Що таке eniac у якому році створено. Історія комп'ютера ENIAC (цифровий інтегратор та калькулятор). · Програма, як і числа, повинна записуватися в двійковому коді

Машина Еніак (ENIAC, абревіатура від Electronic Numerical Integrator and Computer - електронний цифровий інтегратор і обчислювач), подібно до Марк-1 Говарда Ейкена, також призначалася для вирішення завдань балістики. Але в результаті вона виявилася здатною вирішувати завдання з різних областей.
ENIAC
З початку війни співробітники Лабораторії балістичних досліджень міністерства оборони США, розташованої у районі Абердинського полігону, прим. Меріленд працювали над створенням балістичних таблиць, настільки необхідних артилеристам на полях битв. Значення цих таблиць важко переоцінити. З їхньою допомогою артилеристи могли робити поправки при наведенні зброї з урахуванням відстані до мети, її висоти над рівнем моря, а також метеорологічних умов - вітру та температури повітря. Однак для побудови таблиць були потрібні дуже довгі та стомлюючі обчислення - для розрахунку лише однієї траєкторії доводилося виконувати мінімум 750 операцій множення, а кожна таблиця включала не менше 2000 траєкторій. Правда, диференціальний аналізатор дозволив дещо прискорити розрахунки, але цей пристрій давав лише наближені результати, для уточнення яких залучалися потім десятки людей, які працювали зі звичайними калькуляторами.
Війна розросталася, військові розробки вимагали прискорення, лабораторія не справлялася з роботою і, зрештою, змушена була звернутися за допомогою. У розташованому неподалік Вищому технічному училищі Пенсільванського університету було створено допоміжний обчислювальний центр. Училище мало диференціальний аналізатор, проте двоє співробітників обчислювального центру, Джон У. Мочлі і Дж. Преспер Еккерт, намірилися придумати дещо краще.


Джон У. Мочлі (ліворуч) та Дж. Преспер Екерт (праворуч)
Мочлі, фізик, який захоплювався метеорологією, давно мріяв про створення пристрою, який би дозволив застосувати статистичні методи для прогнозування погоди. Перед війною він змайстрував кілька простих цифрових лічильників на електронних лампах. Можливо, інтерес до електронних обчислювальних машин виник у нього під впливом ідей Джона Атанасоффа, який працював у прим. Айова. У червні 1941 р. Мочлі протягом п'яти днів гостював у Атанасоффа, спостерігаючи, як той разом зі своїм помічником Кліффордом Беррі працював над прототипом комп'ютера, що містить близько 300 електронних ламп.
Суттєвим чи ні виявився вплив Атанасоффа - пізніше це питання стало предметом судового позову, - але надихнув Мочлі на цю роботу Пресс Еккерт. Молодший за Мочлі на 12 років Еккерт був воістину віртуозом у техніці. У віці восьми років він збудував мініатюрний приймач. Як згадував пізніше Мочлі, Еккерт переконав його, що «мрії Про комп'ютер можна здійснити на практиці».
Торішнього серпня 1942 р. Мочлі написав щось на кшталт заявки п'яти сторінках, де коротко виклав їх спільне з Эккертом пропозицію створення швидкодіючого комп'ютера на електронних лампах. Заявка загубилася в інстанціях. Проте за кілька місяців лейтенант Герман Голдстейн, прикомандований до училища військовий представник, випадково почув про цю ідею. На той час армія вкрай потребувала нових балістичних таблиць. Артилеристи повідомляли з Північної Африки, що через дуже м'який грунт знаряддя далеко відкочуються при віддачі і снаряди не досягають мети.

Голдстейн, який до війни викладав математику в університеті Мічігану, відразу ж оцінив значення пропонованого проекту комп'ютера і почав клопотати від імені військового командування, щоб проект прийняли до розробки. Нарешті, 9 квітня 1943 р. - у день, коли Екерту виповнилося 24 роки, - армія уклала з училищем контракт на 400 тис. дол., що передбачає створення комп'ютера Еніак.
Група фахівців, яка працювала над цим проектом, зрештою зросла до 50 осіб. Мочлі був головним консультантом проекту, Еккерт – головним конструктором. Різні за своїм характером та звичками ці дві людини чудово доповнювали одна одну. Швидкий і товариський Мочлі генерував ідеї, а стриманий, холоднокровний і обережний Еккерт піддав ці ідеї суворому аналізу, бажаючи переконатися, що вони є дієвими. «Він мав приголомшливу здатність переводити все на практичний рівень, користуючись простими технічними засобами, - так охарактеризував Еккерта один із членів групи, - Преспер був не тією людиною, яка могла б загубитися в тисячі рівнянь».
Конструкція машини виглядала фантастично складною - передбачалося, що вона міститиме 17468 ламп. Така велика кількість ламп частково пояснювалася тим, що Еніак мав працювати з десятковими числами. Мочлі віддав перевагу десятковій системі числення, бо хотів, щоб «машина була зрозуміла людині». Однак така велика кількість ламп, які, перегріваючись, виходили з ладу, призводили до частих поломок. При 17 тис. ламп, що одночасно працюють із частотою 100 тис. імпульсів на секунду, щомиті виникало 1,7 млрд. ситуацій, у яких хоча б одна з ламп могла не спрацювати. Екерт вирішив цю проблему, запозичивши прийом, який широко використовувався під час експлуатації великих електроорганів у концертних залах: на лампи стали подавати дещо меншу напругу, і кількість аварій знизилася до однієї-двох на тиждень.

Екерт також розробив програму суворого контролю справності апаратури. Кожен із понад 100 тис. електронних компонентів 30-тонної машини піддавався ретельній перевірці, потім усі вони акуратно розставлялися по місцях і запаювалися, а іноді й перепаювалися не раз. Ця робота зажадала великої напруги сил усіх членів групи, включаючи Мочлі, її «мозковий центр».


Наприкінці 1945 р., коли ENIAC був нарешті зібраний і готовий до проведення першого офіційного випробування, війна, потребам якої він був покликаний служити, закінчилася. Однак саме завдання, обране для перевірки машини, - розрахунки, які мали відповісти на питання про принципову можливість створення водневої бомби, - вказувала на те, що роль комп'ютера в повоєнні роки та роки «холодної війни» не знижувалася, а швидше зростала.
Еніак успішно витримав випробування, опрацювавши близько мільйона перфокарт фірми IBM. За два місяці машину продемонстрували представникам преси. За своїми розмірами (близько 6 м заввишки і 26 м завдовжки) цей комп'ютер більш ніж удвічі перевершував Марк-1 Говарда Ейкена.
Ейкен Говард Хатауей
Однак подвійне збільшення у розмірах супроводжувалося тисячократним збільшенням у швидкодії. За словами одного захопленого репортера, Еніак працював «швидше за думку».


Не встиг Еніак вступити в експлуатацію, як Мочлі та Еккерт вже працювали на замовлення військових над новим комп'ютером. Головним недоліком комп'ютера Еніак були труднощі, що виникали при зміні інструкцій, що вводяться в нього, тобто програми. Об'єму внутрішньої пам'ятімашини ледь вистачало для зберігання числових даних, які у розрахунках. Це означало, що програми доводилося буквально «впаювати» у складні електронні схемимашини. Якщо потрібно перейти від обчислень балістичних таблиць до розрахунку параметрів аеродинамічної труби, то доводилося бігати по кімнаті, приєднуючи та від'єднуючи сотні контактів, як на ручному телефонному комутаторі. Залежно від складності програми, така робота займала від кількох годин до двох днів. Це було досить вагомим аргументом, щоб відмовитися від спроб використовувати Еніак як універсальний комп'ютер.

Сьогодні комп'ютерна техніка настільки глибоко увійшла в життя людей, що вона сприймається як щось обов'язкове, що існує давно в людському суспільстві. Однак перший комп'ютер у світі насправді з'явився зовсім недавно. Особливо якщо порівняти цей тимчасовий відрізок з історією людської цивілізації в цілому, яка налічує багато тисячоліть.

ENIAC

Першим комп'ютером вважається ENIAC. Це абревіатура повного найменування пристрою – електронний цифровий обчислювач та інтегратор. Англійською мовою - Electronic Numerical Integrator And Computer. Ця електронна машина була введена в експлуатацію у 1946 році. У виготовлення ENIAC у масштабах того часу було вкладено чимало коштів. Загальна сума інвестицій склала півмільйона доларів.

Спорудження машини відбувалося в 1943-1945 роки, під час бурхливої ​​на той час II світової війни. Як і більшість високотехнологічних, сучасних винаходів комп'ютер створювали для військових потреб, а саме, артилерії та авіації. Його основним завданням був обрахунок балістичних таблиць. Надалі розумна техніка стала застосовуватись у проекті створення водневої бомби, а також у мирних цілях – для аналізу випромінювань з космосу.

Левіафан

Якщо порівняти ENIAC із сучасними персональними комп'ютерами, то його можна назвати справжнім левіафаном. Його габарити були велетенський, порівнянний з розмірами найбільшої тварини на землі - кита. Зокрема:

• площа 85 метрів2;
• маса 28 тонн;
• довжина 30 метрів;
• енергоспоживання до 200 квт;
• кількість електронних ламп – 19 тис. штук.

Якщо зіставити його енергоспоживання з чимось звичайним, воно дорівнювало потребам величезного супермаркету в зимову пору року. Комп'ютер складався з 42 металевих шаф, внутрішній вміст яких охолоджувався безліччю вентиляторів. Для діагностики апаратури було передбачено п'ять мобільних стояків на коліщатках. І все це обплутувалося безліччю кабелів. Програмування та налаштування першого комп'ютера у світі здійснювалися аналогічно старовинним шнуровим телефонним комутаторам. Ніяких клавіатур та моніторів. звичайно, він не мав.

Як він працював

ENIAC зібрали у штаті Пенсільванія на території університету Філадельфії. Його творцями були Джон Маклі (розробив архітектуру комп'ютера) та Дж. Преспер Еккерт (втілив у життя теоретичні розробки Джона Маклі).

Комп'ютер міг обробляти десятицифрові числа. У його конструкції були електромеханічні елементи: зчитувач перфокарт та перфоратор. Вони були потрібні для виведення та введення інформації. Звичайно, пристрій часто виходив з ладу через велику кількість ламп, перегрівання або підвищену вологість. Однак ENIAC пропрацював більше десятка років і став ґрунтовною базою для подальшого розвитку комп'ютерної техніки.

Є думки, що завдяки цій розумній машині втілилися в реальність мрії Готфріда Лейбніца та задуми математика Дж. Фон Неймана про двійковий устрій, який вирішує всі питання відповідями "так" чи "ні". Звичайно, до неї були й більш ранні спроби у цій сфері, але саме сконструйований у США ENIAC з його функціональністю вважають першим у світі комп'ютером.

Щоб спростити процес завдання програм, Моучлі та Еккерт стали конструювати нову машину, яка могла б зберігати програму у своїй пам'яті. У 1945 році до роботи було залучено знаменитого математика Джона фон Неймана, який підготував доповідь про цю машину. У цій доповіді фон Нейман ясно і просто сформулював загальні принципифункціонування універсальних обчислювальних пристроїв, тобто. комп'ютерів. Це перша машина, що діє, побудована на вакуумних лампах, офіційно була введена в експлуатацію 15 лютого 1946 року. Цю машину намагалися використати для вирішення деяких завдань, підготовлених фон Нейманом та пов'язаних із проектом атомної бомби. Потім її було перевезено на Абердинський полігон, де працювала до 1955 року.

ENIAC став першим представником 1-го покоління комп'ютерів. Будь-яка класифікація умовна, але більшість фахівців погодилося з тим, що розрізняти покоління слід, виходячи з тієї елементної бази, на основі якої будуються машини. Таким чином, перше покоління є ламповими машинами.

Пристрій та робота комп'ютера за «принципом фон Неймана»

Необхідно відзначити величезну роль американського математика фон Неймана у становленні техніки першого покоління. Потрібно було осмислити сильні та слабкі сторони ENIAC та дати рекомендації для подальших розробок. У звіті фон Неймана та його колег Г. Голдстайна та А.Беркса (червень 1946 року) було чітко сформульовано вимоги до структури комп'ютерів. Зазначимо найважливіші з них:

· Машини на електронних елементах повинні працювати не в десятковій, а в двійковій системі числення;

· Програма, як і вихідні дані, повинна розміщуватися в пам'яті машини;

· Програма, як і числа, повинна записуватися в двійковому коді;

· Проблеми фізичної реалізації запам'ятовуючого пристрою, швидкодія якого відповідає швидкості роботи логічних схем, вимагають ієрархічної організації пам'яті (тобто виділення оперативної, проміжної та довготривалої пам'яті);

· арифметичне пристрій (процесор) конструюється з урахуванням схем, виконують операцію складання; створення спеціальних пристроїв для виконання інших арифметичних та інших операцій недоцільно;

· У машині використовується паралельний принцип організації обчислювального процесу (операції над числами проводяться одночасно по всіх розрядах).

На наступному малюнку показано, якими мають бути зв'язки між пристроями комп'ютера згідно з принципами фон Неймана (одинарні лінії показують зв'язки, пунктир - інформаційні).

Практично всі рекомендації фон Неймана згодом використовувалися в машинах перших трьох поколінь, їхня сукупність отримала назву «архітектура фон Неймана». Перший комп'ютер, у якому було втілено принципи фон Неймана, було побудовано 1949 року англійським дослідником Морісом Уилксом. З того часу комп'ютери стали набагато потужнішими, але переважна більшість із них зроблено відповідно до тих принципів, які виклав у своїй доповіді в 1945 році Джон фон Нейман.

Нові машини першого покоління змінювали одна одну досить швидко. 1951 року запрацювала перша радянська електронна обчислювальна машина МЕСМ, площею близько 50 квадратних метрів. МЕСМ мала 2 види пам'яті: оперативний пристрій, що запам'ятовує, у вигляді 4 панелей висотою в 3 метри і шириною 1 метр; та довготривала пам'ять у вигляді магнітного барабана об'ємом 5000 чисел. Загалом у МЕСМ було 6000 електронних ламп, а працювати з ними можна було лише після 1,5-2 години після включення машини. Введення даних здійснювалося за допомогою магнітної стрічки, а висновок - пристроєм, що цифроводрукує, пов'язаним з пам'яттю. МЕСМ могла виконувати 50 математичних операцій на секунду, запам'ятовувати в оперативної пам'яті 31 число та 63 команди (всього було 12 різних команд), і споживала потужність рівну 25 кіловатам.

Можливості машин першого покоління були досить скромними. Так, швидкодія їх за нинішніми поняттями була малою: від 100 («Урал-1») до 20 000 операцій на секунду (М-20 1959 року). Ці цифри визначалися в першу чергу інерційністю вакуумних ламп і недосконалістю пристроїв, що запам'ятовують. Обсяг оперативної пам'яті був вкрай малий – в середньому 2048 чисел (слів), цього не вистачало навіть для розміщення складних програм, не кажучи вже про дані. Проміжна пам'ять організовувалася на громіздких та тихохідних магнітних барабанах порівняно невеликої ємності (5120 слів у БЭСМ-1). Повільно працювали і пристрої друку, а також блоки введення даних. Якщо ж зупинитися докладніше на пристроях вводу-виводу, можна сказати, що початку появи перших комп'ютерів виявилося протиріччя між високою швидкодією центральних пристроїв і низькою швидкістю роботи зовнішніх пристроїв. Крім того, виявилося

недосконалість та незручність цих пристроїв. Першим носієм даних у комп'ютерах, як відомо, була перфокарта. Потім з'явилися перфораційні паперові стрічки або перфострічки. Вони прийшли з телеграфної техніки після того, як у початку XIXв. батько та син із Чикаго Чарлз та Говард Крами винайшли телетайп.

ЕОМ першого покоління, ці жорсткі та тихохідні обчислювачі, були піонерами комп'ютерної техніки. Вони досить швидко зійшли зі сцени, тому що не знайшли широкого комерційного застосування через ненадійність, високу вартість, труднощі програмування.

) на замовлення Лабораторії балістичних досліджень (англ.)Армії США для розрахунків таблиць стрільби. На відміну від створеного в 1941 році німецьким інженером Конрадом-Цузе комплексу, що використовував механічні реле, в ЕНІАК як основу елементної бази застосовувалися вакуумні-лампи.

До лютого 1944 були готові всі схеми і креслення майбутнього комп'ютера, і група інженерів під керівництвом Екерта і Моклі приступила до втілення задуму в "залізо". До групи увійшли також:

• Роберт Шоу (Robert F. Shaw) (функціональні таблиці)
• Джеффрі-Чуан-Чу (Jeffrey Chuan Chu) (модуль поділу/вилучення квадратного кореня)
• Томас Кайт Шарплес (Thomas Kite Sharpless) (головний програміст)
• Артур Беркс (Arthur Burks) (модуль множення)
• Гаррі Хаскі (Harry Huskey) (модуль читання виведення даних)
• Джек Деві (акумулятори)
• Джон-фон-Нейман - приєднався до проекту у вересні 1944 року в якості наукового консультанта. На основі аналізу недоліків ЕНІАК вніс суттєві пропозиції щодо створення нової більш досконалої машини - EDVAC

У середині липня 1944 року Моклі та Еккерт зібрали два перші «акумулятори» - модулі, які використовувалися для складання чисел. Поєднавши їх разом, вони перемножили два числа 5 і 1000 і отримали правильний результат. Цей результат був продемонстрований керівництву Інституту та Балістичної Лабораторії та довів усім скептикам, що електронний комп'ютер справді може бути збудований.

Комп'ютер був повністю готовий лише восени 1945 року. Так як війна на той час вже була закінчена і гострої необхідності швидкого розрахунку таблиць стрільби вже не було, військове відомство США вирішило використовувати ENIAC в розрахунках з розробки термоядерної зброї.

Будучи надсекретним проектом Армії США, комп'ютер був представлений публіці та пресі лише через багато місяців після закінчення війни - 14-лютого 1946 року. Через кілька місяців - 9-листопада 1946 року - ENIAC був розібраний і перевезений з Університету-Пенсільванії в м. Абердін в Лабораторію балістичних досліджень Армії США, де з 29-го липня 1947 року він успішно пропрацював ще багато років і був остаточно25 :45 .

У Балістичній Лабораторії на ENIAC виконувались розрахунки з проблеми термоядерної зброї, прогнозів погоди в СРСР для передбачення напрямку випадання ядерних опадів на випадок ядерної війни, інженерні розрахунки, і звичайно ж таблиць стрільби, включаючи таблиці стрільби ядерними боєприпасами.

Першими програмістами ЕНІАК стали шість дівчат :

• Кетлін Ріта Макналті
• Бетті Джин Дженнінгс?!
• Франсіс Елізабет Снайдер?!
• Франсіс Білас

Використання

Як випробування ЕНІАКу першою була поставлена ​​задача математичного моделюваннятермоядерного вибуху супербомби з гіпотези Улама-Теллера. Фон Нейман, який одночасно працював консультантом і в Лос-Аламоській лабораторії, і в Інституті Мура, запропонував групі Теллера використовувати ЕНІАК для розрахунків ще на початку 1945 року. Вирішення проблеми термоядерної зброї вимагало такого величезного обсягу обчислень, що впоратися з ним не могли ніякі електромеханічні калькулятори, які були в розпорядженні Лабораторії. У серпні 1945 фізики Лос-Аламоської лабораторії Ніколас Метрополіс і Стенлі Френкель (англ.)відвідали інститут Мура, та Герман Голдстайн разом зі своєю дружиною Адель, яка працювала в команді програмістом і була автором першого керівництва по роботі з ЕНІАК, познайомили їх з технікою програмування ЕНІАК. Після цього вони повернулися до Лос-Аламосу, де почали працювати над програмою під назвою The Los Alamos Problem.

Продуктивність ЕНІАК була надто мала для повноцінного моделювання, тому Метрополіс і Френкель сильно спростили рівняння, ігноруючи багато фізичних ефектів і намагаючись хоча б приблизно розрахувати лише першу фазу вибуху дейтерій-тритієвої суміші в одновимірному просторі. Деталі та результати виконаних у листопаді-грудні 1945 року розрахунків досі засекречені. Перед ЕНІАК було поставлено завдання вирішити найскладніше диференціальне рівняння, для введення вихідних даних до якого знадобилося близько мільйона перфокарт. Вступне завдання було розбито на кілька частин, щоб дані могли поміститися на згадку про комп'ютер. Проміжні результати виводилися на перфокарти і після перекомутації знову заводили машину. У квітні 1946 року група Теллера обговорила результати розрахунків і зробила висновок, що вони досить обнадійливо (хоч і дуже приблизно) доводять можливість створення водневої бомби.

На обговоренні результатів розрахунку був присутній Станіслав Улам. Вражений швидкістю роботи ЕНІАКу, він запропонував “зробити” розрахунки з термоядерного вибуху методом “Монте-Карло”. У 1947 році на ЕНІАК було виконано 9 розрахунків цим методом з різними вихідними параметрами. Після цього метод Монте-Карло став використовуватись у всіх обчисленнях, пов'язаних із розробкою термоядерної зброї.

У 1949 році фон Нейман використовував ЕНІАК для розрахунку чисел та eз точністю до 2000 знаків після коми. Фон Неймана цікавив статистичний розподіл цифр у цих числах. Передбачалося, що цифри в цих числах з'являються з рівною ймовірністю , а значить - комп'ютери можуть генерувати дійсно випадкові числа, які можна використовувати як вступні параметри для обчислень методом Монте-Карло. Обчислення для числа eбули виконані в липні 1949, а для числа π - за один день на початку вересня. Результати показали, що «цифри в числі π йдуть у випадковому порядку, а ось із числом eвсе було значно гірше ».

На ЕНІАК навесні 1950 року був проведений перший успішний чисельний прогноз погоди командою американських метеорологів Жюлем Чарні (англ.), Філіпом Томсоном, Ларрі Гейтсом, норвежцем Рагнаром Фьюртофтом (англ.)і математиком Джоном фон Нейманом . Вони використовували спрощені моделі атмосферних потоків на основі рівняння вихору швидкості для баротропного газу. Це спрощення знизило обчислювальну складність завдання і дозволило зробити розрахунки з використанням доступних на той час обчислювальних потужностей. Розрахунки велися починаючи з 5 березня 1950 протягом 5 тижнів, п'ять днів на тиждень в три 8-годинні зміни. Ще кілька місяців пішло на аналіз та оцінку результатів. Опис розрахунків та аналіз результатів були представлені в роботі "Numerical Integration of Barotropic Vorticity Equation", опублікованій 1 листопада 1950 в журналі Tellus. У статті згадується, що прогноз погоди на наступні 24 години на ЕНІАК був виконаний за 24 години, тобто прогноз ледве встигав за реальністю. Більшість часу йшла на роздрук перфокарт і їх сортування. Під час розрахунків доводилося на ходу вносити зміни в програму і чекати заміни ламп, що перегоріли. При належної оптимізації роботи ЕНІАКу, йшлося у роботі, розрахунок можна було б виконати за 12 годин, а за використання більш досконалих машин - за 30 хвилин. Для прогнозу використовувалися карти погоди над територією США та Канади за 5, 30, 31 січня та 13 лютого 1949 року. Після розрахунків прогнозні карти порівнювалися з реальними для оцінки якості прогнозу.

Характеристики, архітектура та програмування

На створення ENIAC пішло 200 000 людино-годин та 486 804,22 долара США. Всього комплекс включав 17 468 ламп 16 різних типів, 7200 кремнієвих діодів , 1500 реле, 70 000 резисторів та 10 000 конденсаторів .

Обчислення проводилися в десятковій системі, після ретельного аналізу їй було віддано перевагу перед двійковою системою. Комп'ютер оперував числами максимальною довжиною 20 розрядів.

Багато фахівців Інституту скептично передбачали, що при такій кількості ламп в системі комп'ютер просто не зможе працювати скільки-небудь тривалий час, щоб видати результат, що стоїть, - занадто багато точок відмови. Вихід з ладу однієї лампи, одного конденсатора або резистора означав зупинку роботи всієї машини, всього існувало 1,8 мільярда різних варіантів відмови кожної секунди. До цього людство не створювало жодного приладу такої складності і з такою вимогою до надійності. Для того, щоб вакуумні лампи рідше перегорали, Екерт придумав подавати на них мінімальну напругу - 5,7 вольта замість номінальних 6,3 вольта, а після виконання обчислень ЕНІАК продовжував працювати, підтримуючи лампи в «теплому» стані, щоб перепад температури при охолодженні розжарювання не приводив до їх перегорання. За тиждень згоряло приблизно 2-3 лампи, а середній час роботи лампи становив 2500 годин. Особливо високі вимоги пред'являлися до відбору радіодеталей та якості монтажу та паяння. Так інженери домоглися того, щоб ЕНІАК працював щонайменше 20 годин між поломками - не так багато за нинішніми мірками, але за кожні 20 годин роботи ЕНІАК виконував місячний обсяг роботи механічних обчислювачів.

У січні 1944 року Екерт зробив перший малюнок другого комп'ютера з більш досконалим дизайном, у якому програма зберігалася у пам'яті комп'ютера, а чи не формувалася з допомогою комутаторів і перестановки блоків, як у ЭНИАКе. Влітку 1944 року військовий куратор проекту Герман Голдстайн випадково познайомився зі знаменитим математиком фон Нейманом і залучив його до роботи над машиною. Фон Нейман зробив свій внесок у проект з погляду суворої теорії. Так було створено теоретичний та інженерний фундамент для наступної моделі комп'ютера під назвою EDVAC із програмою, що зберігається в пам'яті. Контракт з Армією США створення цієї машини було підписано у квітні 1946 року.

Наукова робота фон Неймана «Перший проект, звіту о EDVAC», оприлюднена 30 червня 1945 року, послужила поштовхом до створення обчислювальних машин у США (EDVAC, BINAC, UNIVAC I) і в Англії (EDSAC). Через величезний науковий авторитет ідея про комп'ютер з програмою, що зберігається в пам'яті, приписується фон Нейману («архітектура-фон-Неймана»), хоча пріоритет насправді належить Екерту, який запропонував використовувати пам'ять на ртутних акустичних лініях затримки. Фон Нейман підключився до проекту пізніше і просто надав інженерним рішенням Моклі та Екерта академічного наукового змісту.

З 16 вересня 1948 року ENIAC перетворився на комп'ютер зі збереженою програмою (дуже примітивний). За пропозицією фон Неймана, висловленому в червні 1947 року, дві функціональні таблиці були використані для зберігання всіх команд ENIAС, щоб команди викликалися як підпрограми під час виконання коду. Комп'ютер почав працювати дещо повільніше, але його програмування дуже спростилося. Старий метод перекомутування з того часу більше не використовувався.

У липні 1953 року до ЕНІАКу було підключено двійково-десятковий модуль пам'яті на магнітних сердечниках, який збільшив обсяг оперативної пам'яті комп'ютера з 20 до 120 число-слів.

Вплив

ЕНІАК не можна було назвати досконалим комп'ютером. Машина створювалася у воєнний час у великій поспіху з нуля за відсутності будь-якого попереднього досвіду створення таких пристроїв. ЕНІАК був побудований в єдиному екземплярі, і інженерні рішення, реалізовані в ЕНІАК, не використовувалися в наступних конструкціях комп'ютерів. ЕНІАК - швидше за комп'ютер не першого, а «нульового» покоління. Значення ЕНІАК полягає просто в його існуванні, яке довело можливість побудови повністю електронного комп'ютера, здатного працювати досить тривалий час, щоб виправдати витрати на його будівництво та принести відчутні результати.

У березні 1946 року Екерт і Моклі через суперечки з Пенсільванським університетом про патенти на ЕНІАК і на EDVAC, над яким вони на той час працювали, вирішили залишити інститут Мура і розпочати приватний бізнес у галузі побудови комп'ютерів, створивши компанію Electronic Control Company, яка пізніше була перейменована в Eckert-Mauchly Computer Corporation. Як «прощальний подарунок» і на прохання Армії США вони прочитали в інституті серію лекцій про конструювання комп'ютерів під загальною назвою «Теорія та методи розробки електронних цифрових комп'ютерів», спираючись на свій досвід побудови ENIAC та проектування EDVAC. Ці лекції увійшли в історію як «Лекції-школи-Мура». Лекції - по суті перші в історії людства комп'ютерні курси - читалися влітку 1946 з 8 липня по 31 серпня тільки для вузького кола фахівців США і Великобританії, які працювали над тією ж проблемою в різних урядових відомствах і наукових інститутах, всього 28 осіб. Лекції послужили відправною точкою до створення у 40-х та 50-х роках успішних обчислювальних систем CALDIC, SEAC, SWAC, ILLIAC, та комп'ютер Whirlwind (англ.), що використовувався ВПС США у першій у світі комп'ютерної системиППО SAGE.

Пам'ять про комп'ютер

Див. також

• EDSAC - британський комп'ютер, який перший реалізував «архітектуру, фон, Неймана» (1948)
• EDVAC - наступний комп'ютер Інституту Мура, створений для Армії США на принципах «архітектури-фон-Неймана» (1949)

Література

• Herman H. Goldstine. The Computer from Pascal to von Neumann . - Princeton University Press, 1980. - 365 p. - ISBN 9780691023670 .(англ.)

• Nancy B. Stern. From Eniac to UNIVAC: An Appraisal of the Eckert-Mauchy Computers . – Digital Press, 1981. – 286 p. - ISBN 0932376142 .(англ.)

• William Aspray. John von Neumann and the Origins of Modern Computing . – MIT Press, 1990. – 394 p. - ISBN 0262011212 .(англ.)

• Scott McCartney.

ENIAC

Перша у світі електронно-обчислювальна машина

ENIAC - перша універсальна електронна цифрова обчислювальна машина, на фото вище була встановлена ​​на полігоні Абердін, штат Меріленд. Вона важила близько 30 тонн та займала 15 000 квадратних метрів житлової площі.

ENIAC містив понад 19 000 вакуумних трубок. Його обчислювальна потужність складала 5000 операцій на секунду. Внаслідок чого обчислення на ENIAC займало тривалий час. Оператори з'єднували проводами роз'єми плат для програмування необхідних операцій та вводили числа, що використовуються у розрахунках, повертаючи циферблати, поки ті не відповідали правильної цифри.

За сьогоднішніми мірками ENIAC був повільним, але в 60 разів швидше, ніж механічні диференціальні аналізатори, на заміну яких він прийшов і для свого часу цей комп'ютер став великим досягненням. ENIAC «правив» в області комп'ютерних технологійу період з 1949 по 1952 р., коли він служив основним комп'ютером для вирішення наукових проблем нації. Це був головний інструмент обчислення всіх балістичних таблиць для американської армії та ВПС.

ENIAC був перевезений до Науково-дослідної лабораторії балістики (BRL) у 1946 році. Його практично не використовували для вирішення «складних ядерних завдань», але він обчислював балістичні таблиці для ракетного полігону Уайт-Сендс.

У науково-дослідницькій лабораторії було багато новинок. Близько 1958/1959 BRL вирішила побудувати дуже високопродуктивну ЕОМ для наукових розрахунків. Ним став BRLESC (BRL Electronic Scientific Computer). Це був дуже дорогий і потужний комп'ютері створено з урахуванням вакуумних ламп тоді, коли всі комерційні комп'ютери перемикалися випуск напівпровідникових приладів.

BINAC

Наступною машиною, виготовленою командою Eckert & Mauchly , став Binac , комп'ютер спеціального призначення. Створено було лише в одному екземплярі. Binac втілив чотири важливі нововведення:

• перший комп'ютер, який використовував паралельну замість послідовної логіки;
• перший комп'ютер, який можна запрограмувати зсередини;
• перший комп'ютер, який використав магнітну стрічку;
• перший комп'ютер, побудований на напівпровідникових елементах.

Внутрішнє програмування усунуло тривалу та стомлюючу задачу зміни поставленої задачі, переєднуючи кабелів відкритої проводки.

У системах паралельної логіки, якщо хочете скласти два тризначні числа, кожне число позначає три схеми додавання, одне для кожного стовпця. У послідовній машині стовпці додані по одному, послідовно. Такий пристрій зменшило кількість елементів системи, що призвело до поліпшення стійкості до відмови комп'ютера і здешевило його.

У Binac використовувалося обмеження діаметром котушок магнітної стрічки. Невеликі, двох дюймові котушки стали попередниками складної системи введення та зберігання даних на магнітній стрічці.

Частково, Binac досяг швидкості обчислень, порівнянних із швидкістю послідовних машин, побудованих на напівпровідникових діодах замість вакуумних ламп.

Усі послідовні машини були гігантські мережі, комутовані проводами. Вакуумні трубки як і раніше використовувалися для посилення сигналів, але перше використання кристалічних діодів, ще в 1948 році, лягло в основу сучасних напівпровідникових комп'ютерів з їх швидкістю обробки інформації, що значно збільшилася, і значно зменшилися розмірами, потужністю і вимогами до охолодження.

Пам'ять, використовувана BINAC, був ртутний бак. Конструкція цього пристрою зберігання була заснована на дуже простому принципі: електричний імпульс може бути перетворений на звуковий імпульс (за допомогою п'єзоелектричного кристала кварцу). Звуковий імпульс проходить крізь бак, заповнений ртуттю відносно низької швидкості і може бути знову перетворений в електричний імпульс іншим кристалом, посилений і переданий назад в резервуар. «Біт» інформації продовжує циркулювати доти, доки його не зажадає комп'ютер. Mercury Delay Memory також використовувався Univac

Частина 2. Eniac та Binac | 2013-08-16 07:10:28 | Super User | Розвиток комп'ютерної техніки | https://сайт/media/system/images/new.png | ENIAC Перша у світі електронно-обчислювальна машина ENIAC| Eniac, Binac