Άλλα άρθρα της σειράς:
- Η ιστορία του ρελέ
- Ιστορία των ηλεκτρονικών υπολογιστών
- Η ιστορία του τρανζίστορ
- Ιστορία του Διαδικτύου
Μέχρι στιγμής, έχουμε ανατρέξει σε κάθε μία από τις τρεις πρώτες προσπάθειες κατασκευής ενός ψηφιακού ηλεκτρονικού υπολογιστή: τον υπολογιστή Atanasoff-Berry ABC, που σχεδιάστηκε από τον John Atanasoff. το έργο British Colossus, με επικεφαλής τον Tommy Flowers, και την ENIAC, που δημιουργήθηκε στη Σχολή Moore στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Όλα αυτά τα έργα ήταν, στην πραγματικότητα, ανεξάρτητα. Αν και ο John Mauchly, η κύρια κινητήρια δύναμη πίσω από το έργο ENIAC, γνώριζε το έργο του Atanasov, το σχέδιο ENIAC δεν έμοιαζε με το ABC σε καμία περίπτωση. Αν υπήρχε ένας κοινός πρόγονος της ηλεκτρονικής υπολογιστικής συσκευής, ήταν ο ταπεινός μετρητής Wynne-Williams, η πρώτη συσκευή που χρησιμοποίησε λυχνίες κενού για ψηφιακή αποθήκευση και έθεσε τους Atanasoff, Flowers και Mauchly στο δρόμο για τη δημιουργία ηλεκτρονικών υπολογιστών.
Μόνο ένα από αυτά τα τρία μηχανήματα, όμως, έπαιξε ρόλο στα γεγονότα που ακολούθησαν. Το ABC δεν παρήγαγε ποτέ κανένα χρήσιμο έργο και, σε γενικές γραμμές, οι λίγοι άνθρωποι που το γνώριζαν το έχουν ξεχάσει. Οι δύο πολεμικές μηχανές αποδείχθηκαν ικανές να ξεπεράσουν κάθε άλλο υπολογιστή που υπήρχε, αλλά ο Κολοσσός παρέμεινε μυστικός ακόμα και μετά τη νίκη της Γερμανίας και της Ιαπωνίας. Μόνο η ENIAC έγινε ευρέως γνωστή και ως εκ τούτου έγινε ο κάτοχος του προτύπου για τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Και τώρα όποιος ήθελε να δημιουργήσει μια υπολογιστική συσκευή βασισμένη σε σωλήνες κενού θα μπορούσε να δείξει την επιτυχία της σχολής του Moore για επιβεβαίωση. Ο ριζωμένος σκεπτικισμός από την κοινότητα των μηχανικών που είχε χαιρετίσει όλα αυτά τα έργα πριν από το 1945 είχε εξαφανιστεί. οι σκεπτικιστές είτε άλλαξαν γνώμη είτε σιώπησαν.
Έκθεση EDVAC
Το έγγραφο που κυκλοφόρησε το 1945, βασισμένο στην εμπειρία δημιουργίας και χρήσης της ENIAC, έθεσε τον τόνο για την κατεύθυνση της τεχνολογίας των υπολογιστών στον κόσμο μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο. Ονομάστηκε «πρώτο σχέδιο αναφοράς για το EDVAC» [Ηλεκτρονικός Αυτόματος Διακριτής Μεταβλητός Υπολογιστής] και παρείχε ένα πρότυπο για την αρχιτεκτονική των πρώτων υπολογιστών που ήταν προγραμματιζόμενοι με τη σύγχρονη έννοια - δηλαδή εκτελούσαν εντολές που ανακτήθηκαν από μνήμη υψηλής ταχύτητας. Και παρόλο που η ακριβής προέλευση των ιδεών που αναφέρονται σε αυτό παραμένει θέμα συζήτησης, υπογράφηκε με το όνομα του μαθηματικού (γεν. Janos Lajos Neumann). Χαρακτηριστικό για το μυαλό ενός μαθηματικού, η εργασία έκανε επίσης την πρώτη προσπάθεια να αφαιρέσει το σχέδιο ενός υπολογιστή από τις προδιαγραφές μιας συγκεκριμένης μηχανής. προσπάθησε να διαχωρίσει την ίδια την ουσία της δομής του υπολογιστή από τις διάφορες πιθανές και τυχαίες ενσαρκώσεις του.
Ο Φον Νόιμαν, γεννημένος στην Ουγγαρία, ήρθε στην ENIAC μέσω του Πρίνστον (Νιου Τζέρσεϊ) και του Λος Άλαμος (Νέο Μεξικό). Το 1929, ως επιτυχημένος νεαρός μαθηματικός με αξιοσημείωτη συνεισφορά στη θεωρία των συνόλων, την κβαντομηχανική και τη θεωρία παιγνίων, εγκατέλειψε την Ευρώπη για να αναλάβει μια θέση στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. Τέσσερα χρόνια αργότερα, το κοντινό Ινστιτούτο Προηγμένων Σπουδών (IAS) του πρόσφερε μια θέση θητείας. Λόγω της ανόδου του ναζισμού στην Ευρώπη, ο von Neumann άδραξε με χαρά την ευκαιρία να παραμείνει επ' αόριστον στην άλλη πλευρά του Ατλαντικού - και έγινε, μετά το γεγονός, ένας από τους πρώτους Εβραίους διανοούμενους πρόσφυγες από την Ευρώπη του Χίτλερ. Μετά τον πόλεμο, θρήνησε: «Τα συναισθήματά μου για την Ευρώπη είναι το αντίθετο της νοσταλγίας, αφού κάθε γωνιά που γνωρίζω μου θυμίζει έναν κόσμο που χάθηκε και ερείπια που δεν φέρνουν άνεση» και θυμήθηκε «την πλήρη απογοήτευσή μου για την ανθρωπιά των ανθρώπων στο περίοδο από το 1933 έως το 1938».
Αηδιασμένος από τη χαμένη πολυεθνική Ευρώπη της νιότης του, ο φον Νόιμαν κατεύθυνε όλη του τη διάνοια να βοηθήσει την πολεμική μηχανή που ανήκε στη χώρα που τον προστάτευε. Τα επόμενα πέντε χρόνια, διέσχισε τη χώρα, συμβουλεύοντας και συμβουλευόμενος για ένα ευρύ φάσμα νέων έργων όπλων, ενώ κατά κάποιον τρόπο κατάφερε να συγγράψει ένα παραγωγικό βιβλίο για τη θεωρία παιγνίων. Το πιο μυστικό και σημαντικό έργο του ως σύμβουλος ήταν η θέση του στο Manhattan Project - μια προσπάθεια δημιουργίας ατομικής βόμβας - η ερευνητική ομάδα του οποίου βρισκόταν στο Los Alamos (Νέο Μεξικό). Ο Ρόμπερτ Οπενχάιμερ τον στρατολόγησε το καλοκαίρι του 1943 για να βοηθήσει στη μαθηματική μοντελοποίηση του έργου και οι υπολογισμοί του έπεισαν την υπόλοιπη ομάδα να κινηθεί προς μια βόμβα που εκτοξεύεται προς τα μέσα. Μια τέτοια έκρηξη, χάρη στα εκρηκτικά που μετακινούν το σχάσιμο υλικό προς τα μέσα, θα επέτρεπε την επίτευξη μιας αυτοσυντηρούμενης αλυσιδωτής αντίδρασης. Ως αποτέλεσμα, απαιτήθηκε ένας τεράστιος αριθμός υπολογισμών για να επιτευχθεί η τέλεια σφαιρική έκρηξη που κατευθύνεται προς τα μέσα στην επιθυμητή πίεση - και οποιοδήποτε λάθος θα οδηγούσε στη διακοπή της αλυσιδωτής αντίδρασης και στο φιάσκο της βόμβας.
Von Neumann ενώ εργαζόταν στο Los Alamos
Στο Los Alamos, υπήρχε μια ομάδα είκοσι ανθρώπινων αριθμομηχανών που είχαν στη διάθεσή τους επιτραπέζιες αριθμομηχανές, αλλά δεν μπορούσαν να αντεπεξέλθουν στο υπολογιστικό φόρτο. Οι επιστήμονες τους έδωσαν εξοπλισμό από την IBM για να δουλέψουν με διάτρητες κάρτες, αλλά και πάλι δεν μπορούσαν να συμβαδίσουν. Ζήτησαν βελτιωμένο εξοπλισμό από την IBM, τον παρέλαβαν το 1944, αλλά ακόμα δεν μπορούσαν να συμβαδίσουν.
Μέχρι τότε, ο φον Νόιμαν είχε προσθέσει άλλο ένα σύνολο τοποθεσιών στην κανονική του κρουαζιέρα: επισκέφτηκε κάθε πιθανή τοποθεσία εξοπλισμού υπολογιστών που θα μπορούσε να ήταν χρήσιμος στο Λος Άλαμος. Έγραψε μια επιστολή στον Γουόρεν Γουίβερ, επικεφαλής του τμήματος εφαρμοσμένων μαθηματικών της Εθνικής Επιτροπής Έρευνας για την Άμυνα (NDRC), και έλαβε αρκετούς καλούς οδηγούς. Πήγε στο Χάρβαρντ για να δει το Mark I, αλλά ήταν ήδη πλήρως φορτωμένος με δουλειά για το Ναυτικό. Μίλησε με τον George Stibitz και σκέφτηκε να παραγγείλει έναν υπολογιστή αναμετάδοσης Bell για το Los Alamos, αλλά εγκατέλειψε την ιδέα αφού έμαθε πόσο χρόνο θα χρειαζόταν. Επισκέφτηκε μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια που είχε ενσωματώσει αρκετούς υπολογιστές IBM σε ένα μεγαλύτερο αυτοματοποιημένο σύστημα υπό τη διεύθυνση του Wallace Eckert, αλλά δεν υπήρξε αξιοσημείωτη βελτίωση σε σχέση με τους υπολογιστές της IBM ήδη στο Los Alamos.
Ωστόσο, ο Weaver δεν συμπεριέλαβε ούτε ένα έργο στη λίστα που έδωσε στον von Neumann: το ENIAC. Σίγουρα το γνώριζε: στη θέση του ως διευθυντή εφαρμοσμένων μαθηματικών, ήταν υπεύθυνος για την παρακολούθηση της προόδου όλων των υπολογιστικών έργων της χώρας. Ο Weaver και το NDRC σίγουρα μπορεί να είχαν αμφιβολίες για τη βιωσιμότητα και το χρονοδιάγραμμα της ENIAC, αλλά είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι δεν ανέφερε καν την ύπαρξή της.
Όποιος κι αν ήταν ο λόγος, το αποτέλεσμα ήταν ότι ο von Neumann έμαθε για την ENIAC μόνο μέσω μιας τυχαίας συνάντησης σε μια σιδηροδρομική πλατφόρμα. Αυτή η ιστορία διηγήθηκε από τον Herman Goldstein, έναν σύνδεσμο στο εργαστήριο δοκιμών του Moore School όπου κατασκευάστηκε το ENIAC. Ο Goldstein συνάντησε τον von Neumann στον σιδηροδρομικό σταθμό του Aberdeen τον Ιούνιο του 1944 - ο von Neumann έφευγε για μια από τις διαβουλεύσεις του, τις οποίες έκανε ως μέλος της επιστημονικής συμβουλευτικής επιτροπής στο Εργαστήριο Βαλλιστικής Έρευνας του Aberdeen. Ο Γκόλντσταϊν γνώριζε τη φήμη του φον Νόιμαν ως σπουδαίου ανθρώπου και άνοιξε μια συζήτηση μαζί του. Θέλοντας να κάνει εντύπωση, δεν θα μπορούσε να μην αναφέρει ένα νέο και ενδιαφέρον έργο που αναπτύσσεται στη Φιλαδέλφεια. Η προσέγγιση του Von Neumann άλλαξε αμέσως από αυτή ενός εφησυχαστικού συναδέλφου σε αυτή ενός σκληρού ελεγκτή και πείραξε τον Goldstein με ερωτήσεις σχετικά με τις λεπτομέρειες του νέου υπολογιστή. Βρήκε μια ενδιαφέρουσα νέα πηγή δυνητικής ισχύος υπολογιστή για το Λος Άλαμος.
Ο Von Neumann επισκέφτηκε για πρώτη φορά τον Presper Eckert, τον John Mauchly και άλλα μέλη της ομάδας ENIAC τον Σεπτέμβριο του 1944. Αμέσως ερωτεύτηκε το έργο και πρόσθεσε ένα άλλο στοιχείο στη μακρά λίστα των οργανώσεων που έπρεπε να συμβουλευτεί. Και οι δύο πλευρές επωφελήθηκαν από αυτό. Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς γιατί ο von Neumann προσελκύθηκε από τις δυνατότητες των ηλεκτρονικών υπολογιστών υψηλής ταχύτητας. Η ENIAC, ή μια παρόμοια μηχανή με αυτήν, είχε την ικανότητα να ξεπεράσει όλους τους υπολογιστικούς περιορισμούς που είχαν εμποδίσει την πρόοδο του Έργου Μανχάταν και πολλών άλλων υφιστάμενων ή πιθανών έργων (ωστόσο, ο νόμος του Say, που ισχύει ακόμα σήμερα, εξασφάλισε ότι η έλευση του οι υπολογιστικές ικανότητες θα δημιουργούσαν σύντομα ίση ζήτηση για αυτές). Για τη σχολή Moore, η ευλογία ενός τόσο αναγνωρισμένου ειδικού όπως ο von Neumann σήμαινε το τέλος του σκεπτικισμού απέναντί τους. Επιπλέον, δεδομένης της έντονης ευφυΐας και της εκτεταμένης εμπειρίας του σε όλη τη χώρα, το εύρος και το βάθος των γνώσεών του στον τομέα των αυτόματων υπολογιστών ήταν απαράμιλλο.
Έτσι ο von Neumann ενεπλάκη στο σχέδιο του Eckert και του Mauchly να δημιουργήσουν έναν διάδοχο της ENIAC. Μαζί με τον Herman Goldstein και έναν άλλο μαθηματικό της ENIAC, τον Arthur Burks, άρχισαν να σκιαγραφούν τις παραμέτρους για τη δεύτερη γενιά του ηλεκτρονικού υπολογιστή και ήταν οι ιδέες αυτής της ομάδας που ο von Neumann συνόψισε σε ένα «πρώτο σχέδιο» έκθεση. Το νέο μηχάνημα έπρεπε να είναι πιο ισχυρό, να έχει πιο ομαλές γραμμές και, το πιο σημαντικό, να ξεπεράσει το μεγαλύτερο εμπόδιο στη χρήση του ENIAC - τις πολλές ώρες εγκατάστασης για κάθε νέα εργασία, κατά τη διάρκεια των οποίων αυτός ο ισχυρός και εξαιρετικά ακριβός υπολογιστής απλώς έμεινε αδρανής. Οι σχεδιαστές της τελευταίας γενιάς ηλεκτρομηχανικών μηχανών, το Harvard Mark I και ο Υπολογιστής Bell Relay, το απέφυγαν εισάγοντας οδηγίες στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας χαρτοταινία με τρυπημένες οπές, έτσι ώστε ο χειριστής να μπορεί να προετοιμάσει το χαρτί ενώ το μηχάνημα εκτελούσε άλλες εργασίες. . Ωστόσο, μια τέτοια εισαγωγή δεδομένων θα αναιρούσε το πλεονέκτημα ταχύτητας των ηλεκτρονικών. Κανένα χαρτί δεν μπορούσε να παρέχει δεδομένα τόσο γρήγορα όσο θα μπορούσε να τα λάβει η ENIAC. (Το "Colossus" δούλευε με χαρτί χρησιμοποιώντας φωτοηλεκτρικούς αισθητήρες και καθεμία από τις πέντε υπολογιστικές του μονάδες απορρόφησε δεδομένα με ταχύτητα 5000 χαρακτήρων ανά δευτερόλεπτο, αλλά αυτό ήταν δυνατό μόνο χάρη στην ταχύτερη κύλιση της χαρτοταινίας. Πηγαίνοντας σε μια αυθαίρετη θέση στο η ταινία απαιτούσε καθυστέρηση 0,5. 5000 δευτερολέπτων για κάθε XNUMX γραμμές).
Η λύση στο πρόβλημα, που περιγράφεται στο "πρώτο προσχέδιο", ήταν να μετακινηθεί η αποθήκευση των οδηγιών από ένα "εξωτερικό μέσο εγγραφής" στη "μνήμη" - αυτή η λέξη χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε σχέση με την αποθήκευση δεδομένων υπολογιστή (von Neumann χρησιμοποίησε συγκεκριμένα αυτόν και άλλους βιολογικούς όρους στο έργο - τον ενδιέφερε πολύ η εργασία του εγκεφάλου και οι διεργασίες που συμβαίνουν στους νευρώνες). Αυτή η ιδέα ονομάστηκε αργότερα "αποθήκευση προγράμματος". Ωστόσο, αυτό οδήγησε αμέσως σε ένα άλλο πρόβλημα - το οποίο μάλιστα μπέρδεψε τον Atanasov - το υπερβολικό υψηλό κόστος των ηλεκτρονικών σωλήνων. Το «πρώτο σχέδιο» υπολόγιζε ότι ένας υπολογιστής ικανός να εκτελέσει ένα ευρύ φάσμα υπολογιστικών εργασιών θα απαιτούσε μια μνήμη 250 δυαδικών αριθμών για την αποθήκευση εντολών και προσωρινών δεδομένων. Η μνήμη σωλήνα αυτού του μεγέθους θα κόστιζε εκατομμύρια δολάρια και θα ήταν εντελώς αναξιόπιστη.
Μια λύση στο δίλημμα προτάθηκε από τον Eckert, ο οποίος εργάστηκε στην έρευνα ραντάρ στις αρχές της δεκαετίας του 1940 στο πλαίσιο σύμβασης μεταξύ του Moore School και του Rad Lab του MIT, του κεντρικού ερευνητικού κέντρου για την τεχνολογία ραντάρ στις Ηνωμένες Πολιτείες. Συγκεκριμένα, ο Eckert εργαζόταν σε ένα σύστημα ραντάρ που ονομάζεται «Moving Target Indicator» (MTI), το οποίο έλυνε το πρόβλημα της «εδάφους έκλαμψης»: οποιοσδήποτε θόρυβος στην οθόνη του ραντάρ που δημιουργείται από κτίρια, λόφους και άλλα σταθερά αντικείμενα που δυσκολεύει την ο χειριστής να απομονώσει σημαντικές πληροφορίες – μέγεθος, τοποθεσία και ταχύτητα του κινούμενου αεροσκάφους.
Η MTI έλυσε το πρόβλημα της έκρηξης χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται . Μετέτρεψε τους ηλεκτρικούς παλμούς του ραντάρ σε ηχητικά κύματα και στη συνέχεια έστειλε αυτά τα κύματα κάτω από έναν σωλήνα υδραργύρου, έτσι ώστε ο ήχος να φτάσει στο άλλο άκρο και να μετατραπεί ξανά σε ηλεκτρικό παλμό καθώς το ραντάρ επανεξέτασε το ίδιο σημείο στον ουρανό (γραμμές καθυστέρησης Για τη διάδοση Ο ήχος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί από άλλα μέσα: άλλα υγρά, στερεούς κρυστάλλους και ακόμη και αέρα. Οποιοδήποτε σήμα ερχόταν από το ραντάρ ταυτόχρονα με το σήμα πάνω από το σωλήνα θεωρήθηκε σήμα από ακίνητο αντικείμενο και αφαιρέθηκε.
Ο Eckert συνειδητοποίησε ότι οι παλμοί του ήχου στη γραμμή καθυστέρησης μπορούν να θεωρηθούν δυαδικοί αριθμοί - το 1 δείχνει την παρουσία ήχου, το 0 δείχνει την απουσία του. Ένας μεμονωμένος σωλήνας υδραργύρου μπορεί να περιέχει εκατοντάδες από αυτά τα ψηφία, καθένα από τα οποία διέρχεται από τη γραμμή αρκετές φορές κάθε χιλιοστό του δευτερολέπτου, που σημαίνει ότι ένας υπολογιστής θα πρέπει να περιμένει μερικές εκατοντάδες μικροδευτερόλεπτα για να αποκτήσει πρόσβαση στο ψηφίο. Σε αυτήν την περίπτωση, η πρόσβαση σε διαδοχικά ψηφία στο ακουστικό θα ήταν ταχύτερη, καθώς τα ψηφία χωρίζονταν μόνο με λίγα μικροδευτερόλεπτα.
Γραμμές καθυστέρησης υδραργύρου στον βρετανικό υπολογιστή EDSAC
Μετά την επίλυση σημαντικών προβλημάτων με το σχεδιασμό του υπολογιστή, ο von Neumann συγκέντρωσε τις ιδέες ολόκληρης της ομάδας σε ένα «πρώτο προσχέδιο» έκθεσης 101 σελίδων την άνοιξη του 1945 και τη διένειμε σε βασικά πρόσωπα του έργου EDVAC δεύτερης γενιάς. Πολύ σύντομα διείσδυσε σε άλλους κύκλους. Ο μαθηματικός Leslie Comrie, για παράδειγμα, πήρε ένα αντίγραφο στο σπίτι του στη Βρετανία αφού επισκέφθηκε το σχολείο του Moore το 1946 και το μοιράστηκε με συναδέλφους του. Η κυκλοφορία της έκθεσης εξόργισε τον Eckert και τον Mauchly για δύο λόγους: πρώτον, έδωσε μεγάλο μέρος της αναγνώρισης στον συγγραφέα του σχεδίου, von Neumann. Δεύτερον, όλες οι βασικές ιδέες που περιέχονται στο σύστημα δημοσιεύθηκαν στην πραγματικότητα από τη σκοπιά του γραφείου διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας, το οποίο παρενέβη στα σχέδιά τους να εμπορευματοποιήσουν τον ηλεκτρονικό υπολογιστή.
Η ίδια η βάση της δυσαρέσκειας του Eckert και του Mauchly προκάλεσε, με τη σειρά του, την αγανάκτηση των μαθηματικών: von Neumann, Goldstein και Burks. Κατά την άποψή τους, η έκθεση ήταν σημαντική νέα γνώση που έπρεπε να διαδοθεί όσο το δυνατόν ευρύτερα στο πνεύμα της επιστημονικής προόδου. Επιπλέον, ολόκληρη αυτή η επιχείρηση χρηματοδοτήθηκε από την κυβέρνηση, και επομένως σε βάρος των Αμερικανών φορολογουμένων. Τους απωθούσε η εμπορικότητα της προσπάθειας του Eckert και του Mauchly να βγάλει χρήματα από τον πόλεμο. Ο Von Neumann έγραψε: «Δεν θα δεχόμουν ποτέ μια θέση συμβούλου πανεπιστημίου, γνωρίζοντας ότι συμβούλευα έναν εμπορικό όμιλο».
Οι δρόμοι των φατριών χώρισαν το 1946: οι Eckert και Mauchly άνοιξαν τη δική τους εταιρεία με βάση μια φαινομενικά ασφαλέστερη πατέντα βασισμένη στην τεχνολογία ENIAC. Αρχικά ονόμασαν την εταιρεία τους Electronic Control Company, αλλά τον επόμενο χρόνο την μετονόμασαν σε Eckert-Mauchly Computer Corporation. Ο Von Neumann επέστρεψε στο IAS για να κατασκευάσει έναν υπολογιστή βασισμένο στο EDVAC, και μαζί του ο Goldstein και ο Burks. Για να αποτρέψουν την επανάληψη της κατάστασης Eckert και Mauchly, φρόντισαν να γίνει δημόσια ιδιοκτησία όλης της πνευματικής ιδιοκτησίας του νέου έργου.
Von Neumann μπροστά από τον υπολογιστή IAS, που κατασκευάστηκε το 1951.
Retreat αφιερωμένο στον Alan Turing
Μεταξύ των ανθρώπων που είδαν την έκθεση του EDVAC κυκλικά ήταν και ο Βρετανός μαθηματικός Άλαν Τούρινγκ. Ο Turing δεν ήταν από τους πρώτους επιστήμονες που δημιούργησαν ή φαντάστηκαν έναν αυτόματο υπολογιστή, ηλεκτρονικό ή άλλο, και ορισμένοι συγγραφείς έχουν υπερβάλει πολύ τον ρόλο του στην ιστορία των υπολογιστών. Ωστόσο, πρέπει να του δώσουμε τα εύσημα για το ότι ήταν το πρώτο άτομο που συνειδητοποίησε ότι οι υπολογιστές θα μπορούσαν να κάνουν περισσότερα από το να «υπολογίσουν» κάτι απλώς επεξεργάζοντας μεγάλες ακολουθίες αριθμών. Η βασική του ιδέα ήταν ότι οι πληροφορίες που επεξεργάζεται ο ανθρώπινος νους μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή αριθμών, έτσι κάθε νοητική διαδικασία μπορεί να μετατραπεί σε υπολογισμό.
Ο Άλαν Τούρινγκ το 1951
Στα τέλη του 1945, ο Turing δημοσίευσε τη δική του έκθεση, η οποία ανέφερε τον von Neumann, με τίτλο «Πρόταση για έναν Ηλεκτρονικό Υπολογιστή» και προοριζόταν για το Βρετανικό Εθνικό Φυσικό Εργαστήριο (NPL). Δεν εμβάθυνε τόσο βαθιά στις συγκεκριμένες λεπτομέρειες του σχεδιασμού του προτεινόμενου ηλεκτρονικού υπολογιστή. Το διάγραμμά του αντανακλούσε το μυαλό ενός λογικού. Δεν προοριζόταν να έχει ειδικό υλικό για λειτουργίες υψηλού επιπέδου, καθώς θα μπορούσαν να αποτελούνται από πρωτόγονες χαμηλού επιπέδου. θα ήταν μια άσχημη ανάπτυξη στην όμορφη συμμετρία του αυτοκινήτου. Ο Turing επίσης δεν διέθεσε καμία γραμμική μνήμη στο πρόγραμμα υπολογιστή - δεδομένα και εντολές θα μπορούσαν να συνυπάρχουν στη μνήμη αφού ήταν απλώς αριθμοί. Μια εντολή έγινε οδηγία μόνο όταν ερμηνεύτηκε ως τέτοια (η εργασία του Turing του 1936 "σχετικά με τους υπολογιστικούς αριθμούς" είχε ήδη εξερευνήσει τη σχέση μεταξύ στατικών δεδομένων και δυναμικών εντολών. Περιέγραψε αυτό που αργότερα ονομάστηκε "μηχανή Turing" και έδειξε πώς θα μπορούσε να μετατραπεί σε αριθμό και να τροφοδοτηθεί ως είσοδος σε μια καθολική μηχανή Turing ικανή να ερμηνεύει και να εκτελεί οποιαδήποτε άλλη μηχανή Turing). Επειδή ο Τούρινγκ γνώριζε ότι οι αριθμοί μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν οποιαδήποτε μορφή καθαρά καθορισμένης πληροφορίας, συμπεριέλαβε στη λίστα των προβλημάτων που έπρεπε να λυθούν σε αυτόν τον υπολογιστή όχι μόνο την κατασκευή τραπεζιών πυροβολικού και τη λύση συστημάτων γραμμικών εξισώσεων, αλλά και τη λύση γρίφων και παζλ και σκακιστικές σπουδές.
Ο Automatic Turing Engine (ACE) δεν κατασκευάστηκε ποτέ στην αρχική του μορφή. Ήταν πολύ αργό και έπρεπε να ανταγωνιστεί με πιο πρόθυμα βρετανικά έργα υπολογιστών για τα καλύτερα ταλέντα. Το έργο σταμάτησε για αρκετά χρόνια και στη συνέχεια ο Turing έχασε το ενδιαφέρον του για αυτό. Το 1950, η NPL κατασκεύασε το Pilot ACE, ένα μικρότερο μηχάνημα με ελαφρώς διαφορετικό σχεδιασμό, και πολλά άλλα σχέδια υπολογιστών εμπνεύστηκαν από την αρχιτεκτονική ACE στις αρχές της δεκαετίας του 1950. Όμως απέτυχε να επεκτείνει την επιρροή της και γρήγορα ξεθώριασε στη λήθη.
Όλα αυτά όμως δεν μειώνουν τα πλεονεκτήματα του Τούρινγκ, απλώς βοηθούν να τον τοποθετήσουμε στο σωστό πλαίσιο. Η σημασία της επιρροής του στην ιστορία των υπολογιστών δεν βασίζεται στα σχέδια υπολογιστών της δεκαετίας του 1950, αλλά στη θεωρητική βάση που παρείχε για την επιστήμη των υπολογιστών που εμφανίστηκε τη δεκαετία του 1960. Τα πρώτα έργα του για τη μαθηματική λογική, τα οποία διερεύνησαν τα όρια του υπολογίσιμου και του μη υπολογίσιμου, έγιναν θεμελιώδη κείμενα του νέου κλάδου.
Αργή επανάσταση
Καθώς διαδόθηκαν τα νέα της ENIAC και της αναφοράς του EDVAC, το σχολείο του Μουρ έγινε τόπος προσκυνήματος. Πολλοί επισκέπτες έρχονταν για να μάθουν στα πόδια των δασκάλων, ειδικά από τις ΗΠΑ και τη Βρετανία. Για τον εξορθολογισμό της ροής των αιτούντων, ο κοσμήτορας του σχολείου το 1946 έπρεπε να οργανώσει ένα θερινό σχολείο σε αυτόματες υπολογιστικές μηχανές, που εργαζόταν κατόπιν πρόσκλησης. Οι διαλέξεις δόθηκαν από προσωπικότητες όπως οι Eckert, Mauchly, von Neumann, Burks, Goldstein και Howard Aiken (δημιουργός του ηλεκτρομηχανικού υπολογιστή Harvard Mark I).
Τώρα σχεδόν όλοι ήθελαν να κατασκευάσουν μηχανές σύμφωνα με τις οδηγίες της αναφοράς EDVAC (ειρωνικά, το πρώτο μηχάνημα που έτρεξε ένα πρόγραμμα αποθηκευμένο στη μνήμη ήταν το ίδιο το ENIAC, το οποίο το 1948 μετατράπηκε σε χρήση εντολών που ήταν αποθηκευμένες στη μνήμη. Μόνο τότε άρχισε να εργάζεται με επιτυχία στο νέο της σπίτι, το Aberdeen Proving Ground). Ακόμη και τα ονόματα των νέων σχεδίων υπολογιστών που δημιουργήθηκαν στις δεκαετίες του 1940 και του 50 επηρεάστηκαν από την ENIAC και την EDVAC. Ακόμα κι αν δεν λάβετε υπόψη το UNIVAC και το BINAC (που δημιουργήθηκε στη νέα εταιρεία των Eckert και Mauchly) και την ίδια την EDVAC (τελείωσε στη Σχολή Moore αφού την εγκατέλειψαν οι ιδρυτές της), εξακολουθούν να υπάρχουν οι AVIDAC, CSIRAC, EDSAC, FLAC, ILLIAC, JOHNNIAC, ORDVAC , SEAC, SILLIAC, SWAC και WEIZAC. Πολλοί από αυτούς αντέγραψαν απευθείας το ελεύθερα δημοσιευμένο σχέδιο IAS (με μικρές αλλαγές), εκμεταλλευόμενοι την πολιτική διαφάνειας του von Neumann σχετικά με την πνευματική ιδιοκτησία.
Ωστόσο, η ηλεκτρονική επανάσταση αναπτύχθηκε σταδιακά, αλλάζοντας την υπάρχουσα τάξη βήμα προς βήμα. Η πρώτη μηχανή τύπου EDVAC εμφανίστηκε μόλις το 1948 και ήταν απλώς ένα μικρό έργο απόδειξης της ιδέας, ένα «μωρό» του Μάντσεστερ που σχεδιάστηκε για να αποδείξει τη βιωσιμότητα της μνήμης σε (οι περισσότεροι υπολογιστές άλλαξαν από σωλήνες υδραργύρου σε έναν άλλο τύπο μνήμης, ο οποίος επίσης οφείλει την προέλευσή του στην τεχνολογία ραντάρ. Μόνο αντί για σωλήνες, χρησιμοποιούσε οθόνη CRT. Ο Βρετανός μηχανικός Frederick Williams ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε πώς να λύσει το πρόβλημα με σταθερότητα αυτής της μνήμης, ως αποτέλεσμα της οποίας οι δίσκοι έλαβαν το όνομά του). Το 1949, δημιουργήθηκαν τέσσερις ακόμη μηχανές: η πλήρους μεγέθους Manchester Mark I, η EDSAC στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, η CSIRAC στο Σίδνεϊ (Αυστραλία) και η αμερικανική BINAC - αν και η τελευταία δεν τέθηκε ποτέ σε λειτουργία. Μικρό αλλά σταθερό συνεχίστηκε για τα επόμενα πέντε χρόνια.
Ορισμένοι συγγραφείς έχουν περιγράψει το ENIAC σαν να είχε τραβήξει μια κουρτίνα στο παρελθόν και μας έφερε αμέσως στην εποχή των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Εξαιτίας αυτού, τα πραγματικά στοιχεία παραμορφώθηκαν σε μεγάλο βαθμό. «Η έλευση του πλήρως ηλεκτρονικού ENIAC κατέστησε σχεδόν αμέσως το Mark I ξεπερασμένο (αν και συνέχισε να λειτουργεί με επιτυχία για δεκαπέντε χρόνια μετά),» έγραψε η Katherine Davis Fishman, The Computer Establishment (1982). Αυτή η δήλωση είναι τόσο προφανώς αντιφατική που θα πίστευε κανείς ότι το αριστερό χέρι της δεσποινίδας Φίσμαν δεν ήξερε τι έκανε το δεξί της χέρι. Μπορείτε φυσικά να το αποδώσετε σε σημειώσεις ενός απλού δημοσιογράφου. Ωστόσο, βρίσκουμε μερικούς πραγματικούς ιστορικούς να επιλέγουν για άλλη μια φορά τον Mark I ως μαστιγωτό αγόρι τους, γράφοντας: «Το Harvard Mark I όχι μόνο ήταν ένα τεχνικό αδιέξοδο, αλλά δεν έκανε τίποτα πολύ χρήσιμο κατά τη διάρκεια των δεκαπέντε χρόνων λειτουργίας του. Χρησιμοποιήθηκε σε πολλά έργα του Πολεμικού Ναυτικού και εκεί το μηχάνημα αποδείχτηκε αρκετά χρήσιμο για το Ναυτικό ώστε να παραγγείλει περισσότερες υπολογιστικές μηχανές για το Aiken Lab." [Aspray and Campbell-Kelly]. Και πάλι, μια σαφής αντίφαση.
Στην πραγματικότητα, οι υπολογιστές αναμετάδοσης είχαν τα πλεονεκτήματά τους και συνέχισαν να εργάζονται μαζί με τα ηλεκτρονικά ξαδέρφια τους. Αρκετοί νέοι ηλεκτρομηχανικοί υπολογιστές δημιουργήθηκαν μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, ακόμη και στις αρχές της δεκαετίας του 1950 στην Ιαπωνία. Οι μηχανές ρελέ ήταν πιο εύκολο να σχεδιαστούν, να κατασκευαστούν και να συντηρηθούν και δεν απαιτούσαν τόση ηλεκτρική ενέργεια και κλιματισμό (για να διαχέεται η τεράστια ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται από χιλιάδες σωλήνες κενού). Η ENIAC χρησιμοποίησε 150 kW ηλεκτρικής ενέργειας, 20 εκ των οποίων χρησιμοποιήθηκαν για την ψύξη της.
Ο αμερικανικός στρατός συνέχισε να είναι ο κύριος καταναλωτής της υπολογιστικής ισχύος και δεν παραμέλησε τα «ξεπερασμένα» ηλεκτρομηχανικά μοντέλα. Στα τέλη της δεκαετίας του 1940, ο Στρατός είχε τέσσερις υπολογιστές ρελέ και το Ναυτικό πέντε. Το Εργαστήριο Βαλλιστικής Έρευνας στο Aberdeen είχε τη μεγαλύτερη συγκέντρωση υπολογιστικής ισχύος στον κόσμο, με ENIAC, αριθμομηχανές ρελέ από την Bell και την IBM και έναν παλιό διαφορικό αναλυτή. Στην έκθεση του Σεπτεμβρίου 1949, δόθηκε σε καθένα η θέση του: Η ENIAC λειτούργησε καλύτερα με μακροσκελείς, απλούς υπολογισμούς. Η αριθμομηχανή Bell's Model V ήταν καλύτερη στην επεξεργασία πολύπλοκων υπολογισμών χάρη στην ουσιαστικά απεριόριστη διάρκεια της ταινίας εντολών και τις δυνατότητές της κινητής υποδιαστολής, και η IBM μπορούσε να επεξεργάζεται πολύ μεγάλες ποσότητες πληροφοριών που ήταν αποθηκευμένες σε διάτρητες κάρτες. Εν τω μεταξύ, ορισμένες λειτουργίες, όπως η λήψη ριζών κύβου, ήταν ακόμα πιο εύκολο να γίνουν χειροκίνητα (χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό υπολογιστικών φύλλων και αριθμομηχανών επιφάνειας εργασίας) και εξοικονομούσαν χρόνο μηχανής.
Ο καλύτερος δείκτης για το τέλος της επανάστασης των ηλεκτρονικών υπολογιστών δεν θα ήταν το 1945, όταν γεννήθηκε η ENIAC, αλλά το 1954, όταν εμφανίστηκαν οι υπολογιστές IBM 650 και 704 Αυτοί δεν ήταν οι πρώτοι εμπορικοί ηλεκτρονικοί υπολογιστές, αλλά ήταν οι πρώτοι που κατασκευάστηκαν οι εκατοντάδες, και καθόρισε την κυριαρχία της IBM στη βιομηχανία των υπολογιστών, που διήρκεσε τριάντα χρόνια. Στην ορολογία , οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές δεν ήταν πια η παράξενη ανωμαλία της δεκαετίας του 1940, που υπήρχε μόνο στα όνειρα των απόκληρων όπως ο Atanasov και ο Mauchly. έχουν γίνει κανονική επιστήμη.
Ένας από τους πολλούς υπολογιστές IBM 650 — σε αυτήν την περίπτωση, ένα παράδειγμα του Πανεπιστημίου Texas A&M. Η μνήμη μαγνητικού τυμπάνου (κάτω) το έκανε σχετικά αργό, αλλά και σχετικά φθηνό.
Φεύγοντας από τη φωλιά
Στα μέσα της δεκαετίας του 1950, το κύκλωμα και ο σχεδιασμός του ψηφιακού υπολογιστικού εξοπλισμού είχαν αποσυνδεθεί από τις ρίζες του στους αναλογικούς διακόπτες και τους ενισχυτές. Τα σχέδια υπολογιστών της δεκαετίας του 1930 και των αρχών του 40 βασίζονταν σε μεγάλο βαθμό σε ιδέες από εργαστήρια φυσικής και ραντάρ, και ιδιαίτερα σε ιδέες από μηχανικούς τηλεπικοινωνιών και ερευνητικά τμήματα. Τώρα οι υπολογιστές είχαν οργανώσει το δικό τους πεδίο, και οι ειδικοί στον τομέα ανέπτυξαν τις δικές τους ιδέες, λεξιλόγιο και εργαλεία για να λύσουν τα δικά τους προβλήματα.
Ο υπολογιστής εμφανίστηκε με τη σύγχρονη έννοια του, άρα και η δική μας φτάνει στο τέλος του. Ωστόσο, ο κόσμος των τηλεπικοινωνιών είχε άλλον έναν ενδιαφέροντα άσο στο μανίκι του. Ο σωλήνας κενού ξεπέρασε το ρελέ επειδή δεν είχε κινούμενα μέρη. Και το τελευταίο ρελέ στην ιστορία μας είχε το πλεονέκτημα της παντελούς απουσίας εσωτερικών εξαρτημάτων. Το αβλαβές κομμάτι ύλης με μερικά καλώδια να προεξέχουν έχει εμφανιστεί χάρη σε έναν νέο κλάδο ηλεκτρονικών που είναι γνωστός ως «στερεής κατάστασης».
Αν και οι σωλήνες κενού ήταν γρήγοροι, εξακολουθούσαν να είναι ακριβοί, μεγάλοι, ζεστοί και όχι ιδιαίτερα αξιόπιστοι. Ήταν αδύνατο να φτιάξω, ας πούμε, ένα φορητό υπολογιστή με αυτά. Ο Von Neumann έγραψε το 1948 ότι «είναι απίθανο να μπορέσουμε να υπερβούμε τον αριθμό των διακοπτών των 10 (ή ίσως αρκετές δεκάδες χιλιάδες) εφόσον είμαστε αναγκασμένοι να εφαρμόσουμε την τρέχουσα τεχνολογία και τη φιλοσοφία). Το ρελέ στερεάς κατάστασης έδωσε στους υπολογιστές τη δυνατότητα να πιέζουν αυτά τα όρια ξανά και ξανά, σπάζοντας τα επανειλημμένα. χρησιμοποιούνται σε μικρές επιχειρήσεις, σχολεία, σπίτια, οικιακές συσκευές και χωράνε σε τσέπες. να δημιουργήσουμε μια μαγική ψηφιακή χώρα που διαποτίζει την ύπαρξή μας σήμερα. Και για να βρούμε την προέλευσή του, πρέπει να γυρίσουμε το ρολόι πριν από πενήντα χρόνια και να επιστρέψουμε στις ενδιαφέρουσες πρώτες μέρες της ασύρματης τεχνολογίας.
Τι άλλο να διαβάσετε:
- David Anderson, «Was the Manchester Baby Concepted at Bletchley Park;», British Computer Society (4 Ιουνίου 2004)
- William Aspray, John von Neumann and the Origins of Modern Computing (1990)
- Martin Campbell-Kelly και William Aspray, Computer: A History of the Information Machine (1996)
- Thomas Haigh, et. al., Eniac in Action (2016)
- John von Neumann, «Πρώτο σχέδιο έκθεσης για το EDVAC» (1945)
- Άλαν Τούρινγκ, «Προτεινόμενος Ηλεκτρονικός Υπολογιστής» (1945)
Πηγή: www.habr.com
