atanasoff. Αλλά το πιο σημαντικό, το κύκλωμα ENIAC δεν έχει καμία σχέση με τον υπολογιστή Atanasoff-Berry. Το περισσότερο που μπορεί να ειπωθεί είναι ότι ο Atanasoff κέντρισε την εμπιστοσύνη του Mauchly αποδεικνύοντας την πιθανότητα να λειτουργήσει ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής.
Σχολείο Μουρ και Αμπερντίν
Και αυτή τη στιγμή, ο Mauchly βρέθηκε στο ίδιο μέρος από το οποίο ξεκίνησε. Δεν υπήρχε μαγικό κόλπο για φθηνή ηλεκτρονική αποθήκευση και όσο παρέμενε στο Ursinus, δεν είχε κανένα μέσο για να πραγματοποιήσει το ηλεκτρονικό όνειρο. Και μετά στάθηκε τυχερός. Το ίδιο καλοκαίρι του 1941, παρακολούθησε ένα θερινό μάθημα ηλεκτρονικών στο Moore School of Engineering στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Εκείνη την εποχή, η Γαλλία ήταν ήδη κατεχόμενη, η Βρετανία ήταν υπό πολιορκία, τα υποβρύχια όργωναν τον Ατλαντικό και οι σχέσεις της Αμερικής με την επιθετική επεκτατική Ιαπωνία επιδεινώνονταν γρήγορα [και η ναζιστική Γερμανία επιτέθηκε στην ΕΣΣΔ / περίπου. μετάφρ.]. Παρά το απομονωτικό αίσθημα του πληθυσμού, η αμερικανική παρέμβαση φαινόταν πιθανή, και πιθανώς αναπόφευκτη, σε ομάδες ελίτ από μέρη όπως το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Η Σχολή Moore προσέφερε ένα πρόγραμμα επιμόρφωσης σε μηχανικούς και επιστήμονες για να επιταχύνουν την προετοιμασία για πιθανές στρατιωτικές εργασίες, ειδικά στο θέμα της τεχνολογίας ραντάρ (το ραντάρ έχει χαρακτηριστικά παρόμοια με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές: χρησιμοποίησε σωλήνες κενού για τη δημιουργία και τη μέτρηση του αριθμού των υψηλών συχνοτήτων παλμούς και τα χρονικά διαστήματα μεταξύ τους· ωστόσο, ο Μούχλη αρνήθηκε στη συνέχεια ότι υπήρχε σοβαρή επίδραση ραντάρ στην ανάπτυξη του ENIAC).
Moore School of Engineering
Το μάθημα είχε δύο κύριες συνέπειες για τον Mouchly: πρώτον, τον συνέδεσε με τον John Presper Eckert, με το παρατσούκλι Pres, από μια τοπική οικογένεια μεγιστάνων στο real estate, και έναν νεαρό μάγο ηλεκτρονικών που περνούσε όλες τις μέρες του στο εργαστήριο ενός πρωτοπόρου της τηλεόρασης. . Ο Eckert θα μοιραστεί αργότερα το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας (το οποίο στη συνέχεια θα ακυρωθεί) για την ENIAC με τον Mauchly. Δεύτερον, εξασφάλισε στον Mouchly μια θέση στο Moore School, τερματίζοντας τη μακρά ακαδημαϊκή του απομόνωση στον βάλτο του Ursinus College. Αυτό, προφανώς, δεν οφειλόταν σε κάποια ιδιαίτερη αξία του Mouchly, αλλά απλώς επειδή το σχολείο ήθελε απεγνωσμένα οι άνθρωποι να αντικαταστήσουν επιστήμονες που είχαν πάει να εργαστούν με στρατιωτικές παραγγελίες.
Αλλά μέχρι το 1942, μεγάλο μέρος της σχολής Moore δούλευε το ίδιο σε ένα στρατιωτικό έργο: τον υπολογισμό των βαλλιστικών τροχιών μέσω μηχανικής και χειρωνακτικής εργασίας. Αυτό το έργο προέκυψε οργανικά από την υπάρχουσα σύνδεση μεταξύ του σχολείου και του εδάφους δοκιμών του Αμπερντίν, που βρίσκεται 130 χιλιόμετρα πιο μακριά κατά μήκος της ακτής, στο Μέριλαντ.
Το βεληνεκές δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια του Α' Παγκοσμίου Πολέμου για να δοκιμάσει το πυροβολικό, αντικαθιστώντας το προηγούμενο βεληνεκές στο Sandy Hook, στο Νιου Τζέρσεϊ. Εκτός από την άμεση βολή, καθήκον του ήταν να μετράει τα τραπέζια βολής που χρησιμοποιούσε το πυροβολικό στη μάχη. Η αντίσταση του αέρα κατέστησε αδύνατο να υπολογίσουμε πού θα προσγειωθεί ένα βλήμα λύνοντας απλώς μια τετραγωνική εξίσωση. Ωστόσο, η υψηλή ακρίβεια ήταν εξαιρετικά σημαντική για τα πυρά του πυροβολικού, καθώς ήταν οι πρώτες βολές που κατέληξαν στη μεγαλύτερη ήττα των εχθρικών δυνάμεων - μετά από αυτές ο εχθρός εξαφανίστηκε γρήγορα υπόγεια.
Για να επιτύχουν αυτή την ακρίβεια, οι σύγχρονοι στρατοί συνέταξαν λεπτομερείς πίνακες που έλεγαν στους σκοπευτές πόσο μακριά θα προσγειωνόταν το βλήμα τους αφού εκτοξευόταν σε μια συγκεκριμένη γωνία. Οι μεταγλωττιστές χρησιμοποίησαν την αρχική ταχύτητα και θέση του βλήματος για να υπολογίσουν τη θέση και την ταχύτητά του μετά από ένα σύντομο χρονικό διάστημα, και στη συνέχεια επανέλαβαν τους ίδιους υπολογισμούς για το επόμενο διάστημα, και ούτω καθεξής, εκατοντάδες και χιλιάδες φορές. Για κάθε συνδυασμό όπλου και βλήματος, τέτοιοι υπολογισμοί έπρεπε να γίνουν για όλες τις πιθανές γωνίες πυρός, λαμβάνοντας υπόψη διάφορες ατμοσφαιρικές συνθήκες. Το φορτίο καταμέτρησης ήταν τόσο μεγάλο που στο Αμπερντίν ολοκλήρωσαν τους υπολογισμούς όλων των πινάκων, που είχαν ξεκινήσει στο τέλος του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου, μόλις το 1936.
Σαφώς, το Aberdeen χρειαζόταν μια καλύτερη λύση. Το 1933, συνήψε συμφωνία με τη Σχολή Moore: ο στρατός θα πληρώσει για την κατασκευή δύο διαφορικών αναλυτών, αναλογικών υπολογιστών, που δημιουργήθηκαν σύμφωνα με ένα σχέδιο από το MIT υπό τη διεύθυνση του . Το ένα θα σταλεί στο Aberdeen και το άλλο θα παραμείνει στη διάθεση της Σχολής Moore και θα χρησιμοποιηθεί κατά την κρίση του καθηγητή. Ο αναλυτής μπορούσε να δημιουργήσει μια τροχιά σε δεκαπέντε λεπτά που θα χρειαζόταν ένα άτομο αρκετές ημέρες για να υπολογίσει, αν και η ακρίβεια των υπολογισμών στον υπολογιστή ήταν ελαφρώς χαμηλότερη.
Επίδειξη Howitzer στο Aberdeen, γ. 1942
Ωστόσο, το 1940, η ερευνητική μονάδα, που τώρα ονομάζεται Εργαστήριο Βαλλιστικής Έρευνας (BRL), ζήτησε τη μηχανή της, η οποία βρισκόταν στο σχολείο του Μουρ, και άρχισε να υπολογίζει πίνακες πυροβολικού για τον επικείμενο πόλεμο. Η ομάδα καταμέτρησης του σχολείου προσήχθη επίσης για να υποστηρίξει τη μηχανή με τη βοήθεια ανθρώπινων αριθμομηχανών. Μέχρι το 1942, 100 γυναίκες αριθμομηχανές στο σχολείο δούλευαν έξι ημέρες την εβδομάδα, άλεθαν τους υπολογισμούς για τον πόλεμο - ανάμεσά τους ήταν η σύζυγος του Mouchley, η Mary, η οποία εργαζόταν στα τραπέζια βολής του Aberdeen. Ο Mauchly έγινε επικεφαλής μιας άλλης ομάδας αριθμομηχανών που εργάζονταν σε υπολογισμούς για κεραίες ραντάρ.
Από την ημέρα που έφτασε στο σχολείο του Moore, ο Mouchly προώθησε την ιδέα του για έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή σε όλη τη σχολή. Είχε ήδη σημαντική υποστήριξη με τη μορφή του Presper Eckert και , ανώτερο μέλος ΔΕΠ. Ο Mauchly παρείχε την ιδέα, ο Eckert τη μηχανική προσέγγιση, ο Brainerd την αξιοπιστία και τη νομιμότητα. Την άνοιξη του 1943, η τριάδα αποφάσισε ότι είχε έρθει η ώρα να δημοσιοποιηθεί η πολύ καθυστερημένη ιδέα του Μούχλη στους αξιωματούχους του στρατού. Όμως τα μυστήρια του κλίματος, που προσπαθούσε από καιρό να λύσει, έπρεπε να περιμένουν. Ο νέος υπολογιστής έπρεπε να εξυπηρετήσει τις ανάγκες του νέου ιδιοκτήτη: να παρακολουθεί όχι τα αιώνια ημιτονοειδή των παγκόσμιων κύκλων θερμοκρασίας, αλλά τις βαλλιστικές τροχιές των βλημάτων πυροβολικού.
ENIAC
Τον Απρίλιο του 1943, οι Mauchly, Eckert και Brainerd συνέταξαν μια έκθεση σχετικά με έναν ηλεκτρονικό διαφορικό αναλυτή. Αυτό προσέλκυσε έναν άλλο σύμμαχο στις τάξεις τους, , μαθηματικός και αξιωματικός του στρατού που υπηρέτησε ως ενδιάμεσος μεταξύ του Αμπερντίν και της Σχολής Μουρ. Με τη βοήθεια του Goldstein, η ομάδα υπέβαλε την ιδέα σε μια επιτροπή στο BRL και έλαβε στρατιωτική επιχορήγηση, με τον Brainerd ως επιστημονικό διευθυντή του έργου. Έπρεπε να ολοκληρώσουν το μηχάνημα μέχρι τον Σεπτέμβριο του 1944 με προϋπολογισμό 150 $. Η ομάδα ονόμασε το έργο ENIAC: Electronic Numerical Integrator, Analyzer and Computer (Electronic Numerical Integrator and Computer).
Από αριστερά προς τα δεξιά: Julian Bigelow, Herman Goldstein, Robert Oppenheimer, John von Neumann. Φωτογραφία που τραβήχτηκε στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών του Πρίνστον μετά τον πόλεμο, με μεταγενέστερο μοντέλο υπολογιστή.
Όπως και στην περίπτωση του Κολοσσού στη Βρετανία, αξιόπιστες μηχανικές αρχές στις Ηνωμένες Πολιτείες, για παράδειγμα, η Εθνική Επιτροπή Έρευνας Άμυνας (NDRC), ήταν δύσπιστες σχετικά με το έργο ENIAC. Η Σχολή Μουρ δεν είχε τη φήμη ενός ελίτ εκπαιδευτικού ιδρύματος, αλλά προσφέρθηκε να δημιουργήσει κάτι ανήκουστο. Ακόμη και βιομηχανικοί γίγαντες όπως η RCA αγωνίστηκαν να δημιουργήσουν σχετικά απλά ηλεκτρονικά κυκλώματα μέτρησης, πόσο μάλλον έναν προσαρμόσιμο ηλεκτρονικό υπολογιστή. Ο George Stibitz, ο αρχιτέκτονας ηλεκτρονικών υπολογιστών στα Bell Labs, που τότε δούλευε στο έργο NDRC, πίστευε ότι το ENIAC θα χρειαζόταν πολύ χρόνο για να είναι χρήσιμο στον πόλεμο.
Σε αυτό είχε δίκιο. Η δημιουργία της ENIAC θα πάρει διπλάσιο χρόνο και τριπλάσια χρήματα από ό,τι είχε αρχικά προγραμματιστεί. Εξουδετέρωσε το μεγαλύτερο μέρος του ανθρώπινου δυναμικού της σχολής Moore. Η εξέλιξη από μόνη της απαιτούσε τη συμμετοχή επτά ακόμη ατόμων, πέρα από την αρχική ομάδα των Μουχλή, Έκερτ και Μπρέινερντ. Όπως ο Κολοσσός, η ENIAC έφερε πλήθος ανθρώπινων αριθμομηχανών για να βοηθήσει στη ρύθμιση της ηλεκτρονικής αντικατάστασής τους. Ανάμεσά τους ήταν η σύζυγος του Herman Goldstein, Adele, και η Jean Jennings (αργότερα Bartik), η οποία αργότερα είχε σημαντική δουλειά στην ανάπτυξη των υπολογιστών. Τα γράμματα NI στο όνομα της ENIAC υποδήλωναν ότι η σχολή Moore έδινε στον στρατό μια ψηφιακή, ηλεκτρονική έκδοση ενός διαφορικού αναλυτή που θα έλυνε ολοκληρώματα διαδρομής πιο γρήγορα και με μεγαλύτερη ακρίβεια από τον αναλογικό μηχανικό προκάτοχό του. Ως αποτέλεσμα, όμως, πήραν κάτι πολύ περισσότερο.
Μερικές από τις σχεδιαστικές ιδέες θα μπορούσαν να είχαν δανειστεί από μια πρόταση του 1940 που έκανε ο Irven Travis. Ήταν ο Τράβις που συμμετείχε στην υπογραφή της σύμβασης για τη χρήση του αναλυτή από τη σχολή Moore το 1933 και το 1940 πρότεινε μια βελτιωμένη έκδοση του αναλυτή, αν και όχι ηλεκτρονική, αλλά λειτουργώντας σε μια ψηφιακή αρχή. Υποτίθεται ότι χρησιμοποιούσε μηχανικούς μετρητές αντί για αναλογικούς τροχούς. Μέχρι το 1943, είχε εγκαταλείψει τη Σχολή Μουρ και πήρε θέση διοικητής του Πολεμικού Ναυτικού στην Ουάσιγκτον.
Η βάση των δυνατοτήτων της ENIAC, πάλι, όπως και ο Colossus, ήταν η ποικιλία λειτουργικών μονάδων. Τις περισσότερες φορές, οι συσσωρευτές χρησιμοποιήθηκαν για πρόσθεση και μέτρηση. Το κύκλωμά τους λήφθηκε από τους ηλεκτρονικούς μετρητές Wynn-Williams που χρησιμοποιούσαν οι φυσικοί και έκαναν κυριολεκτικά πρόσθεση μετρώντας, όπως τα παιδιά προσχολικής ηλικίας μετρούν στα δάχτυλά τους. Άλλες λειτουργικές μονάδες περιελάμβαναν πολλαπλασιαστές, γεννήτριες συναρτήσεων που αναζητούσαν δεδομένα σε πίνακες, οι οποίοι αντικατέστησαν τον υπολογισμό πιο περίπλοκων συναρτήσεων όπως το ημίτονο και το συνημίτονο. Κάθε ενότητα είχε τις δικές της ρυθμίσεις λογισμικού, με τη βοήθεια των οποίων ορίστηκε μια μικρή ακολουθία λειτουργιών. Όπως το Colossus, ο προγραμματισμός έγινε χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό πίνακα διανομής και πάνελ που μοιάζουν με διακόπτες τηλεφώνου με υποδοχές.
Η ENIAC διέθετε πολλά ηλεκτρομηχανικά μέρη, κυρίως έναν καταχωρητή ρελέ που χρησίμευε ως ενδιάμεση μνήμη μεταξύ των ηλεκτρονικών συσσωρευτών και των μηχανών διάτρησης της IBM που χρησιμοποιούνται για είσοδο και έξοδο. Αυτή η αρχιτεκτονική θύμιζε πολύ τον Κολοσσό. Ο Sam Williams της Bell Labs, ο οποίος συνεργάστηκε με τον George Stibitz στους υπολογιστές ρελέ της Bell, δημιούργησε επίσης ένα μητρώο για την ENIAC.
Η βασική διαφορά από το "Colossus" έκανε το ENIAC ένα πιο ευέλικτο μηχάνημα: η δυνατότητα προγραμματισμού των κύριων ρυθμίσεων. Η κύρια προγραμματιζόμενη συσκευή έστελνε παλμούς στις λειτουργικές μονάδες, προκαλώντας την έναρξη προκαθορισμένων ακολουθιών και έλαβε παλμούς απόκρισης όταν ολοκληρώθηκε η εργασία. Στη συνέχεια προχώρησε στην επόμενη λειτουργία της κύριας ακολουθίας ελέγχου και παρήγαγε τους επιθυμητούς υπολογισμούς ως συνάρτηση πολλών μικρότερων ακολουθιών. Η κύρια προγραμματιζόμενη συσκευή μπορούσε να λάβει αποφάσεις χρησιμοποιώντας έναν βηματικό κινητήρα: έναν μετρητή δακτυλίου που καθόριζε ποια από τις έξι γραμμές εξόδου θα ανακατευθύνει τον παλμό. Με αυτόν τον τρόπο, η συσκευή θα μπορούσε να εκτελέσει έως και έξι διαφορετικές ακολουθίες λειτουργιών ανάλογα με την τρέχουσα κατάσταση του βηματικού κινητήρα. Αυτή η ευελιξία θα επιτρέψει στην ENIAC να αντιμετωπίσει εργασίες που απέχουν πολύ από την αρχική της βαλλιστική τεχνογνωσία.
Διαμόρφωση του ENIAC με διακόπτες και διακόπτες
Ο Eckert ήταν υπεύθυνος για την παραγωγή όλων των ηλεκτρονικών σε αυτό το τέρας, και ο ίδιος σκέφτηκε τα ίδια βασικά κόλπα που είχε ο Flowers στο Bletchley: οι λάμπες πρέπει να λειτουργούν σε ρεύματα πολύ χαμηλότερα από τα κανονικά και το μηχάνημα δεν χρειάζεται να απενεργοποιηθεί. Αλλά λόγω του τεράστιου αριθμού των λαμπτήρων που χρησιμοποιήθηκαν, χρειαζόταν ένα άλλο τέχνασμα: οι μονάδες plug-in, καθεμία από τις οποίες τοποθετούσε αρκετές δεκάδες λαμπτήρες, μπορούσαν εύκολα να αφαιρεθούν και να αντικατασταθούν σε περίπτωση βλάβης. Στη συνέχεια, το προσωπικό σέρβις χωρίς βιασύνη βρήκε και αντικατέστησε τη λάμπα που είχε βλάβη και η ENIAC ήταν αμέσως έτοιμη για δουλειά. Και ακόμη και με όλες αυτές τις προφυλάξεις, δεδομένου του τεράστιου αριθμού λαμπτήρων στο ENIAC, δεν μπορούσε να εκτελέσει το πρόβλημα όλο το Σαββατοκύριακο ή όλη τη νύχτα όπως έκαναν οι υπολογιστές ρελέ. Κάποια στιγμή κάηκε η λάμπα.
Παράδειγμα πολλών λαμπτήρων στην ENIAC
Οι κριτικές της ENIAC αναφέρουν συχνά το τεράστιο μέγεθός της. Σειρές από σχάρες λαμπτήρων - 18 συνολικά - με διακόπτες και πίνακες θα καταλάμβαναν μια τυπική εξοχική κατοικία και το μπροστινό γκαζόν για να εκκινήσει. Το μέγεθός του οφειλόταν όχι μόνο στα εξαρτήματά του (οι λαμπτήρες ήταν σχετικά μεγάλοι), αλλά και στην περίεργη αρχιτεκτονική του. Και παρόλο που όλοι οι υπολογιστές των μέσων του αιώνα φαίνονται μεγάλοι με τα σημερινά πρότυπα, η επόμενη γενιά ηλεκτρονικών υπολογιστών ήταν πολύ μικρότερη από την ENIAC και είχε περισσότερες δυνατότητες όταν χρησιμοποιούσε το ένα δέκατο των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.
Πανόραμα της ENIAC στο Moore's School
Το γκροτέσκο μέγεθος της ENIAC προήλθε από δύο σημαντικές σχεδιαστικές αποφάσεις. Το πρώτο επεδίωξε να αυξήσει την πιθανή ταχύτητα σε βάρος του κόστους και της πολυπλοκότητας. Μετά από αυτό, σχεδόν όλοι οι υπολογιστές αποθήκευαν αριθμούς σε καταχωρητές και τους επεξεργάζονταν σε ξεχωριστές αριθμητικές μονάδες, αποθηκεύοντας και πάλι τα αποτελέσματα σε έναν καταχωρητή. Η ENIAC δεν διαχώρισε τις μονάδες αποθήκευσης και επεξεργασίας. Κάθε μονάδα αποθήκευσης αριθμών ήταν επίσης μια μονάδα επεξεργασίας ικανή να προσθέτει και να αφαιρεί, η οποία απαιτούσε πολλούς περισσότερους λαμπτήρες. Θα μπορούσε να θεωρηθεί ως μια πολύ επιταχυνόμενη έκδοση του Τμήματος Ανθρώπινων Υπολογιστών της σχολής Moore, καθώς «η υπολογιστική αρχιτεκτονική του έμοιαζε με είκοσι ανθρώπινες αριθμομηχανές που λειτουργούσαν με δεκαψήφιες αριθμομηχανές επιφάνειας εργασίας, περνώντας τα αποτελέσματα πέρα δώθε». Θεωρητικά, αυτό επέτρεψε στην ENIAC να πραγματοποιήσει παράλληλους υπολογιστές σε πολλές μπαταρίες, αλλά αυτή η δυνατότητα χρησιμοποιήθηκε ελάχιστα και το 1948 εξαλείφθηκε εντελώς.
Η δεύτερη απόφαση σχεδιασμού είναι πιο δύσκολο να δικαιολογηθεί. Σε αντίθεση με τις μηχανές αναμετάδοσης ABC ή Bell, η ENIAC δεν αποθήκευε αριθμούς σε δυαδική μορφή. Μετέτρεψε τους δεκαδικούς μηχανικούς υπολογισμούς απευθείας σε ηλεκτρονική μορφή, με δέκα εναύσματα για κάθε ψηφίο - αν το πρώτο ήταν ενεργοποιημένο, ήταν μηδέν, το δεύτερο ήταν 1, το τρίτο ήταν 2 κ.ο.κ. Αυτό ήταν μια τεράστια σπατάλη ακριβών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων (για παράδειγμα, για να αναπαραστήσουμε τον αριθμό 1000 σε δυαδικό, απαιτούνται 10 flip-flops, ένα ανά δυαδικό ψηφίο (1111101000)· και στο κύκλωμα ENIAC, αυτό απαιτούσε 40 flip-flops, δέκα ανά δεκαδικό ψηφίο), το οποίο, προφανώς, οργανώθηκε μόνο από φόβο για τις πιθανές δυσκολίες μετατροπής μεταξύ δυαδικών και δεκαδικών συστημάτων. Ωστόσο, ο υπολογιστής Atanasoff-Berry, ο Colossus και οι μηχανές ρελέ των Bell και Zuse χρησιμοποιούσαν το δυαδικό σύστημα και οι προγραμματιστές τους δεν είχαν καμία δυσκολία στη μετατροπή μεταξύ βάσεων.
Κανείς δεν θα επαναλάβει τέτοιες σχεδιαστικές αποφάσεις. Υπό αυτή την έννοια, το ENIAC ήταν σαν το ABC - μια μοναδική περιέργεια, όχι ένα πρότυπο για όλους τους σύγχρονους υπολογιστές. Ωστόσο, το πλεονέκτημά του ήταν ότι απέδειξε, πέρα από κάθε αμφιβολία, την απόδοση των ηλεκτρονικών υπολογιστών, την εκτέλεση χρήσιμης εργασίας και την επίλυση πραγματικών προβλημάτων με εκπληκτική ταχύτητα για τους άλλους.
Αποκατάσταση
Τον Νοέμβριο του 1945 η ENIAC ήταν πλήρως λειτουργική. Δεν διέθετε την ίδια αξιοπιστία με τους ηλεκτρομηχανικούς συγγενείς του, αλλά ήταν αρκετά αξιόπιστο ώστε να χρησιμοποιήσει το πλεονέκτημα ταχύτητας αρκετές εκατοντάδες φορές. Ο υπολογισμός μιας βαλλιστικής τροχιάς, που χρειάστηκε δεκαπέντε λεπτά για έναν διαφορικό αναλυτή, μπορούσε να γίνει από την ENIAC σε είκοσι δευτερόλεπτα - ταχύτερα από ό,τι πετάει το ίδιο το βλήμα. Και σε αντίθεση με έναν αναλυτή, μπορούσε να το κάνει με την ίδια ακρίβεια όπως ένας ανθρώπινος υπολογιστής χρησιμοποιώντας μια μηχανική αριθμομηχανή.
Ωστόσο, όπως είχε προβλέψει ο Stibitz, η ENIAC ήρθε πολύ αργά για να βοηθήσει στον πόλεμο και η ταξινόμηση δεν χρειαζόταν πλέον τόσο επειγόντως. Αλλά υπήρχε ένα μυστικό έργο όπλων στο Los Alamos στο Νέο Μεξικό που συνεχίστηκε και μετά τον πόλεμο. Χρειάστηκε επίσης πολλούς υπολογισμούς. Ένας από τους φυσικούς του Manhattan Project, ο Edward Teller, το 1942 πήρε φωτιά με την ιδέα ενός «υπερόπλου»: πολύ πιο καταστροφικό από αυτό που έπεσε αργότερα στην Ιαπωνία, με την ενέργεια της έκρηξης να προέρχεται από την ατομική σύντηξη, και όχι από πυρηνική σχάση. Ο Τέλερ σκέφτηκε ότι θα μπορούσε να ξεκινήσει μια αλυσιδωτή αντίδραση σύντηξης σε ένα μείγμα δευτερίου (συνηθισμένο υδρογόνο με επιπλέον νετρόνιο) και τριτίου (συνηθισμένο υδρογόνο με δύο επιπλέον νετρόνια). Αλλά γι 'αυτό ήταν απαραίτητο να τα βγάλετε πέρα με χαμηλή περιεκτικότητα σε τρίτιο, καθώς ήταν εξαιρετικά σπάνιο.
Ως εκ τούτου, ένας επιστήμονας από το Los Alamos έφερε στο σχολείο Moore υπολογισμούς για τη δοκιμή υπερόπλων, στους οποίους ήταν απαραίτητο να υπολογιστούν διαφορικές εξισώσεις που προσομοίωσαν την ανάφλεξη ενός μείγματος δευτερίου και τριτίου για διάφορες συγκεντρώσεις τριτίου. Κανείς στο σχολείο του Μουρ δεν είχε άδεια να μάθει σε τι χρησιμεύουν αυτοί οι υπολογισμοί, αλλά εισήγαγαν ευσυνείδητα όλα τα δεδομένα και τις εξισώσεις που έφεραν οι επιστήμονες. Οι λεπτομέρειες των υπολογισμών παραμένουν μυστικές μέχρι σήμερα (καθώς και ολόκληρο το πρόγραμμα για την κατασκευή ενός υπερόπλου, σήμερα πιο γνωστό ως βόμβα υδρογόνου), αν και γνωρίζουμε ότι ο Teller θεώρησε το αποτέλεσμα των υπολογισμών που έλαβε τον Φεβρουάριο του 1946 ως επιβεβαίωση της βιωσιμότητα της ιδέας του.
Τον ίδιο μήνα, το σχολείο του Moore κυκλοφόρησε το ENIAC στο κοινό. Κατά τη διάρκεια της τελετής έναρξης μπροστά στους συγκεντρωμένους μεγαλόσωμους και την πρέσα, οι χειριστές προσποιήθηκαν ότι άναβαν τη μηχανή (αν και ήταν πάντα αναμμένη, φυσικά), έκαναν αρκετούς τελετουργικούς υπολογισμούς πάνω της, υπολογίζοντας τη βαλλιστική τροχιά για να δείξουν την πρωτοφανή ταχύτητα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ. Μετά από αυτό, οι εργαζόμενοι μοίρασαν διάτρητες κάρτες από αυτούς τους υπολογισμούς σε όλους τους παρευρισκόμενους.
Η ENIAC συνέχισε να λύνει πολλά ακόμη πραγματικά προβλήματα καθ' όλη τη διάρκεια του 1946: ένα σύνολο υπολογισμών για τη ροή των ρευστών (για παράδειγμα, για τη ροή ενός πτερυγίου αεροπλάνου) για τον Βρετανό φυσικό Douglas Hartree, ένα άλλο σύνολο υπολογισμών για την προσομοίωση έκρηξης πυρηνικού όπλου, υπολογισμοί τροχιάς για ένα νέο πυροβόλο ενενήντα χιλιοστών στο Αμπερντίν. Μετά σώπασε για ενάμιση χρόνο. Στα τέλη του 1946, βάσει συμφωνίας μεταξύ της σχολής Moore και του στρατού, η BRL μάζεψε το αυτοκίνητο και το μετέφερε στο χώρο εκπαίδευσης. Υπέφερε από προβλήματα αξιοπιστίας εκεί και η ομάδα της BRL δεν μπόρεσε να το κάνει να λειτουργήσει αρκετά καλά για να κάνει οποιαδήποτε χρήσιμη δουλειά, μέχρι που τελείωσε μια σημαντική αναβάθμιση τον Μάρτιο του 1948. Θα μιλήσουμε για την αναβάθμιση που ενημέρωσε πλήρως την ENIAC. περισσότερα στο το επόμενο μέρος.
Αλλά δεν είχε πια σημασία. Κανείς δεν νοιάστηκε για την ENIAC. Υπήρχε ήδη ένας αγώνας δρόμου για τη δημιουργία του διαδόχου του.
Τι άλλο να διαβάσετε:
• Paul Ceruzzi, Reckoners (1983)
• Thomas High, et. al., Eniac in Action (2016)
• David Ritchie, The Computer Pioneers (1986)
Πηγή: www.habr.com