Эниак 1946 автор – Первый в мире программируемый электронный компьютер весил 30 тонн и состоял из 18 тысяч электронных ламп

История компьютера ENIAC (цифровой интегратор и калькулятор)

14 февраля 1946 года — день рождения первого компьютера ENIAC, предшественника современных компьютеров.

«… С появлением повседневного использования сложных расчетов, скорость их выполнения приобрела первостепенное значение в очень высокой степени, и в настоящее время нет электронной вычислительной машины на рынке способной удовлетворить спрос в применении вычислительных методов». — Из патента ENIAC (США # 3120606) поданном 26 июня 1947 года.

В 1946 году Джон Мочли и Джон Эккерт Преспер разработали ENIAC I (Electrical Numerical Integrator And Calculator - цифровой интегратор и калькулятор). Американские военные финансировали их исследования. В то время армия нуждалась в компьютере для расчета артиллерийских таблиц стрельбы,  расчета параметров, используемых для многих видов оружия в различных условиях для обеспечения целевой точности стрельбы.

В научно-исследовательской лаборатории Баллистики,  (Ballistics Research Laboratory - BRL, он же филиал подразделения Министерства обороны США отвечающего за расчет таблиц) слышали об исследованиях Джона Мочли в университете электротехники,  который находился в штате Пенсильвания. Джон Мочли ранее уже создал несколько вычислительных машин, некоторые с небольшими электродвигателями внутри. Он начал проектирование (в 1942 году) улучшенных вычислительных машин, использюующих вакуумные трубки для ускорения расчетов.




data-ad-client="ca-pub-4472270966127159"
data-ad-slot="1061076221">

31 мая 1943 года военная комиссия начала работать над новым компьютером, Джон Мочли был главным консультантом, а Джон Эккерт Преспер был главным инженером.

Эккерт был аспирантом и учился в университете, где работал Джоном Мочли. Они познакомились в 1943 году. Эккерт был принят в команду для разработки ENIAC, которая должна была его разработать за 18 месяцев, имея при этом бюджет в 500.000 долларов. К тому времени война закончилась. Предполагалось, что ENIAC будет еще делать расчеты при разработке водородной бомбы, осуществлении прогнозов погоды, применяться при аэродинамических вычислениях и использоваться как датчик случайных чисел. Еще следует отметить, что исследования по ENIAC привели к множеству улучшений в устройстве вакуумной трубки.

Что было внутри ENIAC?

В компьютере ENIAC, содержалось 17468 вакуумных трубок , наряду с 70 тысячами резисторов, 10 тысячами конденсаторов, 1,5 тысячами реле, 6 тысячами ручных переключателей и 5 миллионами паяных соединений. Он охватывал 1800 квадратных футов (167 квадратных метров) жилой площади, весил 30 тонн, потреблял 160 киловатт электроэнергии. Был даже слух, что при включение ENIAC вызвало понижение напряжения в  Филадельфии, с тех пор это стало городским мифом.

В одну секунду, ENIAC (в тысячу раз быстрее, чем любая другая вычислительная машина на тот моменет) мог выполнять 5000 операций сложения чисел, 357 операций умножения или 38 делений. Использование вакуумных ламп вместо переключателей и реле увеличило скорость машины, но привело к увеличению времени, затрачиваемого на ее перепрограммирование и обслуживание.

В 1946 году Джон Эккерт Преспер и Джон Мочли создали Eckert-Mauchly Computer Corporation. В 1949 году их компания разработала компьютеры  BINAC, которые использовали магнитную ленту для хранения данных.

В 1950 году Remington Rand Corporation купила Eckert-Mauchly Computer Corporation и изменила название на Univac. В этой компании был разработан компьютер UNIVAC (Universal Automatic Computer), который стал по сути, прототипом современных компьютеров.

В 1955 году Remington Rand слилась с корпорацией Sperry образовав Sperry-Rand. Эккерт остался в компании в качестве исполнительного директора и продолжал исследования.  Позже Sperry-Rand  слилась с Burroughs Corporation, и стала корпорацией Unisys.

Джон Преспер Эккерт и Джон Мочли  получили IEEE Computer Society Pioneer Award в 1980 году.

Перевод с английского radnews.ru

По материалам сайта about.com

www.radnews.ru

14 февраля в 1946 году был запущен первый реально работающий электронный компьютер ENIAC


Машина Эниак (ENIAC, аббревиатура от Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный цифровой интегратор и вычислитель), подобно Марк-1 Говарда Эйкена, также предназначалась для решения задач баллистики. Но в итоге она оказалась способной решать задачи из самых различных областей.
ENIAC
С самого начала войны сотрудники Лаборатории баллистических исследований министерства обороны США, расположенной в районе Абердинского полигона, шт. Мэриленд, трудились над созданием баллистических таблиц, столь необходимых артиллеристам на полях сражений. Значение этих таблиц трудно переоценить. С их помощью артиллеристы могли делать поправки при наводке орудия с учетом расстояния до цели, ее высоты над уровнем моря, а также метеорологических условий — ветра и температуры воздуха. Однако для построения таблиц требовались очень длинные и утомительные вычисления — для расчета лишь одной траектории приходилось выполнять минимум 750 операций умножения, а каждая таблица включала не менее 2000 траекторий. Правда, дифференциальный анализатор позволил несколько ускорить расчеты, но это устройство давало лишь приближенные результаты, для уточнения которых привлекались затем десятки людей, работавших с обычными настольными калькуляторами.
Война разрасталась, военные разработки требовали ускорения, лаборатория не справлялась с работой и в конце концов вынуждена была обратиться за помощью. В расположенном неподалеку Высшем техническом училище Пенсильванского университета был создан вспомогательный вычислительный центр. Училище располагало дифференциальным анализатором, однако двое сотрудников вычислительного центра, Джон У. Мочли и Дж. Преспер Эккерт, вознамерились придумать кое-что получше.

Джон У. Мочли(слева) и Дж. Преспер Эккерт(справа)
Мочли, физик, увлекавшийся метеорологией, давно мечтал о создании устройства, которое позволило бы применить статистические методы для прогнозирования погоды. Перед войной он смастерил несколько простых цифровых счетных устройств на электронных лампах. Возможно, интерес к электронным вычислительным машинам возник у него под влиянием идей Джона Атанасоффа, работавшего в шт. Айова. В июне 1941 г. Мочли в течение пяти дней гостил у Атанасоффа, наблюдая, как тот вместе со своим помощником Клиффордом Берри трудился над прототипом компьютера, содержащим около З00 электронных ламп.
Существенным или нет оказалось влияние Атанасоффа — позже этот вопрос стал предметом судебной тяжбы, — но вдохновил Мочли на эту работу Прес Эккерт. Моложе Мочли на 12 лет Эккерт был поистине виртуозом в технике. В возрасте восьми лет он построил миниатюрный приемник. Как вспоминал позднее Мочли, Эккерт убедил его, что «мечты О компьютере можно осуществить на практике».
В августе 1942 г. Мочли написал нечто вроде заявки на пяти страничках, где вкратце изложил их совместное с Эккертом предложение о создании быстродействующего компьютера на электронных лампах. Заявка затерялась в инстанциях. Однако через несколько месяцев лейтенант Герман Голдстейн, прикомандированный к училищу военный представитель, случайно услышал об этой идее. В то время армия крайне нуждалась в новых баллистических таблицах. Артиллеристы сообщали из Северной Африки, что из-за очень мягкого грунта орудия далеко откатываются при отдаче и снаряды не достигают цели.

Голдстейн, до войны преподававший математику в Мичиганском университете, сразу же оценил значение предлагаемого проекта компьютера и начал хлопотать от имени военного командования, чтобы проект приняли к разработке. Наконец, 9 апреля 1943 г. — в день, когда Эккерту исполнилось 24 года, — армия заключила с училищем контракт на 400 тыс. долл., предусматривающий создание компьютера Эниак.

Группа специалистов, работавшая над этим проектом, в конечном счете выросла до 50 человек. Мочли был главным консультантом проекта, Эккерт — главным конструктором. Разные по своему характеру и привычкам эти два человека прекрасно дополняли друг друга. Быстрый и общительный Мочли генерировал идеи, а сдержанный, хладнокровный и осторожный Эккерт подвергал эти идеи строгому анализу, желая убедиться, что они действенны. «Он обладал потрясающей способностью переводить все на практический уровень, пользуясь простыми техническими средствами, — так охарактеризовал Эккерта один из членов группы, — Преспер был не тем человеком, который мог бы потеряться в тысяче уравнений».
Конструкция машины выглядела фантастически сложной — предполагалось, что она будет содержать 17468 ламп. Такое обилие ламп отчасти объяснялось тем, что Эниак должен был работать с десятичными числами. Мочли предпочитал десятичную систему счисления, ибо хотел, чтобы «машина была понятна человеку». Однако столь большое количество ламп, которые, перегреваясь, выходили из строя, приводили к частым поломкам. При 17 тыс. ламп, одновременно работающих с частотой 100 тыс. импульсов в секунду, ежесекундно возникало 1,7 млрд. ситуаций, в которых хотя бы одна из ламп могла не сработать. Экерт разрешил эту проблему, позаимствовав прием, который широко использовался при эксплуатации больших электроорганов в концертных залах: на лампы стали подавать несколько меньшее напряжение, и количество аварий снизилось до одной-двух в неделю.

Экерт разработал также программу строгого контроля исправности аппаратуры. Каждый из более чем 100 тыс. электронных компонентов 30-тонной машины подвергался тщательной проверке, затем все они аккуратно расставлялись по местам и запаивались, а иногда и перепаивались не раз. Эта работа потребовала большого напряжения сил всех членов группы, включая Мочли, ее «мозговой центр».

В конце 1945 г., когда ENIAC был наконец собран и готов к проведению первого официального испытания, война, нуждам которой он был призван служить, окончилась. Однако сама задача, выбранная для проверки машины, — расчеты, которые должны были ответить на вопрос о принципиальной возможности создания водородной бомбы, — указывала на то, что роль компьютера в послевоенные годы и годы «холодной войны» не снижалась, а скорее возрастала.

Эниак успешно выдержал испытания, обработав около миллиона перфокарт фирмы IBM. Спустя два месяца машину продемонстрировали представителям прессы. По своим размерам (около 6 м в высоту и 26 м в длину) этот компьютер более чем вдвое превосходил Марк-1 Говарда Эйкена.
Эйкен Говард Хатауэй
Однако двойное увеличение в размерах сопровождалось тысячекратным увеличением в быстродействии. По словам одного восхищенного репортера, Эниак работал «быстрее мысли».

Не успел Эниак вступить в эксплуатацию, как Мочли и Эккерт уже работали по заказу военных над новым компьютером. Главным недостатком компьютера Эниак были трудности, возникавшие при изменении вводимых в него инструкций, т. е. программы. Объема внутренней памяти машины едва хватало для хранения числовых данных, используемых в расчетах. Это означало, что программы приходилось буквально «впаивать» в сложные электронные схемы машины. Если требовалось перейти от вычислений баллистических таблиц к расчету параметров аэродинамической трубы, то приходилось бегать по комнате, подсоединяя и отсоединяя сотни контактов, как на ручном телефонном коммутаторе. В зависимости от сложности программы такая работа занимала от нескольких часов до двух дней. Это было достаточно веским аргументом, чтобы отказаться от попыток использовать Эниак в качестве универсального компьютера.

thebester.ru

История науки: ЭНИАК, или Как обмануть военных. Математика и Computer Science

Математика и Computer Science

История науки: ЭНИАК, или Как обмануть военных

Как благодаря артиллерии появился один из самых мощных компьютеров, на какой обман из-за этого пришлось пойти и почему с созданием вычислительной машины опоздали, рассказываем в очередном выпуске рубрики «История науки».

Как и очень многое в нашей жизни, электронные вычислительные машины появились благодаря военным. Заказ на создание машины, о которой пойдет речь в нашей статье, поступил от артиллеристов. Действительно, расчет траектории полета снаряда — дело очень непростое, для точного вычисления места, куда попадет снаряд гаубицы или обычного орудия, нужно учитывать очень много параметров: возвышение ствола орудия, калибр и аэродинамические показатели снаряда, скорость ветра, давление, температуру и влажность воздуха, тип заряда, который заложен в орудие.

В те времена в армии США такими расчетами занималась Лаборатория баллистических исследований, которая издавала таблицы стрельб для каждого снаряда. Для этого девушкам-вычислителям Лаборатории требовалось совершить на механических арифмометрах около 1000 действий для каждой траектории. Всего траекторий в таблицах было около трех тысяч. Поэтому в 1943 году Электротехническая школа (институт) Мура Пенсильванского университета получила заказ на создание вычислителя, который делал бы всю эту работу.

Институт Мура уже располагал к тому времени механическим вычислителем («дифференциальным анализатором»), который умел делать часть расчетов, и Джоном Мокли, который еще в 1942 году представил руководству докладную записку The Use of High-Speed Vacuum Tube Devices for Calculation, в которой предложил создать машину на электронных лампах, что намного ускорило бы работу. Правда, руководство поступило с новаторским предложением по-своему: сдало его в архив «без движения», а потом просто потеряло. Кроме того, в Институте имелся студент Джон Эккерт с фантастическим талантом инженера. Эккерт с Мокли и стали разработчиками архитектуры нового вычислителя.

Чтобы не спугнуть боящихся всего нового военных, новый проект для начала назвали electronic diff. analyzer. Не слишком сведущее военное руководство решило, что это всего лишь улучшенный электронными лампами уже имеющийся дифференциальный анализатор, и «купилось» на уловку, выделив 61 700 долларов на первые полгода по контракту W-670-ORD-4926. Тем более что авторы проекта клялись, что одну траекторию машина будет считать всего пять минут.

После одобрения проект переименовали: он стал называться «электронный числовой интегратор». Потом добавилось «и вычислитель». Так появился ENIAC — Electronic Numerical Integrator And Computer.

Уже к февралю 1944 года теоретическая работа была завершена: продумана архитектура и прописаны электрические схемы. Началась работа по сборке 27-тонной машины, которая длилась полтора года. Увы, к несчастью для военных, Вторая мировая тогда уже завершилась, даже ядерное оружие было испытано. Однако это был первый настоящий компьютер, которому нашлось применение в расчетах термоядерной бомбы и таблиц стрельб ядерными боеприпасами. История сохранила нам имена шести девушек: Франсис Билас, Рут Лихтерман, Кэтлин Макналти, Франсис Снайдер, Бетти Дженнингс, Мерилин Мельцер. Так звали первых программистов первого компьютера.

Впрочем, то, что настало относительно мирное время, позволило ENIAC сравнительно быстро «выйти из тени». 15 февраля 1946 года компьютер официально представили общественности и прессе.

ENIAC проработал до 1955 года, когда его сменили более мощные и совершенные машины. Но за десять лет работы он успел многое: не говоря о чисто военных применениях машины, на нем рассчитывали аэродинамику сверхзвукового крыла (1946 год), число «пи» с точностью до 2000 знаков после запятой (1949), на нем выполнили первый успешный прогноз погоды (1950). Правда, прогноз на следующие 24 часа считался почти 24 часа, но все равно это был грандиозный успех. Человечество медленно, но уверенно начало входить в цифровую эру.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.

Автор: Алексей Паевский

МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ

indicator.ru

ЭНИАК - это... Что такое ЭНИАК?

ENIAC

ЭНИАК (англ. ENIAC, сокр. от Electronic Numerical Integrator and Computer — Электронный числовой интегратор и вычислитель) — первый электронный цифровой компьютер общего назначения, который можно было перепрограммировать для решения широкого спектра задач.

История создания

Архитектуру компьютера начали разрабатывать в 1943 году Джон Преспер Экерт (англ.) и Джон Уильям Мокли, учёные из Пенсильванского университета (Институт Мура (англ.)) по заказу Лаборатории баллистических исследований (англ.) Армии США для расчётов таблиц стрельбы. В отличие от созданного в 1941 году немецким инженером Конрадом Цузе комплекса Z3, использовавшего механические реле, в ЭНИАКе в качестве основы компонентной базы применялись вакуумные лампы.

Расчеты таблиц стрельбы в то время проводились вручную на настольных арифмометрах. Эту работу в Лаборатории выполняли особые клерки — «компьютеры» — в основном женщины. Таблицы стрельбы рассчитывались для каждого отдельного типа снаряда и орудия перед отправкой на фронт, и при различных комбинациях множества параметров (температура воздуха, скорость ветра, плотность почвы под орудием, возвышение ствола, скорость снаряда, температура ствола орудия) требовался кропотливый расчет около 3000 траекторий полета снаряда. Расчет каждой траектории требовал примерно 750 операций. Один вычислитель был способен выполнить это расчет за 12 дней, а на вычисление всей таблицы потребовалось бы 4 года. Без этих таблиц артиллеристам просто невозможно было точно попасть в цель. В условиях Второй Мировой войны на фронт в Европу отправлялось все больше и больше орудий и снарядов к ним, в 1943 году союзные войска высадились в Африке, где условия стрельбы были совершенно новыми и требовали новых таблиц, а Лаборатория не справлялась со своевременным их расчетом.

В Институте Мура имелся один из немногих «дифференциальных анализаторов (англ.)» — механический вычислитель, к помощи которого прибегала Лаборатория для выполнения хотя бы части расчетов. В этом институте Мокли работал преподавателем, а Экерт — был простым студентом с незаурядными способностями инженера. В августе 1942 года Мокли написал 7-страничный документ «The Use of High-Speed Vacuum Tube Devices for Calculation», в котором предлагал Институту построить электронную вычислительную машину основанную на вакуумных лампах. Руководство Института работу не оценило и сдало документ в архив, где он вообще был утерян.

Сотрудничество Института Мура с Баллистической Лабораторией по вычислению таблиц стрельбы осуществлялось через капитана Германа Голдстайна, который до поступления на службу в армию работал профессором математики в Университете штата Мичиган. Лишь в начале 1943 года один из работников Института в случайной беседе сообщил Голдстайну об идее электронного вычислителя, с которой носился Мокли. Использование электронной вычислительной машины позволило бы Лаборатории сократить время расчета с нескольких месяцев до нескольких часов. Голдстайн встретился с Мокли и предложил ему обратиться с заявкой в Лабораторию на выделение средств для постройки задуманной машины. Мокли по памяти восстановил утерянный 7-страничный документ с описанием проекта.

9 апреля 1943 года проект был представлен Баллистической Лаборатории на заседании Комиссии по науке. В проекте машина называлась «электронный дифф. анализатор» (electronic diff. analyzer). Это была уловка, чтобы новизна проекта не вызвала отторжение у военных. Все они были уже знакомы с дифференциальным анализатором, и проект в их представлении просто предлагал сделать его не механическим, а электрическим. Проект обещал, что построенный компьютер будет вычислять одну траекторию за 5 минут.

После короткой презентации научный консультант комиссии Освальд Веблен (англ.) одобрил идею, и деньги (61.700 долларов США на первые 6 месяцев исследовательских работ) были выделены. В контракте под номером W-670-ORD-4926, заключенном 5 июня 1943 года, машина называлась «Electronic Numerical Integrator» («Электронный числовой интегратор»), позднее к названию было добавлено «and Computer» («и компьютер»), в результате чего получилась знаменитая аббревиатура ENIAC. Куратором проекта «Project PX» со стороны Армии США выступил опять-таки Герман Голдстайн.

К февралю 1944 года были готовы все диаграммы и чертежи будущего компьютера, и группа инженеров под руководством Экерта и Мокли приступила к воплощению замысла в «железо». В группу вошли также:

  • Роберт Шоу (Robert F. Shaw} (функциональные таблицы)
  • Джеффри Чуан Чу (Jeffrey Chuan Chu) (модуль деления/извлечения квадратного корня)
  • Томас Кайт Шарплес (Thomas Kite Sharpless) (главный программист)
  • Артур Бёркс (Arthur Burks) (модуль умножения)
  • Гарри Хаски (Harry Huskey) (модуль чтения вывод данных)
  • Джек Дэви (Jack Davis) (аккумуляторы)

В середине июля 1944 года Мокли и Эккерт собрали два первых «аккумулятора» — модули, которые использовались для сложения чисел. Соединив их вместе, они перемножили два числа 5 и 1000 и получили верный результат. Этот результат был продемонстрирован руководству Института и Баллистической Лаборатории и доказал всем скептикам, что электронный компьютер действительно может быть построен.

Компьютер был полностью готов лишь осенью 1945 года. Так как война к тому времени уже была закончена, и острой необходимости в быстром расчете таблиц стрельбы уже не было, военное ведомство США решило использовать ENIAC в расчетах по разработке термоядерного оружия.

Будучи сверхсекретным проектом Армии США, компьютер был представлен публике и прессе лишь много месяцев спустя после окончания войны — 14 февраля 1946 года. Через несколько месяцев — в ноябре 1946 года — ENIAC был разобран и перевезен из Университета Пенсильвании в г. Абердин в Лабораторию баллистических исследований Армии США, где с августа 1947 года он успешно проработал ещё много лет и был окончательно выключен 2 октября 1955 года.

В Баллистической Лаборатории на ENIAC выполнялись расчеты по проблеме термоядерного оружия, прогнозам погоды в СССР для предсказания направления выпадения ядерных осадков на случай ядерной войны, инженерные расчеты, и конечно же таблиц стрельбы, включая таблицы стрельбы ядерными боеприпасами.

Использование

В качестве испытания ЭНИАКу первой была поставлена задача по математическому моделированию термоядерного взрыва супер-бомбы по гипотезе Улама-Теллера. фон Нейман, который одновременно работал консультантом и в Лос-Аламосской лаборатории и в Институте Мура, предложил группе Теллера использовать ЭНИАК для расчетов ещё в начале 1945 года. Решение проблемы термоядерного оружия требовало такого огромного объёма вычислений, что справиться с ним не могли никакие электромеханические калькуляторы, имевшиеся в распоряжении Лаборатории. В августе 1945 физики Лос-Аламосской лаборатории Николас Метрополис и Стенли Френкель (англ.) посетили институт Мура, и Герман Голдстайн вместе со своей женой Адель, которая работала в команде программистом и была автором первого руководства по работе с ЭНИАКом[1], познакомили их с техникой программирования ЭНИАКа. После этого они вернулись в Лос-Аламос, где стали работать над программой под названием «The Los Alamos Problem».

Производительность ЭНИАКа был слишком мала для полноценной симуляции, поэтому Метрополис и Френкель сильно упростили уравнение, игнорируя многие физические эффекты и стараясь хотя бы приблизительно рассчитать лишь первую фазу взрыва дейтерий-тритиевой смеси в одномерном пространстве. Детали и результаты выполненных в ноябре-декабре 1945 года расчетов до сих пор засекречены. Перед ЭНИАКом была поставлена задача решить сложнейшее дифференциальное уравнение, для ввода исходных данных к которому понадобилось около миллиона перфокарт. Вводная задача была разбита на несколько частей, чтобы данные могли поместиться в память компьютера. Промежуточные результаты выводились на перфокарты и после перекоммутации снова заводились в машину. В апреле 1946 года группа Теллера обсудила результаты и расчетов и сделала вывод, что они достаточно обнадеживающе хотя и очень приблизительно доказывают возможность создания водородной бомбы.

На обсуждении результатов расчета присутствовал Станислав Улам. Пораженный скоростью работы ЭНИАКа он предложил сделать расчеты по термоядерному взрыву методом Монте-Карло. В 1947 году на ЭНИАКе было выполнено 9 расчетов этим методом с различными исходными параметрами. После этого метод Монте-Карло стал использоваться во всех вычислениях, связанных с разработкой термоядерного оружия.

Британский физик Дуглас Хартри в апреле и июле 1946 года решал на ЭНИАКе проблему обтекания воздухом крыла самолета, движущегося быстрее скорости звука. ЭНИАК выдал ему результаты расчетов с точностью до седьмого знака. Об этом опыте работы Хартри написал в статье в сентябрьском выпуске журнала Nature за 1946 год[2].

В 1949 году фон Нейман использовал ЭНИАК для расчета числа пи и е с точностью до 2000 знаков после запятой. фон Неймана интересовало статистическое распределение цифр в этих числах. Предполагалось, что цифры в этих числах появляются с равной вероятностью, а значит компьютеры могут генерировать действительно случайные числа, которые можно использовать как вводные параметры для вычислений методом Монте-Карло. Вычисления для числа е были выполнены в июле 1949 года, а для числа пи — за один день в начале сентября. Результаты показали, что «цифры в числе пи идут в случайном порядке, а вот с числом е все обстояло значительно хуже»[3].

Первый успешный численный прогноз погоды был произведен в 1950 году командой американских метеорологов — Жюлем Чарни (англ.), Филипом Томсоном, Ларри Гейтсом, норвежцем Рагнаром Фьюртофтом (англ.) и математиком Джоном фон Нейманом с использованием ENIAC. Они использовали упрощенные модели атмосферных потоков на основе баротропного уравнения вихря скорости. Это упрощение понизило вычислительную сложность задачи и позволило произвести расчеты с использованием доступных в то время вычислительных мощностей[4]. Описание расчетов и анализ результатов были представлены в работе «Numerical Integration of Barotropic Vorticity Equation»[5], опубликованной 1 ноября 1950 года в журнале Tellus. В статье упоминается, что прогноз погоды на следующие 24 часа на ЭНИАКе был выполнен за 24 часа, то есть прогноз едва успевал за реальностью. Большая часть времени уходила на распечатку перфокарт и их сортировку. При должной оптимизации работы ЭНИАКа, говорилось в работе, расчет можно было бы выполнить за 12 часов, а при использовании более совершенных машин — за 30 минут. Для прогноза использовались карты погоды над территорией США и Канады за 5, 30, 31 января и 13 февраля 1949 года. После расчетов прогнозные карты сравнивались с реальными для оценки качества прогноза.

Характеристики, архитектура и программирование

На создание ENIAC ушло 200.000 человеко-часов и 486.804,22 доллара США. Всего комплекс включал 17468 ламп 16 различных типов, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов.

  • Вес — 27 тонн
  • Объём памяти: 20 число-слов
  • Потребляемая мощность — 174 кВт
  • Вычислительная мощность — 357 операций умножения или 5000 операций сложения в секунду
  • Тактовая частота — 100 kHz, то есть один импульс каждые 10 микросекунд. Основной вычислительный такт состоял из 20 импульсов и занимал 200 микросекунд. Сложение выполнялось за 1 такт, умножение — за 14 тактов. Умножение заменялось многократным сложением, так что 1 умножение равнялось 14 операциям сложения и выполнялось соответственно за 2.800 микросекунд
  • Устройство ввода-вывода данных: табулятор перфокарт компании IBM — 125 карт/минуту на ввод, 100 карт/минуту на вывод[6]

Вычисления производились в десятичной системе, после тщательного анализа ей было отдано предпочтение перед двоичной системой в связи с тем, что для реализации устройств оперирующих с двоичными числами требовалось значительно меньшее количество ламп. Компьютер оперировал числами максимальной длинной в 20 разрядов [7].

Многие специалисты Института скептически предсказывали, что при таком количестве ламп в системе компьютер просто не сможет работать сколь-нибудь продолжительное время, чтобы выдать стоящий результат - слишком много точек отказа. Выход из строя одной лампы, одного конденсатора, или резистора, значил останов работы всей машины, и по теории вероятности существовало 1.8 миллиардов вероятностей отказа в каждую секунду[8]. Для того, чтобы вакуумные лампы реже перегорали, Экерт придумал подавать на них минимальное напряжение, а после произведения вычислений ЭНИАК продолжал работать, поддерживая лампы в «теплом» состоянии, чтобы перепад температуры при охлаждении и накаливании не приводил к их перегоранию. Так инженеры добились того, чтобы ЭНИАК работал минимум 20 часов между поломками. Не так много по нынешним меркам, но за каждые 20 часов работы ЭНИАК выполнял месячный объём работы механических вычислителей.

До 1948 года для перепрограммирования ENIAC нужно было перекоммутировать его заново, в то время как Z3 умел считывать программы с перфорированной ленты. Программирование задачи на ЭНИАКе могло занимать до двух дней, а на её решение — несколько минут. При перекоммутировании ЭНИАК превращался как бы в новый специализированный компьютер для решения специфической задачи. Ещё на этапе конструирования ЭНИАКа Экерт и Мокли понимали недостатки своего детища, но на этапе проектирования они не считались критическими, поскольку компьютер изначально предназначался для выполнения однотипных баллистических расчетов[9].

В январе 1944 года, Экерт сделал первый набросок второго компьютера с более совершенным дизайном, в котором программа хранилась в памяти компьютера, а не формировалась с помощью коммутаторов и перестановки блоков, как в ЭНИАКе. Летом 1944 года военный куратор проекта Герман Голдстайн случайно познакомился со знаменитым математиком фон Нейманом и привлек его к работе над машиной. Фон Нейман внес свой вклад в проект с точки зрения строгой теории. Так был создан теоретический и инженерный фундамент для следующей модели компьютера под названием EDVAC с хранимой в памяти программой. Контракт с Армией США на создание этой машины был подписан в апреле 1946 года.

Научная работа фон Неймана «Первый проект отчёта о EDVAC (англ.)», обнародованная 30 июня 1945 года, послужила толчком к созданию вычислительных машин в США (EDVAC, BINAC, UNIVAC I) и в Англии (EDSAC). Из-за огромного научного авторитета идея о компьютере с программой, хранимой в памяти, приписывается фон Нейману («архитектура фон Неймана»), хотя приоритет на самом деле принадлежит Экерту, предложившему использовать память на ртутных акустических линиях задержки. Фон Нейман подключился к проекту позднее и просто придал инженерным решениям Мокли и Экерта академический научный смысл.

В июле 1953 года к ЭНИАКу подключен был модуль памяти на магнитных сердечниках, увеличивший объём оперативной памяти компьютера с 20 до 120 число-слов.

Влияние

ЭНИАК нельзя было назвать совершенным компьютером. Машина создавалась в военное время в большой спешке с нуля при отсутствии какого-либо предыдущего опыта создания подобных устройств. ЭНИАК был построен в единственном экземпляре, и инженерные решения, реализованные в ЭНИАКЕ, не использовались в последующих конструкциях компьютеров. ЭНИАК скорей компьютер не первого, а «нулевого» поколения. Значение ЭНИАКа заключается просто в его существовании, которое доказало возможность построения полностью электронного компьютера, способного работать достаточно продолжительное время, чтобы оправдать затраты на его постройку и принести ощутимые результаты.

В марте 1946 года Экерт и Мокли из-за споров с Пенсильванским университетом о патентах на ЭНИАК и на EDVAC, над которым они в то время работали, решили покинуть институт Мура и начать частный бизнес в области построения компьютеров. В качестве «прощального подарка» и по просьбе Армии США они прочитали в институте серию лекций о конструировании компьютеров под общим названием «Теория и методы разработки электронных цифровых компьютеров», опираясь на свой опыт построения ENIAC и проектирования EDVAC. Эти лекции вошли в историю как «Лекции Института Мура (англ.)». Лекции — по сути первые в истории человечества компьютерные курсы — читались летом 1946 года с 8 июля по 31 августа только для узкого круга специалистов США и Великобритании, работавших над той же проблемой в разных правительственных ведомствах и научных институтах, всего 28 человек. Лекции послужили отправной точкой к созданию в 40-х и 50-х года успешных вычислительных систем CALDIC, SEAC, SWAC, ILLIAC, машина Института перспективных исследований (англ.) и компьютер Whirlwind (англ.), использовавшийся ВВС США в первой в мире компьютерной системе ПВО SAGE.

Память о компьютере

  • Некоторые детали компьютера ENIAC выставлены в Национальном Музее Американской истории (англ.) в Вашингтоне.
  • В честь компьютера назван астероид (229777) ENIAC[10].
  • В 1995 году был создан миниатюрный кремниевый чип ENIAC-on-A-Chip рамерами 7.44 мм х 5.29 мм, на котором с помощью 250 000 (в других источниках 174 569[9]) транзисторов была реализована логика, аналогичная 30-тонному ЭНИАКу. Чип работал на частоте 20Мгц, то есть значительно быстрее, чем ЭНИАК.[11]

См. также

  • EDSAC — британский компьютер, первый реализовавший «архитектуру фон Неймна» (1948)
  • EDVAC — следующий компьютер Института Мура, созданный для Армии США на принципах «архитектуры фон Неймана» (1949)

Литература

Примечания

  1. A REPORT ON THE ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) June 1, 1946
  2. The Eniac, an Electronic Computing Machine // Nature (12 October 1946) vol. 158. — p.500—506 [1]
  3. Nicholas Metropolis, George Reitwiesner, and John von Neumann, Statistical treatment of values of first 2000 decimal digits of e and of pi calculated on the ENIAC, Mathematical tables and other aids to Computations 4 (1950), no. 30, 109—112
  4. American Institute of Physics. Atmospheric General Circulation Modeling. 2008-01-13.
  5. Репринт работы Numerical Integration of Barotropic Vorticity Equation на сайте Университета Дублина
  6. ELECTRONIC COMPUTERS WITHIN THE ORDNANCE CORPS by Karl Kempf November 1961 Техническая спецификация ЭНИАКа
  7. Rojas, 2002, p. 130
  8. A Short History of the Second American Revolution
  9. 1 2 Rojas, 2002, p. 177
  10. База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы (229777) (англ.)
  11. Jan Van Der Spiegel (1996-03). «ENIAC-on-a-Chip»

dic.academic.ru

1946: как родился ЭНИАК: vvprohvatilov


70 лет назад сотрудники Пенсильванского университета Джон Преспер Эккерт и Джон Уильям Мокли по заказу Лаборатории баллистических исследований армии США создали первый электронный универсальный компьютер для расчета таблиц артиллерийской стрельбы.
Еще в 1941 году в США гарвардским математиком Говардом Эйкеном по контракту с компанией IBM на основе идей английского математика Чарльза Бэббиджа был построен компьютер «Марк I», состоящий из электромеханических реле и переключателей. Созданная Бэббиджем в 1822 году вычислительная машина состояла из шестеренок и рычагов и использовалась для вычисления логарифмических и тригонометрических таблиц.

Машина Бэббиджа

«Марк I» был запущен 7 августа 1941 года в Гарвардском университете.
Справка:
«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — автоматический вычислитель) первый американский программируемый компьютер. Машина была заключена в корпус из стекла и нержавеющей стали. Компьютер содержал около 765 тысяч деталей (электромеханических реле, переключателей и т. п.) достигал в длину почти 17 м (машина занимала в Гарвардском университете площадь в несколько десятков квадратных метров), в высоту — более 2,5 м и весил около 4,5 тонн. Общая протяжённость соединительных проводов составляла почти 800 км. Основные вычислительные модули синхронизировались механически при помощи 15-метрового вала, приводимого в движение электрическим двигателем, мощностью в 5 л. с. (4 кВт).
Компьютер оперировал 72 числами, состоящими из 23 десятичных разрядов, делая по 3 операции сложения или вычитания в секунду. Умножение выполнялось в течение 6 секунд, деление — 15,3 секунды, на операции вычисления логарифмов и выполнение тригонометрических функций требовалось больше минуты.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Марк_I_(компьютер)

«Марк I»

«Марк I» являлся всего лишь усовершенствованным арифмометром и заменял труд 20 операторов с обычными ручными арифмометрами, однако из-за наличия возможности его программирования «Марк I» иногда называют первым реально работавшим компьютером. Но уж если быть точным, то на самом деле немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину Z3 еще в 1939 году.
Машина Цузе состояла из телефонных реле. Через год Цузе предложил усовершенствовать ее, заменив реле электронными лампами. Если бы его идея осуществилась, то он опередил бы американцев с их ЭНИАКом. Но из-за запрета на долговременные научные исследование предложение Цузе было отклонено. Сегодня отреставрированную Z3 могут видеть посетители Мюнхенского музея.

Машина Z3 в мюнхенском музее

Джон Мокли еще до начала второй мировой войны сконструировал несколько простых вычислительных машин на электронных лампах. В августе 1942 года он написал небольшую работу «The Use of High-Speed Vacuum Tube Devices for Calculation», в которой он обосновал возможность построить мощную электронную вычислительную машину, основу которой составляли бы вакуумные лампы. Но тогда его предложение никого не заинтересовало.
Лишь в начале 1943 года капитан армии США Герман Голдстайн из случайного разговора узнал об идее электронного вычислителя, оценил ее военное значение и встретился с Мокли. Объединив усилия, им удалось добиться заключения контракта с военными. К Мокли присоединился способный студент Эккерт, и работа закипела.
К февралю 1944 года они сделали технический проект и приступили к его воплощению «в железо». Под их руководством к этому времени уже работало 50 человек. Мокли был главным генератором идей, а осторожный и вдумчивый Эккерт - главным конструктором.
ЭНИАК еще не был создан, а американские ученые уже разрабатывали более совершенные машины. В январе 1944 года Эккерт сделал эскизный проект компьютера, в котором программы хранились в памяти ЭВМ, а не формировалась с помощью коммутации и перестановки блоков, как в ЭНИАКе. Летом 1944 года армейский куратор проекта Герман Голдстайн познакомился со знаменитым математиком Джоном фон Нейманом и привлёк его к работе над ЭВМ. Фон Нейман внёс серьезный теоретический вклад в проект. В итоге был создан теоретический фундамент для проекта Эккарта - следующей модели вычислительной машины под названием EDVAC(ЭДВАК) с хранимой в памяти программой.

ЭНИАК

Конструкция машины была крайне сложной. Вначале предполагалось, что она будет содержать около 17,5 тысяч ламп, так как ЭНИАК должен был работать с десятичной системой счисления, потому что Мокли считал, что его компьютер должен был понятен любому человеку. Электронные лампы часто перегревались и выходили из строя, что останавливало работу всей машины. В ЭНИАКе существовало около двух миллиардов различных вариантов отказа . В итоге за неделю перегорало примерно 2-3 лампы, среднее время работы лампы составляло 2500 часов. Мокли и Эккерту удалось добиться 20-часовой непрерывной работы ЭНИАКа без поломок. За каждые 20 часов работы вычислительная машина выполняла месячный объём работы операторов с механическими арифмометрами.
Когда ЭНИАК прошел все испытания, война уже закончилась и его переориентировали для расчетов параметров термоядерной бомбы.

Эккерт и Мокли у ЭНИАКа

По быстродействию ЭНИАК опережал «Марк-I» в тысячу раз. На нем стали выполнять расчеты по всем проблемам, связанным с термоядерным оружием, в частности по прогнозам погоды в Советском Союзе для предсказания направления выпадения ядерных осадков в случае ядерной войны, а также составлялись таблицы стрельбы ядерными боеприпасами.
В 1950 году на ЭНИАКе под руководством фон Неймана был впервые сделан численный прогноз погоды, на что ушло целых пять недель.
ЭНИАК проработал 10 лет и был выведен из строя лишь в 1955 году.
Как известно, первым термоядерную (водородную) бомбу создал СССР, у которого тогда не было таких вычислительных машин, как американский ЭНИАК. Параметры отечественной супербомбы рассчитывались следующим образом: стояло три длинных ряда столов, за каждым из них сидел оператор и на арифмометре «Феликс» выполнял только одно действие. Результат записывался в карточку и передавался следующему оператору в ряду.
Все три ряда выполняли одинаковые вычисления, результаты которых сравнивались. В случае расхождения определялся оператор, который сделал ошибку, и с этого места вычисления повторялись еще раз.
Точно так же рассчитывались орбиты первых советских спутников.
Первая советская ЭВМ была разработана лабораторией С. А. Лебедева на базе киевского Института электротехники АН УССР и запущена 6 ноября 1950 года.
Хотелось бы обратить внимание на некоторые характерные для американского инновационного процесса особенности разработки ЭНИАКа.
Во-первых, куратором разработки был назначен капитан Герман Голдстайн, «первооткрыватель» Мокли и его идеи электронного вычислителя. Никому не пришло в голову назначить на его место какого-нибудь четырехзвездного генерала, не было никаких откатов и кумовства. Во-вторых, сам Мокли признавал превосходство студента Эккарта как конструктора и никогда не подсиживал своего напарника.
Сегодня традиции добросовестной конкуренции во многом утеряны на высших уровнях американского ВПК. Оттого и рождаются такие непригодные к реальным боевым действиям «демонстраторы технологий», как эсминцы «Замволт» или злосчастный стелс-истребитель F-111, а бюджеты на их создание вырастают до космических размеров.
Возможно, поэтому самые мощные современные компьютеры находятся сегодня в Китае. Что касается всем известного отставания отечественной компьтерной инженерии, то она, на мой взгляд, стала следствием не научно-технического застоя (талантливых конструкторов в СССР хватало во все времена), а исчезновением стратегического целеполагания. И эта проблема не преодолена, как мне кажется, и до сих пор.
Автор: Владимир Прохватилов, Президент Фонда реальной политики (Realpolitik), эксперт Академии военных наук

http://argumentiru.com/hitech/2016/08/436090

vvprohvatilov.livejournal.com

Виртуальный музей ВТ(40-е 20 века)


В 1941 году инженер фирмы IBM Б.Фелпс начал работу по созданию десятичных электронных счетчиков для табуляторов, а в 1942 году создал экспериментальную модель электронного множительного устройства.

31 мая 1941 года была успешно испытана Z3 ( на электромеханических реле) — первая в мире программно управляемая вычислительная машина, выполнявшая операции над числами с плавающей запятой, представленными в двоичной системе счисления, и имевшая булевы логические схемы. Создателем этой машины был немецкий инженер Конрад Цузе.

Журнал "Домашний компьютер" №12-2002 Наследники Бэббиджа

Газета "ИНФОРМАТИКА" Инженер

В 1942 году американский физик Джон Моучли (John Mauchly, 1907-1980), после детального ознакомления с проектом Атанасова, представил собственный проект вычислительной машины. В работе над проектом ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и калькулятор) под руководством Джона Моучли и  Джона Эккерта (John Presper Eckert) участвовало 200 человек. Весной 1945 года ЭВМ была построена, а в феврале 1946 года рассекречена. ENIAC, содержащий 178468 электронных ламп шести различных типов, 7200 кристалических диодов, 4100 магнитных элементов, занимавшая площадь в 300 кв.метром, в 1000 раз превосходил по быстродействию релейные вычислительные машины.

Компьютер проживет девять лет и последний раз будет включен в 1955 году.


Инженер подключает кабели, при помощи которых осуществлялось программирование машины ENIAC.


Collossus

Одновременно с постройкой ENIAC, также в обстановке секретности, создавалась ЭВМ в Великобритании. Секретность была необходима потому, что проектировалось устройство для дешифровки кодов, которыми пользовались вооруженные силы Германии в период второй мировой войны (знаменитая шифровальная машина Энигма). Математический метод дешифровки был разработан группой математиков, в число которых входил Алан Тьюринг (Alan Turing). В течение 1943 году в Лондоне была построена машина Colossus на 1500 электронных лампах. Разработчики машины - М.Ньюмен и Т.Ф.Флауэрс.


Историческая справка

Самым известным устройством для защиты информации, над вскрытием которого бились криптоаналитики всего мира, является шифровальная машина Enigma (Тайна), созданная немецким инженером Артуром Шербиусом.

По принципу действия шифратор Enigma напоминал автомобильный одометр: три съемных зубчатых ротора (шифродиска) со сквозными электрическими контактами располагались друг за другом. Когда оператор нажимал клавишу с буквой открытого текста, сигнал проходил через путаницу контактов на трех шифродисках, после чего попадал на перемычку рефлектора и отправлялся в обратном направлении (уже по другому «электрическому пути»). Затем первый диск поворачивался на одну позицию — и кодирование следующей буквы производилось уже по совершенно иному закону. Как только оператор вводил через клавиатуру 26 знаков, первый диск возвращался в исходное положение, а вот второй проворачивался на позицию вперед. Чтобы быстро зашифровать и передать текст с помощью Энигмы, требовалась бригада из четырех человек: один зачитывал вслух открытый текст, второй набивал его на клавиатуре, третий считывал зашифрованную информацию с индикаторов, а четвертый передавал ее в телефонную или телеграфную линию.

Ключами к шифрмашине Enigma служили начальное расположение роторов и электрическая коммутация цепей — количество возможных ключевых комбинаций выражалось числом с 92 нулями.

Считалось, что если Enigma используется правильно, то вскрыть зашифрованную информацию невозможно. Однако при невнимательности связистов шифр терял свою стойкость. Первым, кому удалось «расколоть» Энигму, используя человеческий фактор, стал английский криптоаналитик Алан Тьюринг.

Посмотреть видео


Шифровальная машина Энигма

Ввод информации осуществлялся с перфоленты. Использовалась стандартная перфолента от телеграфных аппаратов того времени. 

В соответствии с телеграфным кодом она имела 5 дорожек, что отличается от более поздних компьютерных перфолент, применявшихся в Советском Союзе аж в конце 80-х годов: те имели 8 дорожек (байт). 


Вот так выглядело устройство ввода с перфоленты машины Colossus

Скорость ввода была огромной: 50 000 знаков в секунду. На такой скорости летящая лента из плотной тонкой бумаги может разрезать человеческое тело не хуже бритвы. После окончания второй мировой войны  компьютеры Colossus были уничтожены, секретность была полнейшая. Первая информация об этих машинах появилась только в 1970 году, после рассекречивания ряда американских документов. В 1994 году было создано общество по восстановлению этих компьютеров, через два года была запущена двухразрядном режиме, а через десять лет, в 2004 году она заработала на полную мощность!

Хотя и ENIAC, и Colossus работали на электронных лампах, они по существу копировали электромеханические машины: новое содержание (электроника) было втиснуто в старую форму (структуру доэлектронных машин).


ENIAC

В 1937 году гарвардский математик Говард Эйкен (Howard Aiken) предложил проект создания большой счетной машины. Спонсировал работу президент компании IBM Томас Уотсон (Tomas Watson), который вложил в нее 500 тыс.$.   Проектирование Mark-1 началось в 1939 году, строило этот компьютер нью-йоркское предприятие IBM. Компьютер содержал около 750 тыс. деталей, 3304 реле и более 800 км проводов.

Марк I (Automatic Sequence Controlled Calculator — автоматический вычислитель, управляемый последовательностями) является одним из первых действующих компьютеров с программным управлением   (первоначальное название — “Компьютер с автоматическим управлением последовательностью операций”)

В 1944 году готовая машина была официально передана Гарвардскому университету.

В 1944 году американский инженер Джон Эккерт (John Presper Eckert) впервые выдвинул концепцию хранимой в памяти компьютера программы.


Матрос обслуживающий машину Mark-2 вводит информацию с перфолент, управляющей его работой.

Эйкен, располагавший интеллектуальными ресурсами Гарварда и работоспособной машиной Mark-1, получил несколько заказов от военных. Так следующая модель - Mark-2 была заказана управлением вооружения ВМФ США. Проектирование началось в 1945 году, а постройка закончилась в 1947 году. Mark-2 представляла собой первую многозадачную машину - наличие нескольких шин позволяло одновременно передавать из одной части компьютера в другую несколько чисел.


Считывающее устройство Mark-1

Газета "ИНФОРМАТИКА" №48-2001 Семейство "MARK"

Вэннивер Буш (Vannevar Bush , 11.03.1890-30.06.1974) впервые изложил идею создания гипертекста в статье "Пока мы мыслим", которая была напечатана в журнале "The Atlantic Monthly". 


В 1945 году под руководством Джона Моучли (John Mauchly) и  Джона Эккерта (John Presper Eckert) был разработан проект первого компьютера EDVAC с хранимой программой.

15 февраля 1946 года в США состоялась демонстрация работы ENIAC (от Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный цифровой интегратор и компьютер) — первого успешно функционировавшего электронного цифрового компьютера.

Джон фон Нейман (John von Neumann (Neumann Janos), 28.12.1903 – 08.02.1957) на основе критического анализа конструкции ENIAC предложил ряд новых идей организации ЭВМ, в том числе концепцию хранимой программы, т.е. хранения программы в запоминающем устройстве. В результате реализации идей фон Неймана была создана архитектура ЭВМ, во многих чертах сохранившаяся до настоящего времени.

Газета "ИНФОРМАТИКА"
Вундеркинд (Американский математик и физик Джон фон Нейман)

В 1946 году выдающийся американский ученый-статистик Джон Тьюки (советник пяти президентов Соединенных Штатов) предложил название БИТ (BIT - аббревиатура от BInary digiT). Тьюки избрал бит для обозначения одного двоичного разряда, способного принимать значение 0 или 1. 

Для справки 
значения единиц измерения информации

Килобайт 210 1024 байт
Мегабайт 220 1024 килобайт
1 048 576 байт
Гигабайт 230 1024 мегабайт
1 073 741 824 байт
Терабайт 240 1024 гигабайт
1 099 511 627 776 байт
Петабайт 250 1024 терабайт
1 125 899 906 842 624 байт
Экзабайт 260 1024 петабайт
1 152 921 504 606 846 976 байт
Зеттабайт 270 1024 экзабайт
1 180 591 620 717 411 303 424 байт
Йоттабайт 280 1024 зетабайт
1 208 92 81 614 629 174 706 176 байт

Вернер Бухольц (Werner Buchholz) в 1956 г. на ранних стадиях проектирования компьютера IBM Stretch ввел в обращение термин БАЙТ (byte).

Еженедельник "Computerworld" №42-2001 Чему равен йоттабайт?   

Норберт Винер (Wiener Norbert, 26.11.1894 - 18.03.1964) вводит в обращение термин "кибернетика".

В 1946 году при лаборатории Bell Telephone Laboratories была создана группа во главе с Уильямом Брэдфорд  Шокли (William Bredford Chockley, 13.02.1910 - 12.08.1989) , проводившая исследования свойств полупроводников на Кремнии (Sc) и Германии (Ge). Группа проводила как теоретические, так и экспериментальные исследования физических процессов на границе раздела двух полупроводников с различными типами электрической проводимости. В итоге были изобретены: трехэлектродные полупроводниковые приборы – транзисторы. Успех был достигнут 23 декабря 1947 г. Информация об этом изобретении появилась в журнале "The Physical Review" в июле 1948 года.


Первый транзистор

Изобретение транзисторов явилось знаменательной вехой в истории развития электроники и его авторы Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Бремен (Walter Brattain) и Уильям Брэдфорд Шокли (William Bredford Chockley ) были удостоены Нобелевской премии по физике за 1956 г.

 

Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Бремен (Walter Brattain) и Уильям Брэдфорд Шокли (William Bredford Chockley )

В 1948 году Сергеем Александровичем Лебедевым (1890-1974) и Б.И.Рамеевым был предложен первый проект отечественной цифровой электронно - вычислительной машины. Под руководством академика Лебедева С.А. и Глушкова В.М. разрабатываются отечественные ЭВМ: сначала МЭСМ - малая электронная счетная машина (1951 год, Киев), затем БЭСМ - быстродействующая электронная счетная машина (1952 год, Москва). Параллельно с ними создавались Стрела, Урал, Минск, Раздан, Наири.

Газета "ИНФОРМАТИКА"
Первая в Европе (В 1947 году в Киеве, в Институте электротехники Академии наук Украины, под руководством Сергея Алексеевича Лебедева стала создаваться первая отечественная ЭВМ — МЭСМ)


Конструкторская документация
 и папки с материалами о первой отечественной ЭВМ,
многие из которых составлены С.А.Лебедевым.

Лев Наумович Дашевский, рядом с ним Зоя Сергеевна Рапота. За пультом Лидия Михайловна Абалышникова, Тамара Ивановна Пецух и Евгений Евгеньевич Дедешко.
Академия наук УССР. Киев. 1951 год

Американский математик   Ноберт Винер выпустил в свет книгу "Кибернетика, или Управление и связь у животных и машин", которая положила начало развитию теории автоматов и становлению кибернетики - науки об управлении и передаче информации. Также Клод Шеннон (Claude Shannon) выпускает книгу "Математическая теория передачи информации".

Ванг Ан (Wang An) (07.02.1920 — 24.03.1990), американский инженер и предприниматель китайского происхождения; основатель компьютерной компании Wang Laboratories изобрел запоминающее устройство на магнитных сердечниках, которое применялось в компьютерах до появления микросхем.


Ванг Ан


Том Килбурн, 1998 г

В Манчестерском университете создана первая в мире электронная цифровая вычислительная машина с хранимой программой, которую назвали Baby. 21-го июня 1948 года была успешно выполнена первая программа, написанная Томом Килбурном для Baby. В последствии Baby был доработан и продавался под названием Mark 1.

 


Том Килбурн и Фредди Вильямс рядом с Baby

Авторами вычислительной машины являлись английские ученые Томом Килбурном (Tom Kilburn, 11.08.1921-17.01.2001) и Фредди Вильямсом (Freddie Williams, 1911-1977) из Манчестерского университета.

Машина весила одну тонну, состояла из 600 радиоламп и имел память 1024 бита, набор команд составляли 7 инструкций.


Манчестерский Марк-1


Фредди Вильямс


Морис Уилкс

В мае 1949 года в Англии заработал EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator, электронный автоматический вычислитель с памятью на линиях задержки) — первый действующий компьютер с хранимой программой - конструктор Морис Винсент Уилкс (Maurice Vincent Wilkes, 26.06.1913-29.11.2010) и сотрудники математической лаборатории Кембриджского университета (Великобритания). ЭВМ EDSAC содержала 3000 электронных ламп и в шесть раз производительнее своих предшественниц.


EDSAC I, W.Renwick, M.Wilkes

Морис Уилкс ввел систему мнемонических обозначений для машинных команд, названную языком  ассемблера.

Джон Моучли (John Mauchly) создал первый интерпретатор языка программирования под названием "Short Order Code".

CSIRAC (Council for Scientific and Industrial Research Automatic Computer, Автоматический компьютер Совета по научным и промышленным исследованиям) — первая австралийская цифровая ЭВМ и четвертая в мире ЭВМ с хранимой в памяти программой. Первоначально был известен как CSIR Mk 1. Первый компьютер, на котором исполнялась цифровая музыка, и единственный уцелевший компьютер первого поколения.

CSIRAC является характерным представителем первого лампового поколения компьютеров. Вычислительная машина включала в себя приблизительно 2000 электронных ламп. В качестве основного хранилища данных использовались ртутные линии задержки.

Ввод данных осуществлялся с помощью перфоленты. Машина управлялась через консоль (пульт), которая позволяла пошагово исполнять программы на специальном ЭЛТ-мониторе, на котором отображалось состояние регистров.
Вывод данных осуществлялся на стандартный телетайп или перфоленту.


CSIRAC в Мельбурнском музее

informat444.narod.ru

1946: как родился ЭНИАК - Суть Событий

70 лет назад сотрудники Пенсильванского университета Джон Преспер Эккерт и Джон Уильям Мокли по заказу Лаборатории баллистических исследований армии США создали первый электронный универсальный компьютер для расчета таблиц артиллерийской стрельбы.

Еще в 1941 году в США гарвардским математиком Говардом Эйкеном по контракту с компанией IBM на основе идей английского математика Чарльза Бэббиджа был построен компьютер «Марк I», состоящий из электромеханических реле и переключателей. Созданная Бэббиджем в 1822 году вычислительная машина состояла из шестеренок и рычагов и использовалась для вычисления логарифмических и тригонометрических таблиц.

 

Машина Бэббиджа

«Марк I» был запущен 7 августа 1941 года в Гарвардском университете.

Справка:

«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — автоматический вычислитель) первый американский программируемый компьютер. Машина была заключена в корпус из стекла и нержавеющей стали. Компьютер содержал около 765 тысяч деталей (электромеханических реле, переключателей и т. п.) достигал в длину почти 17 м (машина занимала в Гарвардском университете площадь в несколько десятков квадратных метров), в высоту — более 2,5 м и весил около 4,5 тонн. Общая протяжённость соединительных проводов составляла почти 800 км. Основные вычислительные модули синхронизировались механически при помощи 15-метрового вала, приводимого в движение электрическим двигателем, мощностью в 5 л. с. (4 кВт).

Компьютер оперировал 72 числами, состоящими из 23 десятичных разрядов, делая по 3 операции сложения или вычитания в секунду. Умножение выполнялось в течение 6 секунд, деление — 15,3 секунды, на операции вычисления логарифмов и выполнение тригонометрических функций требовалось больше минуты.

 

«Марк I»

«Марк I» являлся всего лишь усовершенствованным арифмометром и заменял труд 20 операторов с обычными ручными арифмометрами, однако из-за наличия возможности его программирования «Марк I» иногда называют первым реально работавшим компьютером. Но уж если быть точным, то на самом деле немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину Z3 еще в 1939 году.

Машина Цузе состояла из телефонных реле. Через год Цузе предложил усовершенствовать ее, заменив реле электронными лампами. Если бы его идея осуществилась, то он опередил бы американцев с их ЭНИАКом. Но из-за запрета на долговременные научные исследование предложение Цузе было отклонено. Сегодня отреставрированную Z3 могут видеть посетители Мюнхенского музея.

 

Машина Z3 в мюнхенском музее

Джон Мокли еще до начала второй мировой войны сконструировал несколько простых вычислительных машин на электронных лампах. В августе 1942 года он написал небольшую работу «The Use of High-Speed Vacuum Tube Devices for Calculation», в которой обосновал возможность построить мощную электронную вычислительную машину, основу которой составляли бы вакуумные лампы. Но тогда его предложение никого не заинтересовало.

Лишь в начале 1943 года капитан армии США Герман Голдстайн из случайного разговора узнал об идее электронного вычислителя, оценил ее военное значение и встретился с Мокли. Объединив усилия, им удалось добиться заключения контракта с военными. К Мокли присоединился способный студент Эккерт, и работа закипела.

К февралю 1944 года они сделали технический проект и приступили к его воплощению «в железо». Под их руководством к этому времени уже работало 50 человек. Мокли был главным генератором идей, а осторожный и вдумчивый Эккерт - главным конструктором.

ЭНИАК еще не был создан, а американские ученые уже разрабатывали более совершенные машины. В январе 1944 года Эккерт сделал эскизный проект компьютера, в котором программы хранились в памяти ЭВМ, а не формировалась с помощью коммутации и перестановки блоков, как в ЭНИАКе. Летом 1944 года армейский куратор проекта Герман Голдстайн познакомился со знаменитым математиком Джоном фон Нейманом и привлёк его к работе над ЭВМ. Фон Нейман внёс серьезный теоретический вклад в проект. В итоге был создан теоретический фундамент для проекта Эккарта - следующей модели вычислительной машины под названием EDVAC (ЭДВАК) с хранимой в памяти программой. 

 

ЭНИАК

Конструкция машины была крайне сложной. Вначале предполагалось, что она будет содержать около 17,5 тысяч ламп, так как ЭНИАК должен был работать с десятичной системой счисления, потому что Мокли считал, что его компьютер должен быть понятен любому человеку. Электронные лампы часто перегревались и выходили из строя, что останавливало работу всей машины. В ЭНИАКе существовало около двух миллиардов различных вариантов отказа. В итоге за неделю перегорало примерно 2-3 лампы, среднее время работы лампы составляло 2500 часов. Мокли и Эккерту удалось добиться 20-часовой непрерывной работы ЭНИАКа без поломок. За каждые 20 часов работы вычислительная машина выполняла месячный объём работы операторов с механическими арифмометрами.

Когда ЭНИАК прошел все испытания, война уже закончилась и его переориентировали для расчетов параметров термоядерной бомбы.

 

Эккерт и Мокли у ЭНИАКа

По быстродействию ЭНИАК опережал «Марк-I» в тысячу раз. На нем стали выполнять расчеты по всем проблемам, связанным с термоядерным оружием, в частности по прогнозам погоды в Советском Союзе для предсказания направления выпадения ядерных осадков в случае ядерной войны, а также составлялись таблицы стрельбы ядерными боеприпасами.

В 1950 году на ЭНИАКе под руководством фон Неймана был впервые сделан численный прогноз погоды, на что ушло целых пять недель.

ЭНИАК проработал 10 лет и был выведен из строя лишь в 1955 году.

Как известно, первым термоядерную (водородную) бомбу создал СССР, у которого тогда не было таких вычислительных машин, как американский ЭНИАК. Параметры отечественной супербомбы рассчитывались следующим образом: стояло три длинных ряда столов, за каждым из них сидел оператор и на арифмометре «Феликс» выполнял только одно действие. Результат записывался в карточку и передавался следующему оператору в ряду.

Все три ряда выполняли одинаковые вычисления, результаты которых сравнивались. В случае расхождения определялся оператор, который сделал ошибку, и с этого места вычисления повторялись еще раз.

Первая советская ЭВМ была разработана лабораторией С. А. Лебедева на базе киевского Института электротехники АН УССР и запущена 6 ноября 1950 года.

Хотелось бы обратить внимание на некоторые характерные для американского инновационного процесса особенности разработки ЭНИАКа.

Во-первых, куратором разработки был назначен капитан Герман Голдстайн, «первооткрывателя» Мокли и его идеи электронного вычислителя. Никому не пришло в голову назначить на его место какого-нибудь четырехзвездного генерала, не было никаких откатов и кумовства. Во-вторых, сам Мокли признавал превосходство студента Эккарта как конструктора и никогда не подсиживал своего напарника.

Сегодня традиции добросовестной конкуренции во многом утеряны на высших уровнях американского ВПК. Оттого и рождаются такие непригодные к реальным боевым действиям «демонстраторы технологий», как эсминцы «Замволт» или злосчастный стелс-истребитель F-111, а бюджеты на их создание вырастают до космических размеров.

Возможно, поэтому самые мощные современные компьютеры находятся сегодня в Китае. Что касается всем известного отставания отечественной компьютерной инженерии, то она, на мой взгляд, стала следствием не научно-технического застоя (талантливых конструкторов в СССР хватало во все времена), а исчезновением стратегического целеполагания. И эта проблема не преодолена, как мне кажется, и до сих пор.

Автор: Владимир Прохватилов, Президент Фонда реальной политики (Realpolitik), эксперт Академии военных наук

Загрузка...

argumentiru.com

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *