Các bài viết khác trong sê-ri:
- Lịch sử của rơle
- Lịch sử máy tính điện tử
- Lịch sử của bóng bán dẫn
- lịch sử Internet
Dự án thứ hai để tạo ra một máy tính điện tử, xuất hiện do chiến tranh, giống như "Colossus", đòi hỏi rất nhiều khối óc và bàn tay để thực hiện thành công. Nhưng, giống như Colossus, nó sẽ không bao giờ ra đời nếu một người không bị ám ảnh bởi thiết bị điện tử. Trong trường hợp này, tên của anh ấy là .
Câu chuyện của Mauchly đan xen một cách bí ẩn và đáng ngờ với câu chuyện của John Atanasoff. Như bạn còn nhớ, chúng tôi rời Atanasov và trợ lý của ông ta là Claude Berry vào năm 1942. Họ ngừng làm việc trên máy tính điện tử và chuyển sang các dự án quân sự khác. Mouchly có nhiều điểm chung với Atanasov: cả hai đều là giáo sư vật lý tại các viện ít tiếng tăm, ít có uy tín hoặc quyền hạn trong cộng đồng học thuật rộng lớn hơn. Mauchly mòn mỏi trong sự cô lập với tư cách là một giáo viên tại trường Cao đẳng Ursinus nhỏ bé ở ngoại ô Philadelphia, nơi thậm chí không có uy tín khiêm tốn bằng bang Iowa, nơi Atanasoff làm việc. Không ai trong số họ làm bất cứ điều gì để thu hút sự chú ý của các đồng nghiệp ưu tú hơn của họ tại Đại học Chicago chẳng hạn. Tuy nhiên, cả hai đều được thực hiện bởi một ý tưởng lập dị: xây dựng một máy tính từ các linh kiện điện tử, những bộ phận giống như radio và bộ khuếch đại điện thoại được tạo ra.
John Mauchly
dự đoán thời tiết
Trong một thời gian, hai người đàn ông này đã thiết lập một mối liên hệ nhất định. Họ gặp nhau vào cuối những năm 1940 tại hội nghị Hiệp hội Khoa học Tiến bộ Hoa Kỳ (AAAS) ở Philadelphia. Tại đó, Mouchli đã thuyết trình về nghiên cứu của mình về các dạng chu kỳ trong dữ liệu thời tiết bằng cách sử dụng máy phân tích sóng hài điện tử do chính ông phát triển. Đó là một máy tính tương tự (nghĩa là biểu thị các giá trị không phải ở dạng kỹ thuật số mà ở dạng đại lượng vật lý, trong trường hợp này là dòng điện - dòng điện càng nhiều, giá trị càng lớn), hoạt động tương tự như thiết bị dự báo thủy triều cơ học được phát triển bởi William Thomson (sau này trở thành Lord Kelvin) vào những năm 1870.
Atanasoff, người đang ngồi trong hội trường, biết rằng mình đã tìm thấy một người đồng đội trong chuyến hành trình đơn độc đến xứ sở của máy tính điện tử, và ngay lập tức đã tiếp cận Mouchli sau báo cáo của anh ta để kể cho anh ta nghe về chiếc máy mà anh ta đã chế tạo ở Ames. Nhưng để hiểu làm thế nào mà Mauchly thậm chí còn có mặt trên sân khấu với bài thuyết trình về máy tính thời tiết điện tử, bạn cần quay trở lại cội nguồn của ông ấy.
Mouchli sinh năm 1907 với nhà vật lý Sebastian Mouchli. Giống như nhiều người cùng thời, khi còn là một cậu bé, ông bắt đầu quan tâm đến đài phát thanh và ống chân không, đồng thời do dự giữa sự nghiệp kỹ thuật điện tử và vật lý trước khi quyết định tập trung vào ngành khí tượng học tại Đại học Johns Hopkins. Thật không may, sau khi tốt nghiệp, anh ấy rơi thẳng vào vòng xoáy của cuộc Đại khủng hoảng, và rất biết ơn vì đã nhận được một công việc tại Ursinus vào năm 1934 với tư cách là thành viên duy nhất của khoa vật lý.
Cao đẳng Ursinus năm 1930
Ở Ursinus, anh bắt tay vào một dự án mơ ước - khám phá các chu kỳ ẩn giấu của cỗ máy tự nhiên toàn cầu và học cách dự đoán thời tiết không phải trong vài ngày mà là trong nhiều tháng và nhiều năm tới. Ông tin rằng Mặt trời chi phối các kiểu thời tiết kéo dài trong vài năm, liên quan đến hoạt động của Mặt trời và các vết đen trên Mặt trời. Anh ấy muốn trích xuất những mẫu này từ lượng dữ liệu khổng lồ do Cục Khí tượng Hoa Kỳ tích lũy với sự giúp đỡ của các sinh viên và một bộ máy tính để bàn được mua bằng đồng xu từ các ngân hàng phá sản.
Rõ ràng là có quá nhiều dữ liệu. Máy móc không thể tính toán đủ nhanh và lỗi của con người bắt đầu xuất hiện khi các kết quả trung gian của máy liên tục được sao chép lên giấy. Mauchly bắt đầu nghĩ ra một cách khác. Ông biết về máy đếm ống chân không do Charles Wynn-Williams tiên phong, mà các nhà vật lý đồng nghiệp của ông đã sử dụng để đếm các hạt hạ nguyên tử. Cho rằng các thiết bị điện tử rõ ràng có thể ghi và tích lũy các con số, Mouchly tự hỏi tại sao chúng không thể thực hiện các phép tính phức tạp hơn. Trong vài năm, khi rảnh rỗi, anh ấy chơi với các linh kiện điện tử: công tắc, bộ đếm, máy mật mã thay thế sử dụng hỗn hợp các thành phần điện tử và cơ khí, và máy phân tích sóng hài mà anh ấy đã sử dụng cho dự án dự báo thời tiết trích xuất dữ liệu tương tự hàng tuần. -Các dạng dao động lượng mưa kéo dài. . Chính khám phá này đã đưa Mouchli đến với AAAS vào năm 1940, và sau đó là Atanasoff đến với Mouchli.
Chuyến thăm
Sự kiện quan trọng trong mối quan hệ giữa Mouchly và Atanasoff xảy ra sáu tháng sau đó, vào đầu mùa hè năm 1941. Tại Philadelphia, Atanasoff nói với Mouchly về chiếc máy tính điện tử mà ông đã chế tạo ở Iowa, và đề cập đến việc nó có giá rẻ như thế nào. Trong thư từ tiếp theo của họ, anh ấy tiếp tục đưa ra những ám chỉ hấp dẫn về cách anh ấy chế tạo máy tính của mình, chỉ tốn không quá 2 đô la mỗi bit. Mauchly bắt đầu thích thú và khá bất ngờ trước thành tích này. Vào thời điểm đó, anh ấy đã có kế hoạch nghiêm túc để chế tạo một máy tính điện tử, nhưng nếu không có sự hỗ trợ của trường đại học, anh ấy sẽ phải tự bỏ tiền túi ra mua tất cả các thiết bị. Một đèn thường có giá 4 đô la và cần tối thiểu hai đèn để lưu trữ một chữ số nhị phân. Anh nghĩ, làm thế nào mà Atanasov có thể tiết kiệm tiền tốt như vậy?
Sau sáu tháng, cuối cùng anh cũng có thời gian đi du lịch về phía tây để thỏa mãn trí tò mò của mình. Sau một nghìn rưỡi km trên ô tô, vào tháng 1941 năm XNUMX, Mauchly và con trai đến thăm Atanasov ở Ames. Mauchli sau đó nói rằng anh ấy đã thất vọng. Bộ lưu trữ dữ liệu rẻ tiền của Atanasoff hoàn toàn không phải là điện tử, mà được giữ bằng điện tích tĩnh điện trên một trống cơ học. Vì điều này và các bộ phận cơ khí khác, như chúng ta đã thấy, anh ta không thể thực hiện các phép tính ở tốc độ thậm chí gần với tốc độ mà Mauchly mơ ước. Sau đó, ông gọi nó là "một sở trường cơ khí sử dụng một số ống chân không". Tuy nhiên, ngay sau chuyến thăm, ông đã viết một lá thư ca ngợi cỗ máy của Atanasov, trong đó ông viết rằng nó "về bản chất là điện tử và giải được chỉ trong vài phút bất kỳ hệ phương trình tuyến tính nào bao gồm không quá ba mươi biến số." Ông lập luận rằng nó có thể nhanh hơn và rẻ hơn máy móc bụi rậm.
Ba mươi năm sau, mối quan hệ của Mouchly và Atanasoff trở thành mấu chốt trong vụ kiện Honeywell kiện Sperry Rand, kết quả là đơn xin cấp bằng sáng chế cho máy tính điện tử do Mouchly tạo ra đã bị hủy bỏ. Không nói bất cứ điều gì về giá trị của bản thân bằng sáng chế, mặc dù thực tế rằng Atanasoff là một kỹ sư giàu kinh nghiệm hơn, và đưa ra quan điểm lạc hậu đáng ngờ của Mauchly về máy tính của Atanasoff, không có lý do gì để nghi ngờ rằng Mauchly đã học hoặc sao chép bất cứ điều gì quan trọng từ công việc của Atanasoff. Nhưng quan trọng hơn, mạch ENIAC không liên quan gì đến máy tính Atanasoff-Berry. Điều tốt nhất có thể nói là Atanasoff đã khích lệ niềm tin của Mauchly bằng cách chứng minh khả năng một máy tính điện tử có thể hoạt động.
Trường Moore và Aberdeen
Và tại thời điểm này, Mauchly thấy mình ở chính nơi mà anh ấy đã bắt đầu. Không có trò ảo thuật nào để lưu trữ điện tử rẻ tiền, và trong thời gian ở lại Ursinus, anh không có cách nào để biến giấc mơ điện tử thành hiện thực. Và rồi anh gặp may. Cùng mùa hè năm 1941 đó, ông tham gia khóa học hè về điện tử tại Trường Kỹ thuật Moore thuộc Đại học Pennsylvania. Vào thời điểm đó, Pháp đã bị chiếm đóng, Anh đang bị bao vây, tàu ngầm cày nát Đại Tây Dương và quan hệ của Mỹ với nước bành trướng hiếu chiến Nhật Bản đang xấu đi nhanh chóng [và Đức Quốc xã đã tấn công Liên Xô / khoảng. dịch.]. Bất chấp tâm lý biệt lập trong dân chúng, sự can thiệp của Mỹ dường như là có thể, và có lẽ là không thể tránh khỏi, đối với các nhóm ưu tú từ những nơi như Đại học Pennsylvania. Trường Moore cung cấp một khóa bồi dưỡng cho các kỹ sư và nhà khoa học để tăng tốc độ chuẩn bị cho công việc quân sự có thể xảy ra, đặc biệt là về chủ đề công nghệ radar (radar có các tính năng tương tự như máy tính điện tử: nó sử dụng các ống chân không để tạo và đếm số tần số cao). xung và khoảng thời gian giữa chúng; tuy nhiên, Mouchli sau đó phủ nhận rằng có bất kỳ ảnh hưởng nghiêm trọng nào của radar đối với sự phát triển của ENIAC).
Trường kỹ thuật Moore
Khóa học có hai hệ quả chính đối với Mouchly: thứ nhất, nó kết nối anh với John Presper Eckert, biệt danh là Pres, xuất thân từ một gia đình trùm bất động sản ở địa phương, và một phù thủy điện tử trẻ tuổi, người dành cả ngày trong phòng thí nghiệm của một nhà tiên phong về truyền hình. . Eckert sau đó đã chia sẻ bằng sáng chế (sau đó sẽ bị vô hiệu hóa) cho ENIAC với Mauchly. Thứ hai, nó đảm bảo cho Mouchly một suất học tại Trường Moore, chấm dứt sự cô lập học thuật lâu dài của anh trong vùng đầm lầy của Đại học Ursinus. Rõ ràng, điều này không phải do bất kỳ công lao đặc biệt nào của Mouchly, mà đơn giản là vì trường đang rất cần người thay thế các nhà khoa học đã đi làm theo lệnh của quân đội.
Nhưng đến năm 1942, phần lớn trường Moore đã tự mình thực hiện một dự án quân sự: tính toán quỹ đạo đạn đạo thông qua công việc cơ khí và thủ công. Dự án này phát triển một cách hữu cơ từ mối liên hệ hiện có giữa trường học và Aberdeen Proving Ground, nằm xa hơn 130 km dọc theo bờ biển, ở Maryland.
Trường bắn được thành lập trong Thế chiến thứ nhất để thử nghiệm pháo binh, thay thế cho trường bắn trước đó tại Sandy Hook, New Jersey. Ngoài việc bắn trực tiếp, nhiệm vụ của anh ta là đếm các bàn bắn được sử dụng bởi pháo binh trong trận chiến. Sức cản của không khí khiến cho việc tính toán vị trí một viên đạn sẽ hạ cánh bằng cách giải một phương trình bậc hai là điều không thể. Tuy nhiên, độ chính xác cao là cực kỳ quan trọng đối với hỏa lực pháo binh, vì đó là những phát súng đầu tiên dẫn đến thất bại nặng nề nhất của quân địch - sau chúng, quân địch nhanh chóng biến mất dưới lòng đất.
Để đạt được độ chính xác này, các quân đội hiện đại đã biên soạn các bảng chi tiết cho người bắn biết đường đạn của họ sẽ hạ cánh bao xa sau khi được bắn ở một góc nhất định. Các trình biên dịch đã sử dụng vận tốc ban đầu và vị trí của viên đạn để tính toán vị trí và vận tốc của nó sau một khoảng thời gian ngắn, sau đó lặp lại các phép tính tương tự cho khoảng thời gian tiếp theo, v.v., hàng trăm và hàng nghìn lần. Đối với mỗi tổ hợp súng và đạn, các tính toán như vậy phải được thực hiện cho tất cả các góc bắn có thể có, có tính đến các điều kiện khí quyển khác nhau. Tải đếm lớn đến mức ở Aberdeen, họ đã hoàn thành việc tính toán tất cả các bảng, bắt đầu vào cuối Thế chiến thứ nhất, chỉ đến năm 1936.
Rõ ràng, Aberdeen cần một giải pháp tốt hơn. Năm 1933, ông ký một thỏa thuận với Trường Moore: quân đội sẽ trả tiền cho việc xây dựng hai máy phân tích vi phân, máy tính tương tự, được tạo ra theo sơ đồ của MIT dưới sự chỉ đạo của . Một bản sẽ được gửi đến Aberdeen, và bản còn lại sẽ thuộc quyền sử dụng của Trường Moore và được sử dụng theo quyết định của chức danh giáo sư. Máy phân tích có thể xây dựng một quỹ đạo trong mười lăm phút mà một người sẽ mất vài ngày để tính toán, mặc dù độ chính xác của các tính toán trên máy tính thấp hơn một chút.
Trình diễn lựu pháo tại Aberdeen, c. 1942
Tuy nhiên, vào năm 1940, đơn vị nghiên cứu, hiện được gọi là Phòng thí nghiệm nghiên cứu đạn đạo (BRL), đã yêu cầu chiếc máy của họ, vốn ở trường của Moore, và bắt đầu tính toán các bảng pháo binh cho cuộc chiến sắp xảy ra. Nhóm đếm của trường cũng được điều đến để hỗ trợ máy với sự hỗ trợ của con người. Đến năm 1942, 100 nữ nhân viên tính toán tại trường đã làm việc sáu ngày một tuần, nghiền ngẫm các phép tính cho chiến tranh - trong số đó có vợ của Mouchley, Mary, người làm việc trên bàn bắn của Aberdeen. Mauchly được bổ nhiệm làm người đứng đầu một nhóm máy tính khác chuyên nghiên cứu tính toán cho ăng-ten radar.
Từ ngày đến trường Moore, Mouchly đã quảng bá ý tưởng máy tính điện tử của mình trong toàn khoa. Anh ấy đã có sự hỗ trợ đáng kể dưới hình thức Presper Eckert và , giảng viên cao cấp. Mauchly cung cấp ý tưởng, Eckert cung cấp phương pháp kỹ thuật, Brainerd cung cấp độ tin cậy và tính hợp pháp. Vào mùa xuân năm 1943, bộ ba quyết định rằng đã đến lúc công khai ý tưởng đã bị trì hoãn từ lâu của Mouchli với các quan chức quân đội. Nhưng những bí ẩn về khí hậu, mà anh ấy đã cố gắng giải quyết từ lâu, phải chờ đợi. Máy tính mới được cho là phục vụ nhu cầu của chủ sở hữu mới: theo dõi không phải các hình sin vĩnh cửu của các chu kỳ nhiệt độ toàn cầu, mà là quỹ đạo đạn đạo của đạn pháo.
ENIAC
Vào tháng 1943 năm XNUMX, Mauchly, Eckert và Brainerd đã soạn thảo Báo cáo về Máy phân tích vi sai điện tử. Điều này đã thu hút một đồng minh khác vào hàng ngũ của họ, , nhà toán học và sĩ quan quân đội từng là trung gian giữa Aberdeen và Trường Moore. Với sự giúp đỡ của Goldstein, nhóm đã trình bày ý tưởng này với một ủy ban tại BRL và nhận được một khoản trợ cấp quân sự, với Brainerd là giám đốc khoa học của dự án. Họ phải hoàn thành chiếc máy trước tháng 1944 năm 150 với kinh phí 000 USD. Nhóm gọi dự án là ENIAC: Electronic Numerical Integrator, Analyzer and Computer (Bộ tích hợp số điện tử và máy tính).
Trái sang phải: Julian Bigelow, Herman Goldstein, Robert Oppenheimer, John von Neumann. Ảnh chụp tại Viện nghiên cứu cao cấp Princeton sau chiến tranh, với một mẫu máy tính sau này.
Như trong trường hợp của Colossus ở Anh, các cơ quan kỹ thuật có uy tín ở Hoa Kỳ, chẳng hạn như Ủy ban Nghiên cứu Quốc phòng Quốc gia (NDRC), đã hoài nghi về dự án ENIAC. Trường Moore không có danh tiếng là một tổ chức giáo dục ưu tú, nhưng nó đã đề nghị tạo ra một điều gì đó chưa từng có. Ngay cả những gã khổng lồ công nghiệp như RCA cũng phải vật lộn để tạo ra các mạch đếm điện tử tương đối đơn giản, chứ đừng nói đến một máy tính điện tử có thể tùy chỉnh. George Stibitz, kiến trúc sư máy tính chuyển tiếp tại Bell Labs, khi đó đang làm việc trong dự án NDRC, nghĩ rằng ENIAC sẽ mất quá nhiều thời gian để trở nên hữu dụng trong chiến tranh.
Trong việc này, anh ấy đã đúng. Việc tạo ra ENIAC sẽ mất gấp đôi thời gian và gấp ba lần số tiền so với kế hoạch ban đầu. Nó làm cạn kiệt phần lớn nguồn nhân lực của trường Moore. Chỉ riêng quá trình phát triển đã yêu cầu sự tham gia của bảy người nữa, ngoài nhóm ban đầu gồm Mouchli, Eckert và Brainerd. Giống như Colossus, ENIAC đã mang đến một loạt máy tính của con người để giúp thiết lập sự thay thế điện tử của chúng. Trong số đó có vợ của Herman Goldstein, Adele, và Jean Jennings (sau này là Bartik), người sau này có công việc quan trọng trong việc phát triển máy tính. Các chữ cái NI trong tên của ENIAC gợi ý rằng trường Moore đã cung cấp cho quân đội một phiên bản điện tử, kỹ thuật số của một máy phân tích vi phân sẽ giải các tích phân đường nhanh hơn và chính xác hơn so với phiên bản cơ học tương tự của nó. Nhưng kết quả là, họ đã nhận được một cái gì đó nhiều hơn nữa.
Một số ý tưởng thiết kế có thể được vay mượn từ đề xuất năm 1940 của Irven Travis. Chính Travis là người đã tham gia ký kết hợp đồng sử dụng máy phân tích với trường Moore vào năm 1933, và vào năm 1940, ông đã đề xuất một phiên bản cải tiến của máy phân tích, mặc dù không phải điện tử, nhưng hoạt động trên nguyên tắc kỹ thuật số. Anh ta được cho là sử dụng đồng hồ cơ thay vì bánh xe analog. Đến năm 1943, ông rời trường Moore và nhận chức chỉ huy Hải quân ở Washington.
Cơ sở của các khả năng của ENIAC, giống như Colossus, là sự đa dạng của các mô-đun chức năng. Thông thường, bộ tích lũy được sử dụng để cộng và đếm. Mạch điện của họ được lấy từ bộ đếm điện tử Wynn-Williams được các nhà vật lý sử dụng, và họ thực sự cộng bằng cách đếm, theo cách mà trẻ mẫu giáo đếm trên đầu ngón tay. Các mô-đun chức năng khác bao gồm bộ nhân, bộ tạo hàm tra cứu dữ liệu trong bảng, thay thế việc tính toán các hàm phức tạp hơn như sin và cosin. Mỗi mô-đun có cài đặt phần mềm riêng, với sự trợ giúp trong đó một chuỗi hoạt động nhỏ được thiết lập. Giống như Colossus, việc lập trình được thực hiện bằng cách sử dụng kết hợp tổng đài và bảng điều khiển giống như công tắc điện thoại có giắc cắm.
ENIAC có một số bộ phận cơ điện, đáng chú ý là thanh ghi rơle đóng vai trò là bộ đệm giữa bộ tích lũy điện tử và máy đục lỗ IBM được sử dụng cho đầu vào và đầu ra. Kiến trúc này rất gợi nhớ đến Colossus. Sam Williams của Bell Labs, người cộng tác với George Stibitz trên các máy tính chuyển tiếp của Bell, cũng xây dựng một thanh ghi cho ENIAC.
Sự khác biệt chính so với "Colossus" đã khiến ENIAC trở thành một cỗ máy linh hoạt hơn: khả năng lập trình các cài đặt chính. Thiết bị có thể lập trình chính đã gửi các xung đến các mô-đun chức năng, khởi động các trình tự cài đặt trước và nhận các xung phản hồi khi công việc hoàn thành. Sau đó, nó chuyển sang hoạt động tiếp theo trong chuỗi điều khiển chính và tạo ra các tính toán mong muốn dưới dạng hàm của nhiều chuỗi nhỏ hơn. Thiết bị lập trình chính có thể đưa ra quyết định bằng cách sử dụng động cơ bước: bộ đếm vòng xác định đường nào trong số sáu đường đầu ra để chuyển hướng xung. Bằng cách này, thiết bị có thể thực hiện tối đa sáu chuỗi chức năng khác nhau tùy thuộc vào trạng thái hiện tại của động cơ bước. Tính linh hoạt này sẽ cho phép ENIAC giải quyết các nhiệm vụ khác xa với chuyên môn về đạn đạo ban đầu của nó.
Cấu hình ENIAC với Switch và Switch
Eckert chịu trách nhiệm làm cho tất cả các thiết bị điện tử trong con quái vật này kêu vo vo, và chính anh ta đã nghĩ ra những thủ thuật cơ bản giống như Flowers đã có ở Bletchley: đèn nên hoạt động ở dòng điện thấp hơn nhiều so với đèn thông thường và máy không cần để được tắt. Nhưng do số lượng đèn khổng lồ được sử dụng, cần phải có một thủ thuật khác: các mô-đun trình cắm, mỗi mô-đun được gắn vài chục đèn, có thể dễ dàng tháo ra và thay thế trong trường hợp hỏng hóc. Sau đó, nhân viên dịch vụ đã nhanh chóng tìm thấy và thay thế đèn bị hỏng, và ENIAC ngay lập tức sẵn sàng làm việc. Và ngay cả với tất cả các biện pháp phòng ngừa này, với số lượng bóng đèn khổng lồ trong ENIAC, anh ấy không thể giải quyết vấn đề cả cuối tuần hoặc cả đêm như các máy tính chuyển tiếp đã làm. Tại một số điểm, đèn bị cháy.
Ví dụ về nhiều loại đèn trong ENIAC
Các bài đánh giá về ENIAC thường đề cập đến kích thước khổng lồ của nó. Hàng dãy giá treo đèn — tổng cộng 18 chiếc — với công tắc và bảng điều khiển sẽ chiếm một ngôi nhà nông thôn điển hình và bãi cỏ phía trước để khởi động. Kích thước của nó không chỉ do các bộ phận của nó (đèn tương đối lớn) mà còn do kiến trúc kỳ lạ của nó. Và mặc dù tất cả các máy tính giữa thế kỷ trước có vẻ lớn so với tiêu chuẩn ngày nay, nhưng thế hệ máy tính điện tử tiếp theo nhỏ hơn nhiều so với ENIAC và có nhiều khả năng hơn khi sử dụng một phần mười các thành phần điện tử.
Toàn cảnh ENIAC tại Trường Moore
Kích thước kỳ cục của ENIAC bắt nguồn từ hai quyết định thiết kế chính. Người đầu tiên tìm cách tăng tốc độ tiềm năng với chi phí và độ phức tạp. Sau đó, hầu hết tất cả các máy tính đều lưu trữ các số trong sổ đăng ký và xử lý chúng theo các đơn vị số học riêng biệt, một lần nữa lưu kết quả vào sổ đăng ký. ENIAC không tách biệt các mô-đun lưu trữ và xử lý. Mỗi mô-đun lưu trữ số cũng là một mô-đun xử lý có khả năng cộng và trừ, đòi hỏi nhiều đèn hơn. Nó có thể được coi là một phiên bản tăng tốc mạnh mẽ của Khoa Máy tính Con người của trường Moore, vì "kiến trúc máy tính của nó giống như hai mươi máy tính của con người chạy máy tính để bàn mười chữ số, chuyển kết quả qua lại." Về lý thuyết, điều này cho phép ENIAC thực hiện tính toán song song trên một số pin, nhưng khả năng này ít được sử dụng và vào năm 1948, nó đã bị loại bỏ hoàn toàn.
Quyết định thiết kế thứ hai khó biện minh hơn. Không giống như các máy chuyển tiếp ABC hoặc Bell, ENIAC không lưu trữ các số ở dạng nhị phân. Anh ấy đã dịch trực tiếp các phép tính cơ học thập phân sang dạng điện tử, với mười kích hoạt cho mỗi chữ số - nếu chữ số đầu tiên được bật, nó là 1, chữ số thứ hai là 2, chữ số thứ ba là 1000, v.v. Đây là một sự lãng phí rất lớn đối với các linh kiện điện tử đắt tiền (ví dụ: để biểu diễn số 10 ở dạng nhị phân, cần có 1111101000 flip-flop, một trên mỗi chữ số nhị phân (40); và trong mạch ENIAC, điều này cần XNUMX flip-flop, mười trên mỗi chữ số thập phân), dường như được tổ chức chỉ vì sợ những khó khăn có thể xảy ra khi chuyển đổi giữa hệ nhị phân và hệ thập phân. Tuy nhiên, máy tính Atanasoff-Berry, Colossus và các máy chuyển tiếp của Bell và Zuse đã sử dụng hệ thống nhị phân và các nhà phát triển của chúng không gặp khó khăn gì trong việc chuyển đổi giữa các cơ sở.
Không ai sẽ lặp lại các quyết định thiết kế như vậy. Theo nghĩa này, ENIAC giống như ABC - một sự tò mò độc đáo, không phải là khuôn mẫu cho tất cả các máy tính hiện đại. Tuy nhiên, lợi thế của anh ấy là anh ấy đã chứng minh, không còn nghi ngờ gì nữa, hiệu suất của máy tính điện tử, thực hiện công việc hữu ích và giải quyết các vấn đề thực tế với tốc độ đáng kinh ngạc cho những người khác.
Phục hồi chức năng
Đến tháng 1945 năm XNUMX ENIAC đã hoạt động đầy đủ. Nó không tự hào về độ tin cậy như những người họ hàng cơ điện của nó, nhưng nó đủ tin cậy để sử dụng lợi thế về tốc độ của nó hàng trăm lần. Việc tính toán quỹ đạo đạn đạo, vốn mất mười lăm phút đối với máy phân tích vi sai, có thể được ENIAC thực hiện trong hai mươi giây - nhanh hơn cả đường đạn tự bay. Và không giống như một máy phân tích, anh ta có thể làm điều đó với độ chính xác tương tự như một máy tính của con người sử dụng máy tính cơ học.
Tuy nhiên, như Stibitz đã dự đoán, ENIAC đã đến quá muộn để giúp đỡ trong cuộc chiến và việc lập bảng không còn cần thiết nữa. Nhưng có một dự án vũ khí bí mật tại Los Alamos ở New Mexico vẫn tiếp tục sau chiến tranh. Nó cũng đòi hỏi rất nhiều tính toán. Một trong những nhà vật lý của Dự án Manhattan, Edward Teller, trở lại vào năm 1942 với ý tưởng về một "siêu vũ khí": có sức tàn phá lớn hơn nhiều so với những gì sau này được thả xuống Nhật Bản, với năng lượng của vụ nổ đến từ phản ứng tổng hợp nguyên tử. chứ không phải từ phản ứng phân hạch hạt nhân. Teller nghĩ rằng anh ta có thể bắt đầu phản ứng dây chuyền nhiệt hạch trong hỗn hợp deuterium (hydro bình thường có thêm một neutron) và tritium (hydro bình thường có thêm hai neutron). Nhưng đối với điều này, cần phải có hàm lượng triti thấp, vì nó cực kỳ hiếm.
Do đó, một nhà khoa học từ Los Alamos đã mang đến trường Moore các tính toán để thử nghiệm siêu vũ khí, trong đó cần tính toán các phương trình vi phân mô phỏng sự đánh lửa của hỗn hợp deuterium và tritium cho các nồng độ tritium khác nhau. Không ai ở trường của Moore được phép biết những tính toán này dùng để làm gì, nhưng họ đã nhập tất cả dữ liệu và phương trình do các nhà khoa học mang đến một cách nghiêm túc. Chi tiết của các tính toán vẫn còn là bí mật cho đến ngày nay (cũng như toàn bộ chương trình chế tạo siêu vũ khí, ngày nay được biết đến nhiều hơn với tên gọi bom khinh khí), mặc dù chúng ta biết rằng Teller coi kết quả tính toán nhận được vào tháng 1946 năm XNUMX là xác nhận của tính khả thi của ý tưởng của mình.
Cùng tháng đó, trường của Moore phát hành ENIAC ra công chúng. Trong lễ khai mạc trước sự chứng kiến của các ông lớn và báo chí, những người điều khiển đã giả vờ bật máy (dĩ nhiên là nó luôn bật), thực hiện một số phép tính nghi lễ trên đó, tính toán quỹ đạo đạn đạo để chứng minh tốc độ chưa từng có của Linh kiện điện tử. Sau đó, các công nhân phát phiếu đục lỗ từ các phép tính này cho tất cả những người có mặt.
ENIAC tiếp tục giải một số bài toán thực tế khác trong suốt năm 1946: một tập hợp các tính toán cho dòng chảy của chất lỏng (ví dụ, cho dòng chảy của cánh máy bay) cho nhà vật lý người Anh Douglas Hartree, một tập hợp các tính toán khác để mô phỏng vụ nổ vũ khí hạt nhân, tính toán quỹ đạo cho một khẩu pháo 1946 ly mới tại Aberdeen . Sau đó, anh im lặng trong một năm rưỡi. Cuối năm 1948, theo thỏa thuận giữa trường Moore và quân đội, BRL đã đóng gói xe và vận chuyển đến bãi tập. Nó gặp phải các vấn đề về độ tin cậy ở đó và nhóm BRL không thể làm cho nó hoạt động đủ tốt để thực hiện bất kỳ công việc hữu ích nào, cho đến khi một bản nâng cấp lớn kết thúc vào tháng XNUMX năm XNUMX. Chúng ta sẽ nói về bản nâng cấp đã cập nhật hoàn toàn ENIAC. phần tiếp theo.
Nhưng nó không còn quan trọng nữa. Không ai quan tâm đến ENIAC. Đã có một cuộc chạy đua để tạo ra người kế nhiệm nó.
Có gì khác để đọc:
• Paul Ceruzzi, Người tính toán (1983)
• Thomas High, et. al., Eniac hành động (2016)
• David Ritchie, Những người tiên phong về máy tính (1986)
Nguồn: www.habr.com