W 1936 roku amerykański fizyk Howard Aiken, przyszły twórca komputera "Mark 1", zaczął budować plany automatycznego urządzenia komputerowego. Zmiana nastąpiła, gdy studiował dla swojej rozprawy. Przedmiotem pracy dyplomowej było obciążenie kosmiczne. Wkrótce jego praca doktorska polegała głównie na rozwiązywaniu równań nieliniowych (różnicowych). Jedynymi dostępnymi metodami numerycznego rozwiązywania problemów były opracowywanie elektronicznych kalkulatorów elektromagnetycznych. W artykule omówimy rok, w którym pojawił się pierwszy komputer i któremu należy podziękować za podstawę obecnej technologii.

Historia przyrządu

Ponieważ Aiken w pełni świadomi, że stworzenie takiego komputerze wymaga dużo pieniędzy, postanowił udać się do jednego z największych producentów kalkulatorów mechanicznych i elektromechanicznych w USA - od Monroe Obliczanie Machine Company. 22 kwietnia 1937 r. Przedstawił Głównemu Inżynierowi Chase swoje plany automatycznego obliczania w następujących obszarach:

"cztery zasady arytmetyczne";

wstępnie ustalona kontrola sekwencji;

pamięć i przechowywanie ustalonych lub obliczonych wartości;

Sekwencja sterująca, która może automatycznie reaguje na wyniki obliczeń lub znaków z drukowanym zapis wszystkiego, co dzieje się w samochodzie;

rejestruje wszystkie obliczone wyniki.

Aiken został zainspirowany energicznym wsparciem Chase'a. Poszedł do swojego kierownictwa „Monroe” zrobił wszystko, co w jego mocy, aby przekonać ich o słuszności swojego wyboru i pomysłów Aiken. Chase zapewnił, że projekt "wystrzeli", choć będzie to wymagało znacznych wydatków na realizację pomysłu. Miał pewien wgląd i dalekowzroczność do uznania, że ​​proponowana maszyna będzie nieocenione w branży w najbliższych latach. Pomimo perswazji, odmówiono stworzenia samochodu.

Wsparcie projektu i brak pomysłu

Decyzja „Monroe” nie wspierają projekt Aiken z pewnością był cios, ale naukowiec był inspirowany przez Chase entuzjazm dla nowego pomysłu. Poza tym, Chase oferowane prawnika z prośbą o pomoc do profesora Theodore Brown, Harvard, bliski kolega J. Thomas. Watson, prezes firmy IBM. Dlatego Aiken nawiązał udany kontakt z IBM. Brązowy zaleca Aiken starszy inżynier IBM, Bryce, który swój projekt zatwierdzony i zalecany sposób, aby komputer i zbudować samochód swoich marzeń. Myśl Bryce'a była krytyczna dla IBM, a naukowiec uzyskał poparcie prezydenta Watsona, aby stworzyć projekt Harvard.

Rozwój technologii komputerowej

Achen przygotował oficjalną propozycję zatytułowaną „Proponowane automatyczną maszynę liczącą.” Zajmował 22 drukowane strony o podwójnych odstępach. Rozpoczęła się krótka historia narzędzi pomocniczych do obliczeń, omówienia mechanizmów Babbage'a, odwołań do mechanizmów różnicowych Shoiecka.Vieber i Grant. Pokrótce wynalazku tabularyzacja kart perforowanych, licząc sortowania i liczenia maszyny.
Wiadomo, że Henry Babbage, syn Charlesa Babbage'a, zgromadziła około sześciu małą demonstrację opcji do silników samochodowych - w ten sposób będzie wykonywać kolejne operacje i pracy. Wysłał jednego z nich na Harvard. Aiken również zauważyć, że maszyny wyprodukowane przez IBM pozwoliła codziennie w branży księgowości na całym świecie, co Babbage chciał osiągnąć dawno temu. Następnie Ayken zwraca się ku zapotrzebowaniu na mocniejsze metody obliczania nauk matematycznych. Opisał region w powszechnym użyciu komputera - fizyka teoretyczna, radia i telewizji, astronomii, teorii względności, a nawet dynamicznie rozwijającą się nauką ekonomii matematycznej i socjologii.

Czego potrzebuje nauka?

Achen zidentyfikowano cztery cechy konstrukcyjne, które wyróżniają normalne mechanizmy nagrywania kart perforowanych i maszyny liczące, jak wymagane w nauce

Urządzenie jest przeznaczone do matematyki powinna być w stanie obsłużyć zarówno wartości dodatnie i ujemne, natomiast sprzęt księgowy jest prawie całkowicie przeznaczony do zadań z liczbami dodatnimi.

Informatyka dla celów matematycznych powinny zapewniać i wykorzystują wiele rodzajów transcendentalnych funkcji (takich jak trygonometrii), eliptycznych, funkcje Bessela i cechy prawdopodobieństwa.

W przypadku matematyki komputer musi być w pełni automatyczny.Przy obliczaniu wartości funkcji w jego rozszerzania w jednym rzędzie, a wzór oceny czy integracja liczbowa (rozwiązując równanie różniczkowe) procesu, po jej utworzeniu, powinna trwać bez końca, aż do objęte zakresem zmiennych niezależnych.

Komputery przeznaczone do matematyki powinna być w stanie obliczyć rzędy zamiast kolumny, a często w numerycznego rozwiązania równań różniczkowych obliczania wartości zależy od wcześniejszych wartości. To jest, w rzeczywistości, uważa się w przeciwną stronę, w którym istniejące urządzenia obliczeniowe mogą oceniać faz funkcyjnych.

Pierwsze dwa zadania związane z nową maszyną dotyczyły obliczania niektórych całek i tabel.

Opracowanie i wdrożenie urządzeń do celów wojskowych

W 1944 r. Samochód został przekazany marynarce wojennej podczas wojny. Następnie stał się oficjalnym urządzeniem w oddziale "Biura statku" pod dowództwem Aikena. W sierpniu, komputer „Mark 1” pracował z dużym marynarki personelu, w tym kilku oficerów, w tym Grace Hopper i Richard Bloch. Stali się ważnymi programistami. Była to opowieść o tym, co zabawa Grace Hopper zaangażowanych w programowanie komputera Mark I, znalazł pierwszego komputera „bug” dead ćma, który uderzył Mark I, którego skrzydła zablokowane otwory czytanie w taśmie papierowej. Słowo „błędem” było używane do opisania defekt co najmniej od 1889 roku, ale Hopper przypisuje się słowa"Debugowanie" w celu opisania pracy nad wyeliminowaniem błędów programu.

W 1944 i 1945 r. Komputer "Mark 1" pracował prawie nieprzerwanie 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu. Problemy czasu wojny, które samochód musiał rozwiązać, obejmowały badanie pól magnetycznych związanych z ochroną statków przed minami magnetycznymi, a także matematyczne aspekty projektowania i korzystania z radaru. Niewątpliwie najważniejszym problemem wojennym był zestaw kalkulacji implozji przeniesionych z Los Alamos do Johna von Neumanna. Zaledwie rok później pracownicy dowiedzieli się, że obliczenia te zostały wykonane w związku z rozwojem bomby atomowej. Niezwykły sukces i opóźnienie w pracy na komputerze doprowadziły do ​​tego, że marynarka wojenna poprosiła Aykena na początku 1945 r. O zaprojektowanie i zbudowanie drugiego takiego samochodu. Aiken to zrobił. Komputer stał się znany jako Mark II.

Charakterystyka pierwszego urządzenia

Komputer Mark 1 był gigantyczny - miał 25 metrów wysokości. Długość - 16 m, a prawie 1 m głębokości. Takie rozmiary pierwszych komputerów nikogo nie zaskoczyły, wręcz przeciwnie, ze względu na możliwości, wpajały swoją moc innym:

Ważył pięć ton.

Zawierały 760000 szczegółów.

Wykorzystano 530 mil przewodów.

3000000 połączeń przewodowych.

3500 wiele przekaźników z 35000 kontaktów.

2225 metrów.

1484 przełączników dwubiegunowych.

W oparciu o technologię opracowaną przez IBM w 1944 r. Tradycyjne i biznesowe urządzenia biznesowe wykorzystywały tradycyjne komponenty IBM, takie jakprzekaźniki elektromagnetyczne, liczniki, styki krzywkowe, perforatory i elektryczne maszyny do pisania. Pojawiły się również elementy nowego projektu, w tym przekaźniki i liczniki, które wcześniej nie były używane w samochodzie IBM.
Były mniejsze i szybsze. Dane wejściowe składały się z taśmy dziurkowanej, a wyjściem była seria dziurkowanych kart lub wydruków ze standardowej maszyny elektrycznej IBM. Praca komputera była zasilana długim, poziomym, ciągłym wirującym wałem, który emitował rum, który opisywany był jako szum gigantycznej maszyny do szycia. Wał wyniósł około 3 obrotów na sekundę. Urządzenia magazynujące i informatyczne wydały wyrazy o długości 23 miejsc po przecinku, a miejsce dwudziestego czwartego zarezerwowano dla znaku algebraicznego. Obliczenia zostały wykonane w liczbach dziesiętnych ze stałym przecinkiem dziesiętnym.

Jaki był samochód ubiegłego wieku?

Maszyna składa się z 7 głównych modułów zlokalizowanych od lewej do prawej:

Dwie sekcje 60 rejestrów do wprowadzania danych numerycznych (stałych występujących w dowolnym równaniu algebraicznym lub różniczkowym), z których każdy zawiera 24 przełączniki, odpowiadające 23 cyfry i 1 dla znaku (plus /minus). Lokalizacji każdego z tych 60 rejestrów przypisano numer tak, aby ludzie mogli korzystać z tej lokalizacji zgodnie z instrukcją numerowania, która jest wywoływana podczas obliczeń. W przypadku jakiegokolwiek problemu należy je zainstalować ręcznie.

Siedem sekcji zawierających 72 dodatkowe rejestry (tak zwane akumulatory, ponieważ onemoże nie tylko przechowywać liczby, ale także kompilować i odejmować; rzeczywiste odejmowanie jest wykonywane przez dodanie).

Każdy rejestr składał się z 24 elektromagnetycznych przeciw-kół, ponownie, zapewniając pojemność dla 23-cyfrowych numerów, z jednym miejscem zarezerwowanym dla znaku. Ten drugi zestaw paneli obejmuje zarówno repozytorium, jak i jednostkę przetwarzania danych. Aby dodać i odjąć, potrzebujesz 1 cykl maszyny (około 330 ms).

​​

70 baterii ogólnego przeznaczenia, 2 - specjalne przeznaczenie. Bardzo interesująca jest ostatnia bateria, z którą można zrobić coś w rodzaju reprezentacji warunkowego sygnału operatora (po porównaniu dwóch liczb).

Jednak po 1945 r. Dodano do programowalnego komputera mocniejszy sygnał, kiedy zbudowano drugi czytnik taśm dla zespołów. Najbardziej prawe części to elektryczne maszyny do pisania, czytnik taśmy magnetycznej dla zespołów i młotek. Maszyna do pisania wydrukowała ostateczne rozwiązanie problemu. Karta dziurkacza automatycznie rozbija karty z danymi. Taśma ma 24 kolumny (czyli 24 otwory z rzędu). Jeden rząd danych wymagał 4 linii (23 pozycje numeryczne i 1 dla znaku dla każdej liczby, każda pozycja wymagała 4 dołków, 24 x 4 = 96).

Główne funkcje urządzenia

Pierwsza generacja komputerów była wyposażona w cztery czytniki. Jeden był używany do instruowania samochodu, a pozostałe trzy zawierały tabelę funkcji i mogły zapewnić wartość w razie potrzeby. Podano także interpolację wartości wskazanych na wstążkach. Tak więcwbudowane "podprogramy" (jak nazywane były Aiken), polegające na przekształceniu liczby o pewną wbudowaną funkcję (taką jak sinus, wykładnik, logarytm lub sumowanie). Charakterystyka "Mark 1" zakładała, że ​​samochód potrwa około 10 lat. Jednak 14 lat po wojnie nadal działał na Harvardzie, wykonując pożyteczną pracę. I tylko do 1959 roku urządzenie ostatecznie "wycofało się". W tym czasie był również przedmiotem zajęć praktycznych dla kilku studentów na Harvardzie, gdzie Aiken stworzył innowacyjny program, który później nazwano informatyką - z kursami dla studentów i doktorantów, którzy idą na studia magisterskie lub doktorat z filozofii. Wiele ważnych postaci ze świata komputerów zostało zaprezentowanych na ten temat o Harvardzie i Marku I.

Postęp wyprzedzający technologię - pojawienie się nowych "inteligentnych" samochodów

Patrząc wstecz, można powiedzieć, w którym roku pojawił się pierwszy komputer. Ale największą wartością "Mark I" było to, że był to pierwszy w pełni zautomatyzowany komputer, który nie wymagał interwencji człowieka w przepływie pracy, wykonuje automatyczną sekwencję obliczeń zgodnie z programem i robi to bezbłędnie. Howard Eiken nadal pracował nad tworzeniem nowych komputerów. Po Mark 1 nastąpił Mark II, następnie w marcu 1949 r. Mark III /ADEC, aw 1952 Mark IV. IBM rozpoczął tworzenie nowego komputera SSEC bez udziału Howarda Aykena.

Doskonalenie technologii i innowacji w pracy

Ponieważ pierwszy komputer wykorzystywał technologię mechaniczną i przekaźnikową, praca była bardzo powolna. Nowy "Mark" jest szybszy od konwencjonalnych technik komputerowych, ale nie tak szybki, jak maszyny, które wkrótce zostały wprowadzone na świat. Wśród nich znalazły się takie, jak ENIAC. Aby dodać lub odjąć, potrzebny jest jeden cykl maszynowy, który zajmuje około 3 sekund. Mnożenie wymagało 20 cykli lub 6 sekund, a podział mógł zająć do 51 cykli lub więcej niż 15 sekund. Z tego powodu w późniejszych modelach podział został zastąpiony przez pomnożenie wzajemnych wielkości. Chociaż Mark I był powolny, był nie tylko zaprogramowany do konkretnej operacji, ale także uniwersalnej. Podczas gdy ENIAC był ograniczony w pierwotnym projekcie przez misję obliczania balistycznych tabel, "Mark I" był w stanie dostosować się do większej liczby wbudowanych aplikacji.