Что такое ENIAC?
Электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC) был первым электронным цифровым компьютером, созданным в 1946 году для военных США. Он использовался для вычисления информации для различных военных задач до 1955 года, когда он был удален в пользу других, более совершенных устройств. ENIAC считается одним из прародителей современного персонального компьютера и представляет собой огромное техническое и математическое достижение. Произведения ENIAC можно увидеть в различных музеях по всей территории Соединенных Штатов.
В 1943 году военные заключили контракт с Джоном Мочли и Дж. Преспером Эккертом из Университета Пенсильвании. С ними был заключен контракт на создание устройства, которое можно было бы использовать для расчета артиллерийских таблиц для военных. После трех лет работы конечный продукт был обнаружен 14 февраля 1946 года. Хотя первоначально он был предназначен для работы на артиллерийских столах, первым крупным проектом ENIAC были расчеты, связанные с разработкой водородной бомбы.
Первая итерация ENIAC была далека от современных компьютеров. Он работал по десятичной, а не по двоичной системе и занимал 1800 квадратных футов (167 квадратных метров) жилой площади с 42 отдельными панелями. Интенсивное тепло, генерируемое ENIAC, требовало его запуска в помещении с климат-контролем, и вакуумные трубки довольно часто выходили из строя. Его нужно было устанавливать вручную, когда нужно было запустить программу, и у него не было сохраненной памяти. Ввод и вывод были достигнуты через перфокарты.
Хотя ENIAC может показаться примитивным для современных пользователей компьютеров, это было существенным достижением. История людей, которые работали на ENIAC, также демонстрирует эгалитарную природу области компьютерной техники. Женщины работали бок о бок с мужчинами и были в первую очередь ответственны за ежедневную работу ENIAC. Женщины-программисты также разработали улучшения для ENIAC, и в 1997 году были отмечены Залом славы женщин в технологии. В эпоху, когда многие женщины боролись за равные позиции на рабочем месте, трудолюбивая команда ENIAC была аномалией.
Реформы и улучшения продолжали вноситься в ENIAC до тех пор, пока он окончательно не вышел на пенсию. Многие из этих реформ сыграли роль в развитии более поздних компьютеров, таких как внутренняя память и использование двоичного представления, а не десятичных дробей. Хотя вычислительные мощности современного компьютера заключены в гораздо меньшем пространстве, чем ENIAC размером с комнату, они заслуживают важного места в истории компьютерной инженерии, которую они вдохновили.
ДРУГИЕ ЯЗЫКИ
Начало компьютерной индустрии США было положено в ноябре 1945 г ., когда по заказу исследовательской лаборатории по баллистике армии США ( Руководителем BRL был капитан Паул Гиллон (Paul Gillon), его заместителем – лейтенант Герман Гольдстейн, выдающийся математик и баллистик. Именно он обратил внимание на абстрактный проект физиков Джон Мочли (John Mauchly) и Джон Преспер Эккерт (John Presper Eckert), который бы наверняка затерялся в инстанциях, т.к. изначально ENIAC задумывался ими как устройство для статистического предсказания погоды. Гольдстейн предложил использовать будущий компьютер для баллистических расчетов. Гиллону и Гольстейну удалось пробить проект, и школе электротехники Moore Пенсильванского университета был дан заказ на Moore секретный проект создания первого программируемого вычислителя ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). 10 инженеров, 200 техников и большое число рабочих в течение двух с половиной лет трудились над созданием “электронно-цифрового интегратора и вычислителя».В 1946 году ENIAC был готов, он весил 30 тонн, занимал 1000 квадратных футов и потреблял 130-140 киловатт электроэнергии. Компьютер содержал 17468 вакуумных ламп шестнадцати типов, 7200 кристаллических диодов и 4100 магнитных элементов, и теснились они в шкафах общим объемом около 100 м3. Имел производительность пять тысяч операций в секунду. Общая стоимость машины – $750 000. Потребляемая мощность – 174 кВт, общее занимаемое пространство – 300 м2. Устройство такой же вычислительной мощности, но значительно меньших размеров удалось создать лишь спустя 30 лет. ENIAC приблизительно в 1000 раз превосходил по быстродействию релейный Mark I, операция сложения занимала в нем 200 мкс, умножения – 2800 мкс, деления – 24 000 мкс. Один из журналистов, присутствовавший на презентации ENIAC, заявил, что тот “работал быстрее мысли». Ввод чисел в машину производился с помощью перфокарт, а программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось, как в счетно-аналитических машинах, с помощью штекеров и наборных полей. Хотя такой способ программирования и требовал много времени для подготовки машины, то есть для соединения на наборном поле ( коммутационной доске) отдельных блоков машины, он позволял реализовывать счетные “способности» ENIAC и тем выгодно отличался от способа программной перфоленты, характерного для релейных машин. Солдаты, приписанные к этой огромной машине, постоянно носились вокруг нее с тележками, доверху набитыми электронными лампами. Стоило перегореть хотя бы одной лампе, как ENIAC тут же вставал, и начиналась суматоха: все спешно искали сгоревшую лампу. Одной из причин столь частой поломки ламп были мотыльки, их привлекали тепло и свет, они залетали внутрь машины и вызывали короткое замыкание. ENIAC был закончен слишком поздно, чтобы его можно было использовать для первоначальной цели. Всего за период 1948-1955 гг. ENIAC наработал 80 223 часа (в 1946 и 1947 годах ENIAC работал крайне нерегулярно, постоянно выходил из строя). ENIAC подвергался неоднократной модернизации, тем не менее, он был очень дорог в эксплуатации, гораздо дороже, чем новые компьютеры ORDVAK или EDVAC. В течение 1944-1952 гг. по заказу министерства обороны США и под патронажем BRL были разработаны и запущены ORDVAC (Ordnance Variable Automatic Computer), SEAC (Standards Automatic Computer) и EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). Послевоенная ситуация на американском рынке устройств обработки информации выглядела следующим образом: существовали две крупные компании, имеющие большой опыт разработки электромеханического счетного оборудования (табуляторов) – Remington Rand и IBM, причем последняя доминировала на рынке (около 90% в 1952 г .) благодаря техническому превосходству продукции и успешному маркетингу. В конце 40-х возникли две новые компании, ориентированные исключительно на новый, перспективный, благодаря государственным заказам, рынок
|
Потребовались новые артиллерийские таблицы баллистики, для расчета которых нужны были вычислительные мощности, которых просто не могли обеспечить существовавшие устройства.
Но, несмотря на то, что многие военные проекты были прерваны в конце войны, работа над ENIAC продолжалась. Интерес военных к высокоскоростным вычислениям и их использованием в разработке ядерного оружия обеспечили продолжавшуюся поддержку правительством новой технологии. ENIAC кроме расчета баллистических таблиц использовался в Манхэттенском проекте, прогнозах погоды, в космических исследованиях и многих других областях. Для проверки работы ENIAC была выбрана задача расчета возможности создания водородной бомбы – это говорило о том, что роль компьютера в послевоенные годы не снизилась, а скорее возросла. В Филадельфию были посланы представители научной лаборатории Лос-Аламос для проведения расчетов в области ядерной физики. Эти расчеты продолжались до передачи ENIAC в научное пользование в феврале 1946 г .
Эккертом и Дж. Мочли и Engineering Research Associates (ERA), созданная группой инженеров, во время войны выполнявших заказы флота по созданию специального оборудования для взлома шифров.СДЕЛАТЬ БОЛЬШЕ: Что такое ENIAC?
ENIAC – первый в мире электронный компьютер. Хотя это относится к 1940-м годам, оно оказало глубокое и продолжительное влияние на технологию, на которую мы полагаемся сегодня. Вот история ENIAC, как она работает, и важную роль, которую она играет в нашем мире 21 века.
Что такое ENIAC?
Итак, что означает ENIAC, вы можете спросить? ENIAC является акронимом для электронного численного интегратора и компьютера. Также известный как The Giant Brain, это был первый программируемый универсальный электронный цифровой компьютер. В 1940-х годах физик по имени Джон Мочли начал работать над своей концепцией для электронной вычислительной машины, а преподавал в Школе электротехники Мур в Университете Пенсильвании, которая была центром военных вычислений.
С помощью своего партнера, Дж. Преспера Экерт-младшего, Мочли закончил ENIAC вскоре после окончания войны. ENIAC отличается от механических компьютеров, которые были до него, что могло выполнять вычисления, но было сложно программировать. У ENIAC не было ни одной движущейся механической части. Скорее, это была машина, состоящая из нескольких блоков, в которой было около 18 000 вакуумных труб, несколько миль проводки и 40 черных восьмифутовых панелей. Он был огромным, весом 30 тонн и занимал 50-футовый фундамент школы Мура. Наряду с последующими компьютерами, которые также использовали вакуумные трубки, ENIAC был известен как компьютер первого поколения. ENIAC мог выполнять до 5000 дополнений в секунду на несколько порядков быстрее своих предшественников. И, в отличие от своих предшественников, он может быть перепрограммирован для разных задач.
Как работает ENIAC
Даже с его передовым уровнем технологической сложности ENIAC по-прежнему нуждался в программистах для выполнения своей функции. В то время более 80 женщин работали в Университете Пенсильвании в качестве программистов или «компьютеров», как их называли тогда, вычисляя баллистические траектории – сложные дифференциальные уравнения – вручную. Шесть из этих женщин были выбраны в качестве первых программистов ENIAC: Фран Биласа, Бетти Дженнингс, Рут Лихтерман, Кей Макналти, Бетти Снайдер и Марлин Вескофф.
Эти программисты физически сконфигурировали баллистическую программу армии США на ENIAC, используя 3000 переключателей, десятки кабелей и цифровых лотков для физического маршрута данных и программных импульсов по всей машине. Они будут вводить программу в ENIAC, используя комбинацию проводки плагинов и три портативных таблицы функций. Каждая таблица функций включала в себя 1200 десятичных переключателей, которые использовались для ввода таблиц чисел.
Для глаза неглубокого лица процесс программирования ENIAC выглядел не так, как процесс исправления телефонных звонков на телефонной станции, хотя он был гораздо более сложным и мог занять недели.
После того, как инструкции были полностью запрограммированы, ENIAC вычислил программу с электронной скоростью – значительное улучшение по сравнению с технологией чтения карт, которая обычно доставляла инструкции на компьютеры намного медленнее. Авторы ENIAC заявили, что их электронный компьютер смог вычислить математические задачи в 1000 раз быстрее, чем это было возможно раньше. Фактически, по оценкам, к концу Второй мировой войны ENIAC выполнил больше вычислений, чем было успешно завершено во всей истории человечества до этого момента.
Длительное влияние ENIAC
Из-за его классифицированного и стратегического характера правительство США сохраняло существование компьютера ENIAC в охраняемой тайне до конца Второй мировой войны. Общественность, наконец, узнала о компьютере в 1946 году, когда военное ведомство обнародовало ENIAC в важном пресс-релизе, а New York Times опубликовала рассказ об этом.
Позднее ENIAC был использован для решения проблем ядерной физики, включая расчет инструкций для первой водородной бомбы. Мочли и Эккерт основали компьютерную корпорацию Eckert-Mauchly (EMCC), первую компьютерную компанию. Сегодня вы можете увидеть часть ENIAC на выставке в Смитсоновском институте в Вашингтоне, округ Колумбия.
Хотя это может быть легко забыть, когда мы нажимаем на наши смартфоны и начинаем выдавать голосовые команды виртуальным помощникам с помощью смарт-динамиков, первые компьютеры были когда-то сложными машинами, которые были зачислены, чтобы помочь защитить демократию во всем мире, прежде чем породить невероятную эру технологических инноваций, которые продолжаются и по сей день. В следующий раз, когда вы подойдете к своему гаджету выбора, стоит вспомнить основную роль ENIAC в том, чтобы сделать наш удобный современный образ жизни возможным.
Происхождение компьютера | Computerworld Россия
Создатели крупнейшего на тот момент электронного устройства использовали в нем свыше 18 тыс.
электронных вакуумных трубок. Компьютер поражал воображение скоростью вычислений: за одну секунду машина могла выполнить 5000 операций сложения и 300 операций умножения, иными словами, в 100, а то и в 1000 раз быстрее распространенных в то время механических и электромеханических арифмометров.
| Дж. Преспер Эккерт у пульта управления ENIAC |
Но ENIAC привлекал внимание не только удивлявшей ученых скоростью вычислений, но и гибким (хотя и ограниченным) аппаратом записи вычислительных алгоритмов — говоря современным языком, являлся программируемым устройством.
Благодаря этим своим качествам ENIAC продемонстрировал, что электронным вычислительным устройствам по силам решение важнейших задач наподобие разработки водородной бомбы; дело в том, что исследователи Пенсильванского университета вели свои работы еще со времен второй мировой войны в рамках проекта военного ведомства Project PX.
Создателями ENIAC принято считать Джона Макли и Дж. Преспера Эккерта. Первый разработал архитектуру компьютера, второй воплотил его идею в жизнь.
Да, первыми были американцы, но это тот редкий случай, когда мы отстали от «них» совсем на чуть-чуть. Пожалуй, это и отставанием назвать нельзя. Наши ученые приходят к идее цифровой электронной вычислительной машины практически независимо от западных и делают абсолютно оригинальные разработки. Просто идея эта действительно носилась в воздухе. Энергетика, ядерная физика, статистические расчеты, и в первую очередь военно-промышленный комплекс, постоянно сталкивались с необходимостью проводить сложнейшие расчеты за минимальное время.
Не случайно, что отцы-основатели советской вычислительной техники, Сергей Александрович Лебедев и Исаак Семенович Брук начинали свою научную деятельность в электроэнергетике и каждый из них в процессе своей работы пришел к созданию некоего счетного устройства, позволявшего хоть немного облегчить утомительные расчеты.
У Брука в лаборатории Энергетического института АН СССР с 1939 года работал механический интегратор для решения дифференциальных уравнений, а Лебедев в 1945 году для аналогичных задач создал электронную аналоговую машину.
Настоящая история советской вычислительной техники начинается в 1948 году. В августе этого года появляется проект автоматической цифровой вычислительной машины, по сути первый в СССР проект ЭВМ с жестким программным управлением. Его авторами были Брук и его молодой коллега Башир Искандарович Рамеев, в будущем создатель легендарных советских ЭВМ серии «Урал». Сейчас проект хранится в Политехническом музее, и посетители могут посмотреть, как выглядел «Урал-1». Проекту Брука — Рамеева не суждено было воплотиться в жизнь, но это была первая ласточка, официально запатентованное изобретение, и до реально действующего лампового гиганта в нашей стране оставалось совсем немного.
| Первая малогабаритная ламповая электронная вычислительная машина М-1 |
В конце этого же самого 1948 года Лебедев, в то время директор Института электротехники АН Украины, начинает работу над малой электронной счетной машиной (МЭСМ), которая всего через два года начнет с успехом решать сложные вычислительные задачи.
Продумывая проект новой машины, Лебедев независимо от Джона фон Неймана обосновывает принципы построения ЭВМ с хранимой в памяти программой, которые будут реализованы в МЭСМ.
По сути, 1948 год положил начало трем основным советским научным школам в сфере вычислительной техники: школе Лебедева, ставшего основным идеологом машин с высочайшим быстродействием, школе Брука, который занялся разработкой малых и управляющих ЭВМ, и школе Рамеева, до конца 60-х возглавлявшего направление, связанное с вычислительной техникой универсального назначения.
Поверьте, наш немного возвышенный тон вполне уместен. Это потом придут терзания по поводу копирования западных оригиналов и нашего отставания «навсегда». Тогда же, в 40-х — 50-х, мы были «с веком наравне». И наши достижения вызывают чувство гордости и огромного уважения к создателям первых советских ЭВМ. С этим чувством и начнем нашу хронологию.
Поделитесь материалом с коллегами и друзьями
ENIAC – самый первый компьютер в мире
По статистике количество компьютеров на нашей планете превышает два миллиарда, и с каждым днем эта цифра увеличивается.
Сейчас сложно представить современный мир без компьютеров и программируемых устройств. Ежедневно мы запускаем компьютер для работы, общения, развлечений, пользуемся смартфонами, планшетами и другими умными девайсами. Все эти устройства – результат непрерывного развития компьютерных технологий. А с чего все начиналось? Каким был самый первый компьютер в мире? В этой статье мы немного углубимся в историю вычислительной техники.
История самого первого в мире компьютера
ENIAC – первое электронное устройство, которое можно было программировать для решения математических задач. ENIAC был создан в 1943 году в Пенсильванском университете для армии США. Его разработкой занимались ученый в области компьютерной инженерии Джон Преспер Эккерт и физик-инженер Джон Уильям Мокли.
Главной задачей компьютера ENIAC были расчеты баллистических таблиц стрельбы, которые были крайне необходимы артиллеристам во время войны. Таблицы стрельбы содержали информацию о расстоянии к цели, поправках прицела и другие важные расчеты.
До появления первого в мире компьютера, эти таблицы составляли клерки с помощью арифмометров. Один клерк, или “вычислитель”, мог составить подобную таблицу за 4(!) года.
Естественно, для решения такой задачи нужно было достаточно мощное устройство. В апреле 1943 года проект “Электронный дифф. анализатор”, в последующем – ENIAC, презентовали на конференции Баллистической Лаборатории. После одобрения проекта, на создания ENIAC выделили больше 60 тысяч долларов США.
С 1943 по 1945 год под командованием Экерта и Мокли шла активная разработка ENIAC. Разработка была завершена в 1945 году, когда надобность в артиллерийских таблицах исчезла, т.к. война была окончена. США решили применять ENIAC для расчетов при создании термоядерного оружия, авиации, и даже прогноза погоды. На создание ENIAC США потратило 486 тысяч долларов.
Технические характеристики
Этот “монстр” весил 27 тонн, потреблял 174 кВт энергии, мог производить 5 тысяч операций сложения, или 357 раз умножать числа в секунду.
Работал на частоте 100 КГц и имел объем памяти 20 число-слотов. Стоит заметить, что компьютер работал в десятичной системе счисления.
ENIAC состоял из семнадцати тысяч вакуумных ламп, около семи тысяч диодов, 1 500 реле, 70 000 резисторов и десять тысяч конденсаторов. Поломка хотя бы одной лампы или диода означала поломку всей системы. Это устройство работало без транзисторов, т.к. на то время их еще не было.
Программирование такого компьютера было очень сложным занятием. Более недели инженеры могли разрабатывать расчеты, которые машина производила за 5 минут. Из-за частых поломок, перегорания ламп и перегрева, ENIAC мог работать не более 20 часов подряд, выполняя большой объем работы.
Итог
ENIAC – это компьютер, разработанный в военных целях, который сделал большой прорыв в компьютерной инженерии. Электроника и ЭВМ начали активно развиваться благодаря ENIAC.
Сейчас мы сидим за небольшим ноутбуком, или держим в руках смартфон и даже не задумываемся, что “предком” этого девайса было устройство, которое занимало площадь 200 м2 и весило как трамвай.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Забытый день рождения ЭВМ. 4 декабря 1948 года в СССР была подана заявка на изобретение цифровой электронно-вычислительной машины
Ровно 70 лет назад Башир Рамеев и Исаак Брук представили проект цифровой вычислительной машины, на его основе подали заявку на изобретение и к 16 февраля 1950 года получили авторское свидетельство на это изобретение (см фото). Проект поражает любого читателя и сегодня: он написан вполне современным языком и явно свидетельствует об изрядной проницательности и дальновидности его авторов. Что очень важно, несмотря на объективные сложности, предложенная ЭВМ не осталась на бумаге, как очень многие другие заявки: в 1952 году на ней уже начали выполнять расчеты.
Но давайте же обо всем по порядку.
Би-Би-Си, инженер-«самоучка» и Исаак Брук
В 1947 году западные радиостанции в СССР еще не глушились. Поэтому Башир Рамеев, недоучившийся студент МЭИ (был выгнан в 1938 году как сын «врага народа»), периодически слушал Би-Би-Си. И однажды услышал передачу о вычислительной машине ЭНИАК — первом цифровом компьютере, созданном в США к концу 1945 года. Загоревшись идеей, он обратился с ней к Исааку Бруку, член-корреспонденту Академии наук, и в мае 1948 года был принят инженером-конструктором в Лабораторию электросистем Энергетического института академии. Вскоре он и Брук совместно представили необычный проект программируемого компьютера.
Чтобы понять его своеобразие, стоит вспомнить, что собой представляли первые западные компьютеры. Тот же ЭНИАК (ENIAC) весил 27 тонн и содержал 17 468 электронных ламп. Каждую неделю две-три из них обязательно сгорали, останавливая работу машины. Гарантированное бесперебойное время ее работы было равно всего лишь 20 часам, поэтому слишком длинные вычисления было просто невозможно довести до конца.
Половину времени ЭНИАК вообще не мог работать: искали (кстати, непростое дело) и меняли сгоревшие лампы.
ENIAC, вторая половина 40-х годов
Поэтому в описании проекта Рамеева и Брука недаром делается упор на следующее: «замена электронных ламп… значительно упрощает конструкцию, увеличивает надежность и долговечность, улучшает эксплуатационные качества машины. Особенно перспективным… является применение кристаллических диодов [полупроводниковых — А.Б.]… Миниатюрные размеры кристаллических диодов, их пригодность для очень высоких частот, отсутствие накаленного катода, с которым связаны ограниченный срок службы и большой расход энергии… позволит осуществить в высшей степени компактные и дешевые вычислительные блоки, годные не только для стационарных, но и для передвижных устройств». По тем временам это было революционное предложение: 70 процентов электронных ламп будущего компьютера предлагалось заменить на полупроводниковые диоды.
Диод — это электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления прикладываемого к нему электрического тока.
Если напряжение приложено к диоду со стороны одного из двух его электродов, то ток течет через него, а если со стороны иного электрода — диод закрыт, ток через него почти не течет. Полупроводниковый диод, предложенный Рамеевым и Бруком как заменитель ламп, отличался от электровакуумных аналогов в лучшую сторону тем, что его, в отличие от лампы, для начала работы не надо греть, что снижает как расход энергии, так и вероятность деградации и выхода из строя от длительного нагрева.
Член-корреспондент АН СССР Исаак Брук, 1957 год
Увы, дальше начались сложности. Рамеев в 1949 году был призван в армию, и Брук остался без человека, умеющего «руками» работать с электроникой. Ученый начал лихорадочно искать кадры из выпускников вузов. Найти удалось лишь десяток. Насколько острой была кадровая ситуация, видно из того, что Юрий Рогачев, один из найденных Бруком талантов, даже не успел к тому времени закончить среднюю школу!
Поэтому Брук был вынужден создавать малую версию своей машины, М-1.
Да и на ее создание санкция академии была дана только 22 апреля 1950 года. Не последнюю роль сыграла нужда в таких машинах для расчетов военных. Первые биты ею были обработаны в декабре 1950 года, на 10 дней раньше, чем у другого «первенца», советского компьютера МЭСМ, созданного в Киеве.
Машина М-1, рабочий прототип
Использование полупроводниковых диодов позволило переключать элементную базу из состояния «0» (состояние изолятора) в состояние «1» (проводника) довольно быстро и с малыми затратами энергии. Если ЭНИАК потреблял 174 киловатта, то М-1 — лишь 8 киловатт, занимая только четыре квадратных метра. 27-тонный американский предшественник на этом фоне выглядит настоящим монстром.
Резко отличало М-1 и наличие (впервые в компьютерной индустрии) не только «медленной» памяти, аналога современного жесткого диска (на магнитном барабане), но и «быстрой», аналога современной оперативной памяти. Ею служили электростатические трубки, отдаленно похожие на те, что использовались в телевизорах.
Сами полупроводниковые диоды в нашей стране еще не начали выпускать, поэтому применялись немецкие, полученные по репарациям. Не надо думать, что кто-то Бруку их возил, — напротив, найдены они были случайно, на складах МЭИ, куда попали уже совершенно неизвестным способом.
Автоматическая цифровая вычислительная машина (краткое описание). Блок-схема. Член-корр. АН СССР И.С. Брук. Инженер Б.И. Рамеев. Москва, август 1948 года
Более крупная версия компьютера, на той же полупроводниковой основе, заработала с начала 1953 года и предсказуемо называлась М2 (считается, что М значило «малая», и даже М2 была куда меньше ЭНИАК). К 1956 году была сделана и М3, занимавшая уже три квадратных метра и ставшая первой серийной ЭВМ этой линейки. Выпускавшиеся на ее основе первые отечественные серийные ЭВМ второго поколения (то есть полупроводниковые) широко разошлись по научным и военным учреждениям страны. Более того, на основе чертежей М3 была собрана первая цифровая ЭВМ в Венгрии (1958 год) и Китае (1957 год).
В конце 50-х на основе лаборатории Брука был создан существующий по сию пору Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ).
Идея использовать полупроводники для уменьшения размеров и потребления энергии ЭВМ циркулировала в те же годы и на Западе. Уже в 1953 году в Манчестерском университете появился экспериментальный Transistor Computer — основная часть его элементной базы была полупроводниковой, а не ламповой. Однако в нем, как и в советском М-1, еще было некоторое количество ламп, поэтому чисто полупроводниковым он не был. К тому же ранние транзисторы, которые использовал Transistor Computer, имели надежность еще ниже, чем лампы — рекордно длительное время его работы без поломок составляло не более полутора часов, что резко уступало параметрам М-1, использовавших полупроводниковые диоды, более отработанные к тому времени. Американский TRADIC 1954 года был понадежнее британского аналога, и тоже содержал лампы. Первым полностью полупроводниковым компьютером был британский Harwell CADET, но он заработал только в 1955 году.
Для чего применялись первые советские ЭВМ?
Благодаря малым габаритам и энергопотреблению машины Брука стали использовать не только для специализированных расчетов военно-прикладного значения. Еще в проекте 1948 года, написанном им совместно с Рамеевым, ученый описал пользу компьютера как для чисто военных расчетов (как в случае с ЭНИАК), так и для решения задач криптографии, обеспечения нерасшифровываемой специальной военной и правительственной связи. Там же было предложено использовать ЭВМ для моделирования метеорологических процессов и более точного прогноза погоды (в то время эта тема рассматривалась как в первую очередь военная). По всем этим направлениям советские ЭВМ вполне успешно использовались уже с 1950—1960-х.
Если тот же ЭНИАК применялся для создания термоядерной бомбы (советская создавалась без цифровых компьютеров), то «эмки» разошлись по научным учреждениям, которые не могли себе позволить огромных специально построенных машинных залов.
Кроме научных расчетов, Брук предложил их использовать как управляющие машины сложных индустриальных и энергетических установок, оперировать которыми вручную было чрезвычайно трудно — слишком много для этого надо было учитывать параметров.
Например, электростанций, химических реакторов и тому подобного. Как бы сейчас сказали, он впервые предложил внедрение промышленных компьютеров.
Если М-1 и М-2 были построены в одном экземпляре и потеряли практическое значение уже в 1960-х, то линия ЭВМ М-3, с рядом модификаций, была востребована до конца 1960-х годов и оказалась весьма долгоживущей.
Ну и где же российские Apple и IBM?
Несмотря на довольно бодрый старт и создание в СССР первых в истории компьютеров на полупроводниковой базе, поддерживать столь же высокий темп развития компьютерной техники в нашей стране не удалось. Проблемы начались после появления микропроцессоров — базовые элементы первых компьютеров с начала 70-х стало возможно размещать на одной кремниевой микросхеме (до того надо было собирать процессор из многих микросхем). Здесь уже нельзя было вручную собирать элементную базу — слишком уж мелкими деталями приходилось оперировать. Требовались радиоэлектронные фабрики, со временем — и вакуумные камеры для выращивания нужных кремниевых кристаллов.
В то же самое время сменилась парадигма технологической гонки СССР со странами Запада. Сталинскому Советскому Союзу конца 40-х — начала 50-х никто не продал бы ЭНИАК: машину, на которой рассчитывают параметры водородной бомбы, не экспортируют. А за пределами США во времена Брука и Рамеева работающих цифровых ЭВМ вообще не было. Поэтому, чтобы иметь хоть какие-то компьютеры, их приходилось делать самим.
Брежневская эпоха резко изменила ситуацию. СССР вышел на масштабный экспорт нефти, и на высшем уровне многие технические проблемы захотели решить методом покупки технологии и оборудования на Западе — это было если не дешевле, то точно проще, чем создавать такие технологии внутри страны. Так появились ВАЗ, КАМАЗ и первые ЭВМ на базе клонов западных микропроцессоров. Оборудование для выпускавших их заводов тоже завозилось из-за рубежа.
Именно на этапе начала массового производства ЭВМ разрыв между нашей страной и Западом начал резко нарастать.
Купленная у «Фиата» платформа «Жигулей» устаревала десятки лет, а быстро прогрессирующие компьютеры — раз в несколько лет.
Покупать за рубежом платформы можно было до бесконечности — они все равно постоянно отставали от последних западных. Время, нужное на внедрение в производство западных клонов, оказалось равно времени разработки на Западе новых машин.
Уже в конце 1970-х появились персональные компьютеры Apple (Apple I и II), а позднее — и других фирм. Сходные конструкции предлагались и в СССР — тот же «Микро-80», но реакция руководства страны на такие предложения была довольно сдержанной. Заместитель министра радиопромышленности СССР Николай Горшков в 1980 году сказал авторам «Микро»: «Ребята, хватит заниматься ерундой. Персонального компьютера не может быть. Могут быть персональный автомобиль, персональная пенсия, персональная дача. Вы вообще знаете, что такое ЭВМ? ЭВМ — это 100 квадратных метров площади, 25 человек обслуживающего персонала и 30 литров спирта ежемесячно!» Этими словами он не только вошел в историю, но и продемонстрировал ряд причин отставания советской электронной отрасли.
Чтобы успевать в технологической гонке с Западом, надо все время бежать просто для того, чтобы оставаться на том же самом месте.
А чтобы догонять, надо бежать вдвое быстрее. Чиновники в Министерстве радиопромышленности просто не понимали, что в отрасли происходит быстрый прогресс, а молодые конструкторы никак не могли повлиять на мнение чиновников. Впрочем, некоторые клоны решений Apple и IBM даже успели запустить в производство в СССР, но они тут же устаревали, а после распада СССР компьютерная отрасль пришла в полное небрежение. Российский бизнес в 1990-х был готов вкладывать деньги в торговлю компьютерами, но никак не в такое капиталоемкое дело, как разработка и производство, например, новых процессоров.
В то же время в последние годы стали появляться объективные предпосылки к серьезному улучшению ситуации в отечественной радиоэлектронике. Сейчас, как и когда-то в советское время, во многих отраслях не приходится рассчитывать на поставки из-за рубежа. С другой стороны, наконец-то резко замедлился темп развития кремниевой электроники по всему миру. В таких условиях, даже без вложения крупных средств, вполне возможно создание систем, по уровню приближающихся к продукции лидеров мировой микроэлектроники.
Скажем, отрабатываемый сейчас восьмиядерный «Эльбрус-8СВ» использует 28-нанометровый технологический процесс. Это значит, что разрешение оборудования, делающего полупроводниковые кристаллы для таких процессоров, равно 28 миллиардным метра, и примерно таким же по размеру выходит и минимальный возможный размер полупроводниковых элементов процессора.
9 июля 2015. Сервер Эльбрус – 4.4, процессор МЦСТ КПИ на стенде госкорпорации
В мире процессоры по 28-нанометровому техпроцессу начали делать только с 2011 года — тот же Intel Sandy Bridge или AMD Bulldozer. Конечно, на массовый гражданский рынок выйти тому же «Эльбрусу» не удастся — для этого нужны огромные капиталовложения, да и смысл таких действий неясен: это надо было делать десятилетия назад, когда рынок еще не был поделен. Однако свою нишу в обеспечении ряда госучреждений и силовых структур «Эльбрус» вполне может найти и сегодня.
Главный урок, который можно извлечь из всей этой истории, состоит в том, что для преуспевания в высокотехнологичной отрасли абсолютно необходимо наличие у страны талантливых научно-технических кадров и желание ее элиты придумывать и производить сложные продукты самостоятельно, несмотря на то что дело это часто крайне хлопотное.
Если и то и другое у страны есть, то ни отказ в поставке сложных импортных компонентов, ни нехватка средств и специалистов не смогут помешать.
Александр Березин
Открыто публичное обсуждение Концепции обеспечения электронной сохранности
Руководитель архивной службы США Дэвид Ферьеро (David Ferriero – на фото) 16 сентября 2019 года опубликовал данную заметку на своём блоге AOTUS на сайте Национальных Архивов США
Сегодня Национальные Архивы США (NARA) выложили на сайте GitHub для публичного обсуждения все материалы по нашей Концепции обеспечения электронной сохранности (digital preservation framework). Эта концепция включает наш подход к определению рисков, с которыми сталкиваются электронные файлы, и наши планы по обеспечению долговременной сохранности различных типов файловых форматов. Мы предлагаем заинтересованным лицам включиться в это обсуждение, которое будет проходить с 16 сентября по 1 ноября 2019 года на сайте GitHub по адресу https://github.
com/usnationalarchives/digital-preservation .
Фотография первого в мире компьютера, «Электронного числового интегратора и вычислителя» ЭНИАК (Electronic Numerical Integrator and Calculator, ENIAC). Регистрационный номер Национальных Архивов: 594262
Стратегический план Национальных архивов на 2018–2022 годы опирается на видение, предусматривающее обеспечение постоянной доступности к громадным объёмам государственной информации с тем, чтобы извлечь ещё большую пользу из американского опыта. Обеспечение электронной сохранности (digital preservation) имеет решающее значение для этой работы, о чем также свидетельствует выпущенный в июне 2019 года и адресованный федеральным органам исполнительной власти меморандум OMB/NARA M-19-21 «Переход к электронным документам» (Transition To Electronic Records, https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2019/06/M-19-21.pdf ), требующий от них перевода деловых процессов и управления документами в полностью электронную среду и информирующий о прекращения приёма на хранение Национальными Архивами бумажных документов после 31 декабря 2022 года.
Мы находимся в процессе ухода всего федерального правительства от использования бумаги и перехода на исключительно электронные документы, и Национальные Архивы играют в этом ключевую роль, помогая государственным органам решить эту задачу. Наш новый стратегический план представляет собой дорожную карту; сделав управление документами и электронную сохранность нашими приоритетами, мы поможем обеспечить большую эффективность и продуктивность, делая в то же время федеральное правительство более отзывчивым к американскому народу.
Наши эксперты в области электронной сохранности во главе с директором по этому направлению Лесли Джонстоном (Leslie Johnston) усердно работали над тем, чтобы подготовить Национальные Архивы к этим переменам. Они формализовали набор документов, описывающих, как мы выявляем риски для электронных файлов и определяем приоритетность для действий по обеспечению их сохранности, а также разработали конкретные планы обеспечения сохранности для многих файловых форматов.
Публикация Концепции обеспечения электронной сохранности даёт возможность нашим сотрудникам, сторонам, заинтересованным в деятельности Национальных Архивов, общественности и экспертам в области архивного дела и обеспечения сохранности сказать своё слово и помочь нам в создании стандарта электронной сохранности для федерального правительства. Мы также намерены обеспечить, чтобы наш процесс выявления и смягчения рисков для электронных документов, которые мы сохраняем и делаем доступными, был максимально прозрачен.
Документы доступны по адресу: https://github.com/usnationalarchives/digital-preservation
Чтобы оставить свои замечания и предложения, задать вопросы или начать дискуссию, пожалуйста, используйте вкладку «Проблемы» (Issues). Матрица рисков и планы будут открыты для обсуждения до 1 ноября 2019 года. После этого сотрудники Национальных Архивов соберут все отзывы и обновят матрицу и планы, отработав полученные замечания. Окончательные версии будут выложены в публичном доступе и в дальнейшем документы будут регулярно обновляться, реагируя на меняющиеся риски, новые технологии и форматы.
Дэвид Ферьеро (David Ferriero)
Мой комментарий: Итак, на сайте GitHub созданы 13 следующих папок:
- Матрица рисков для электронной сохранности (Digital Preservation Risk Matrix)
- Текстовые форматы (Textual and Word Processing Formats)
- Форматы электронной почты (Email Formats)
- Форматы для презентаций и публикации (Presentation and Publishing Formats)
- Цифровые аудиоформаты (Digital Audio Formats)
- Форматы для неподвижных изображений (Still Image Formats)
- Видеоформаты (Moving Image Formats)
- Мультимедийные форматы (Multimedia Formats)
- Веб-форматы (Web Formats)
- Форматы для структурированных данных (Structured Data Formats)
- Форматы геопространственных данных (GIS Formats)
- Форматы цифрового проектирования (Digital Design Formats)
- Форматы программного обеспечения (Software Formats)
В таблице также дана оценка наличия инструментов для их конверсии (по шкале от -5 до +5), выделены предпочтительные и допустимые, с точки зрения Национальных Архивов, форматы для архивного хранения.К матрице приложен PDF-документ, описывающий методологию оценки рисков.
В планах обеспечения сохранности есть методическая часть, описывающая основные характеристики форматов данного типа, на которые следует обратить внимание; названы предпочтительные и допустимые форматы в плане приёма документов на постоянное архивное хранение, а также – для каждого из форматов – степень риска, возможные пути миграции, предпочтительные инструменты миграции и предпочтительные инструменты для просмотра.
Таким образом, американские коллеги проделали очень большую работу, которой и нашим специалистам не грех воспользоваться 🙂
Источник: блог Архивиста США «AOTUS»
https://aotus.blogs.archives.gov/2019/09/16/digital-preservation-framework-released-for-public-comment/
ENIAC
1945
ENIAC заполнил всю комнату.
С этими
банк мигающих огней и 6000 ручных переключателей, это выглядело как-то
мы бы ассоциировались с научно-фантастическим фильмом 1950-х годов. Наверное, потому что
в любом случае это то, что породило эти фильмы. ENIAC, гигантская машина
приписывают помощь в начале компьютерной эры, подпитывали воображение публики
о том, как наука и компьютеры могут революционизировать мир.маленький
осознали ли они, насколько тот ранний компьютер отличался от тех, что
будет построен всего пятьдесят лет спустя.
ENIAC – это аббревиатура от электронного числового интегратора.
и компьютер. Джон Мочли и Дж. Преспер Эккерт построили машину.
в Университете Пенсильвании по приказу вооруженных сил США.
Мочли привлек внимание армии, когда в 1942 году объявил, что
он думал, что вакуумные лампы можно использовать для ускорения работы механических калькуляторов
используется в то время.
Быстрые расчеты были именно тем, что военные
нужны во время Второй мировой войны, поскольку они забивали столы для своего оружия
арсенал – таблицы, которые могут сказать солдату, какие именно настройки
артиллерийское орудие, необходимое при определенных условиях.
Для выполнения необходимых расчетов может потребоваться несколько человеческих дней.
К моменту завершения ENIAC в ноябре 1945 г. война закончилась. Но ENIAC мог делать то, что должен. Заполняя комнату размером 30 на 50 футов, ENIAC состоял из 17 468 человек. вакуумные лампы, 70 000 резисторов и 10 000 конденсаторов – не не говоря уже обо всех этих огнях и выключателях. Самое главное, металлический гигант мог сложить 5000 чисел за одну секунду. Это не так много по сегодняшним меркам, но это было в тысячу раз быстрее, чем механические калькуляторы, которыми все пользовались.
В отличие от вашего современного рабочего стола, ENIAC не может хранить программы
команды в своей памяти.
Он мог выполнять только одну программу на
время, и изменить программу означало полностью ее перепрограммировать.
Иногда группе ученых требовалось два дня, чтобы перепрограммировать
машина.
Ресурсов:
– Crystal Fire Майкла Риордана и Лилиан Ходдсон
– PBS Online’s “А”
Научная одиссея: люди и открытия »
Авторские права 1999 г., ScienCentral, Inc. и Американский институт физики.Нет часть этого веб-сайта может быть воспроизведена без письменного разрешения. Все права защищены.
Определение ENIAC | PCMag
( E lectronic N umerical I ntegrator A nd C ) Первый оперативный электронный цифровой компьютер, разработанный для армии США Дж. Преспером Эккертом и Джоном Мочли в Пенсильванском университете в Филадельфии.
Начатый в 1943 году, два года спустя потребовалось 200 000 человеко-часов и почти полмиллиона долларов.Запрограммированный подключением шнуров и установкой тысяч переключателей, машина с десятичным числом использовала 18 000 электронных ламп, весила 30 тонн и занимала площадь 1800 квадратных футов. Это стоило целое состояние электричества; однако при 5000 добавлений в секунду это было быстрее, чем что-либо еще. Первоначально предназначенный для расчета траектории, к тому времени, когда он был готов к работе, Вторая мировая война закончилась. Вскоре после этого он был перемещен на армейский полигон Абердин в Мэриленде, где он хорошо поработал, вычисляя термоядерные реакции в водородных бомбах и множество других задач, пока не был демонтирован в 1955 году.
Удивительная машина в 1946 году
Ссылаясь на публичное представление ENIAC в начале 1946 года, The New York Times заявила: «Один из главных секретов войны, удивительная машина, которая впервые применяет электронные скорости к математическим задачам, которые до сих пор были слишком сложными и трудными.
громоздкий для решения, было объявлено здесь сегодня вечером “. Сегодня все 1800 квадратных футов этого оборудования умещаются на булавочной головке.
ENIAC доказал, что в основе электронных вычислений лежит здравый смысл, и на церемонии открытия предсказывались машины меньшего размера и более быстрые.Однако сомнительно, что они могли представить, что когда-нибудь весь процессор станет не больше ластика для карандашей. См. EDVAC и ранние компьютеры.
Первый рабочий цифровой компьютер
Немного похоже на темницу из старого научно-фантастического фильма, в 1946 году это, должно быть, было потрясающее зрелище. Используемая электроэнергия может сегодня питать тысячи компьютеров. (Изображение любезно предоставлено Музеем компьютерной истории, www.computerhistory.org)
Поверили бы они этому?
Любой, кто смотрит демонстрацию ENIAC, никогда не мог представить себе, что компьютеры станут такими маленькими, что вы можете потерять один в кармане рубашки.
Мало того, эти микроконтроллеры PICmicro от Microchip (www.microchip.com) намного быстрее, чем ENIAC.
Откройте для себя историю компьютера ENIAC
По мере развития технологий в начале и середине 1900-х годов потребность в повышенной скорости вычислений росла. В ответ на этот дефицит американские военные вложили полмиллиона долларов в создание идеальной вычислительной машины.
Кто изобрел ENIAC?
31 мая 1943 года военная комиссия по созданию нового компьютера началась с партнерства Джона Мочли и Джона Преспера Эккерта, при этом бывший был главным консультантом, а Эккерт – главным инженером.Эккерт был аспирантом Школы электротехники Мура при Пенсильванском университете, когда он и Мочли встретились в 1943 году. Команде потребовалось около года, чтобы спроектировать ENIAC, а затем 18 месяцев плюс полмиллиона долларов налоговых денег, чтобы построить его. . Машина не была официально включена до ноября 1945 года, когда война закончилась. Однако не все было потеряно, и военные по-прежнему заставляли ENIAC работать, выполняя расчеты для конструкции водородной бомбы, прогнозов погоды, исследований космических лучей, теплового воспламенения, исследований случайных чисел и конструкции аэродинамической трубы.
ENIAC
В 1946 году Мочли и Эккерт разработали электрический числовой интегратор и калькулятор (ENIAC). Американские военные спонсировали это исследование, потому что им нужен был компьютер для расчета таблиц артиллерийской стрельбы, настроек, используемых для различного оружия в различных условиях для обеспечения точности цели.
Лаборатория баллистических исследований (BRL), являющаяся подразделением вооруженных сил, ответственным за расчет таблиц, заинтересовалась исследованием Мочли в школе Мура.Мочли ранее создал несколько вычислительных машин, а в 1942 году начал разработку более совершенной вычислительной машины на основе работы Джона Атанасова, изобретателя, который использовал электронные лампы для ускорения вычислений.
Патент на ENIAC был подан в 1947 году. Выдержка из этого патента (US # 3,120,606), поданная 26 июня, гласила: «С появлением повседневного использования сложных вычислений скорость стала настолько важной, что стало возможным Сегодня на рынке нет машины, способной полностью удовлетворить потребности современных вычислительных методов.
”
Что внутри ENIAC?
ENIAC был сложной и сложной технологией для того времени. Размещенная в 40 шкафах высотой 9 футов, машина содержала 17 468 электронных ламп, а также 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов, 1 500 реле, 6 000 ручных переключателей и 5 миллионов паяных соединений. Его размеры составляли 1 800 квадратных футов (167 квадратных метров) площади и весили 30 тонн, а при работе он потреблял 160 киловатт электроэнергии. Два 20-сильных вентилятора подавали холодный воздух, чтобы машина не перегревалась.Огромное количество использованной энергии привело к появлению слухов о том, что включение машины приведет к отключению электричества в Филадельфии. Однако эта история, о которой впервые ошибочно сообщил Philadelphia Bulletin в 1946 году, с тех пор была отброшена как городской миф.
Всего за одну секунду ENIAC (в 1000 раз быстрее, чем любая другая вычислительная машина на сегодняшний день) может выполнить 5000 сложений, 357 умножений или 38 делений.
Использование электронных ламп вместо переключателей и реле привело к увеличению скорости, но эту машину нельзя было быстро перепрограммировать.На программирование изменений у технических специалистов ушли бы недели, а машина всегда требовала многочасового обслуживания. Кстати, исследования ENIAC привели ко многим улучшениям в электронной лампе.
Вклад доктора Джона фон Неймана
В 1948 году доктор Джон фон Нейман внес несколько изменений в ENIAC. ENIAC выполнял арифметические операции и операции передачи одновременно, что вызывало трудности программирования. Фон Нейман предположил, что использование переключателей для управления выбором кода позволит сделать так, чтобы разъемные кабельные соединения оставались фиксированными.Он добавил код преобразователя для обеспечения последовательной работы.
Eckert-Mauchly Computer Corporation
Работа Эккерта и Мочли вышла за рамки ENIAC. В 1946 году Эккерт и Мочли основали Eckert-Mauchly Computer Corporation.
В 1949 году их компания выпустила BINAC (BINary Automatic Computer), в котором для хранения данных использовалась магнитная лента.
В 1950 году Remington Rand Corporation купила Eckert-Mauchly Computer Corporation и изменила название на Univac Division компании Remington Rand.Результатом их исследования стал UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer), важный предшественник современных компьютеров.
В 1955 году Remington Rand объединилась с Sperry Corporation и образовала Sperry-Rand. Эккерт остался в компании в качестве исполнительного директора и продолжил работать в компании, когда она позже объединилась с Burroughs Corporation и стала Unisys. Эккерт и Мочли оба получили награду IEEE Computer Society Pioneer Award в 1980 году.
Конец ENIAC
Несмотря на значительные достижения в области вычислений в 1940-х годах, ENIAC продержался недолго.2 октября 1955 года, в 23:45, электричество было окончательно отключено, и ENIAC был списан. В 1996 году, ровно через 50 лет после того, как правительство публично признало ENIAC, огромный компьютер получил свое место в истории.
Согласно Смитсоновскому институту, ENIAC был в центре внимания в городе Филадельфия, так как они праздновали свое место рождения вычислений. В конечном итоге ENIAC был разобран, а части массивной машины были выставлены как в Пенсильвании, так и в Смитсоновском институте.
ENIAC в Penn Engineering
В полностью рабочем состоянии ENIAC занимал комнату размером 30 на 50 футов и весил 30 тонн.В общей сложности 40 панелей имели U-образную форму длиной 80 футов спереди, а количество необходимых 18 000 электронных ламп было более чем в 20 раз больше, чем общее количество, используемое всеми различными системами на борту бомбардировщика B-29 военного времени. Схемы ENIAC включали 500 000 паяных соединений с 70 000 резисторов и 10 000 конденсаторов. ENIAC также имел свои собственные выделенные линии электропередач и потреблял 150 киловатт электроэнергии.
Рабочие характеристики ENIAC включают элементы арифметики, памяти и управления.Касательно арифметических операций двадцать сумматоров для сложения и вычитания, множитель и комбинация делителя и квадратного корня.
Элементы памяти состояли из «внутренней памяти», состоящей из двух частей: двадцати десятизначных аккумуляторов и 6000 переключателей и кабелей на функциональных таблицах, аккумуляторах и «постоянных передатчиках». Неограниченная «внешняя память» поступала извне машины в виде перфокарт.
ENIAC теперь находится на первом этаже здания Мура, соответственно являясь частью компьютерной лаборатории.Теперь студенты сидят в тени электронных ламп и используют потомков ENIAC для выполнения своих собственных задач. В лаборатории части ENIAC, представленные на дисплее, включают в себя циклический блок, главный программатор, таблицу функций, аккумулятор и лотки для цифр. Другими частями оригинального ENIAC были считыватель перфокарт, перфоратор, принтер для карточек, устройство разделения и устройство извлечения квадратного корня.
После постройки ENIAC был отправлен на военный Абердинский испытательный полигон в Абердине, штат Мэриленд.Там были изготовлены таблицы стрельбы, используемые военными, чтобы правильно стрелять из оружия по определенным траекториям и точно поражать цели.
Помимо баллистики, область применения ENIAC включала прогнозирование погоды, расчеты атомной энергии, исследования космических лучей, тепловое воспламенение, исследования случайных чисел, проектирование аэродинамической трубы и другие научные применения. Напомним, что примерно до 1951 года электронные компьютеры не применялись для решения коммерческих задач.
Благодаря способности выполнять математические вычисления с невероятной скоростью, ENIAC дал ученым инструмент, не похожий ни на один из существовавших ранее калькуляторов.Расчет баллистики, который раньше на ручном калькуляторе занимал 12 часов, можно было выполнить всего за 30 секунд. Это означает, что ENIAC был быстрее в 1440 раз. Из-за связанного с этим резкого снижения стоимости вычислений исследования, требующие интенсивных вычислений, продолжались в направлениях, ранее недоступных. Это привело к появлению новых потребительских товаров и открыло обширные новые рынки.
ENIAC – Полная история компьютера ENIAC
Более 25 лет ENIAC считался первым цифровым электронным компьютером в мире .
Еще в начале 1970-х годов это утверждение оказалось ложным. Сначала в ходе знаменитого судебного разбирательства Sperry Rand Corporation против CDC и Honeywell , которое началось в 1971 году, а затем в результате появления информации о компьютере Colossus . В настоящее время ясно, что первым был (прототип, построенный в 1939 году) компьютер ABC Атанасова и Берри, а вторым – компьютер Colossus Mark I (построенный в 1943 году) Newmann and Flowers. Достаточно красноречивым оказался вывод судьи вышеупомянутого длительного судебного процесса (он длился 135 рабочих дней, заполнено более 20000 страниц стенограммы показаниями 77 свидетелей), судьи в U.Окружной суд штата Миннесота Эрл Р. Ларсон, распространенный 19 октября 1973 г. – основные идеи ENIAC Мочли были заимствованы из Атанасова, а изобретение, заявленное в ENIAC, было заимствовано из Атанасова
В обширных выводах судья Ларсон заявил: Эккерт и Мочли не были первыми изобрели автоматический электронный цифровой компьютер, а вместо этого заимствовали этот предмет из некоего доктора Джона Винсента Атанасова .
Кроме того, судья Ларсон постановил, что Мочли украл идеи Атанасова, и на протяжении более тридцати лет передавал эти идеи миру как продукт своего собственного гения.
Несмотря на эту полемику и постыдную демонстрацию Мочли во время судебного процесса (он пренебрежительно отзывался за Атанасова и его компьютер и трижды менял свои показания под присягой, поскольку документы и другие свидетельские показания были против него), компьютер ENIAC сыграл чрезвычайно важную роль в история электронных вычислительных машин.
Джон Мочли (биография) впервые столкнулся с серьезной вычислительной проблемой в 1938 году при подготовке статьи для анализа метеорологических данных для журнала Journal of Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity .Однако эта статья была отклонена, так как одной из причин отклонения была ссылка на слишком короткий период анализа данных . Этот отказ побудил Мочли начать несколько первых экспериментов с цифровыми электронными вычислительными схемами.
Два года его обучения на электротехническом факультете, несомненно, послужили толчком к новому повороту в его исследованиях. Его ресурсы были небольшими, как и масштаб этих испытаний. Среди схем, которые он построил, были такие базовые элементы, как триггер , который мог по существу хранить «единицы» и «нули», составляющие информацию, хранящуюся во всех цифровых компьютерах.Мочли построил некоторые схемы, используя неоновые лампы, а не более дорогие вакуумные лампы, что означало, что они не обладали полной производительностью схем электронных ламп. Таким образом, Мочли сам начал выяснять основные концепции, лежащие в основе электронных вычислительных схем.
Во время Второй мировой войны армия США (как и все другие армии) столкнулась с очень неприятной проблемой с вычислением таблиц стрельбы для артиллерии. Поскольку фабрики производили новые дальнобойные орудия, а наводчик часто не мог видеть свою цель из-за холмов, он полагался на брошюру с таблицами стрельбы, чтобы навести артиллерийское орудие.
Как далеко пролетел снаряд, зависел от множества переменных: скорости и направления ветра, влажности и температуры воздуха, высоты над уровнем моря, земли и т. Д. Даже температура пороха имела значение. Для типичного орудия требовалась таблица стрельбы с пятью сотнями различных наборов условий. Каждое новое орудие и каждый новый снаряд должны были иметь новые таблицы стрельбы, а расчеты производились на основе испытательных стрельб и математических формул. Армия США использовала штат из 176 человек (так называемые компьютеров ) в Абердине около Филадельфии и в школе Мура, выполняя вычисления с помощью настольных калькуляторов с кнопками и большой ручкой для вытягивания для выполнения каждой арифметической операции.Кроме того, они использовали два дифференциальных анализатора (дифференциальный анализатор представлял собой механический аналоговый компьютер, предназначенный для решения дифференциальных уравнений путем интегрирования, с использованием колесно-дисковых механизмов для выполнения интегрирования), тем не менее, им требуется больше месяца, чтобы произвести полный обжиг.
таблица со всеми необходимыми траекториями, что было недопустимо. Абердин сильно отставал в своих обязанностях по стрельбе, и в Европу и Африку доставлялось оружие, которое было практически бесполезным, потому что из него нельзя было прицелиться.В 1941 году Лаборатория баллистических исследований армии США, ответственная за производство таблиц стрельбы, превратила школу Мура во вспомогательную часть своего вычислительного отдела. Школа Мура выполняла его работу, используя как аналоговые, так и численные методы, первый из которых был основан на использовании дифференциального анализатора, второй выполнялся отдельной группой человеческих компьютеров, собранной школой Мура.
Таким образом, лейтенант Герман Голдстайн, молодой 29-летний доктор философии и профессор математики в Мичиганском университете, был назначен ответственным за операцию в Пенне и получил приказ, чтобы таблицы заполнялись быстрее, несмотря ни на что.Вскоре Голдстайн начал прикидывать невыполнимость поставленной задачи.
Спрос на столы был настолько велик, что они никогда не закончатся, пока пушки не дойдут до боя. Голдстайн отправил свою жену Адель, математика, в поездку по стране, чтобы найти в колледжах больше женских математических специальностей, но найти было очень мало. Он призывал техников как можно чаще использовать дифференциальный анализатор, но он был подвержен поломкам. Однажды аспирант Пенсильванского университета спросил Голдстайна, слышал ли он об идее, которую выдвигал недавно нанятый профессор Джон Мочли.Это казалось настолько глупым, что преподаватели Пенсильванского университета проигнорировали это. Мочли хотел сделать электронный калькулятор, который мог бы заменить все компьютеров
В августе 1942 года Мочли подготовил меморандум на семи страницах – Использование высокоскоростных вакуумных ламповых устройств для расчета . В этом документе он рекламировал преимущество, заключающееся в том, что его машина будет намного более точной, чем существующие механические устройства, его основным аргументом в пользу продажи была скорость – .
Значительного увеличения скорости вычислений можно добиться, если в используемых устройствах используются электронные средства для производительность расчета, потому что скорость таких устройств может быть намного выше, чем у любого механического устройства .Меморандум Мочли, однако, был проигнорирован деканами Пенна, но распространен среди его коллег и студентов и, что наиболее важно, молодого аспиранта Дж. Преспера Эккерта (биография), который, несомненно, был лучшим электронным инженером в школе Мура.
Когда Голдстайн разыскал Мочли и поинтересовался его идеей, он не мог поверить в свою удачу. Он сразу понял, что армия – это способ построить его машину. Внезапно Джон Мочли стал экспертом по стрельбищам.Он рискнул спуститься в подвал, где находился дифференциальный анализатор, и дразнил рабочих за столом вопросами вроде: Было бы здорово, если бы у вас был станок, который делал бы это за двадцать секунд
Голдстайн быстро ухватился за идею Мочли сделать дифференциальный анализатор электронным, заменив все шестерни и колеса электронными счетчиками, управляемыми импульсами электричества, и убедил свое непосредственное начальство передать эту идею высшему руководству армии и попросить финансирование.
9 апреля 1943 года Голдстайн представил Мочли и Эккерта полковнику Лесли Саймону, директору лаборатории баллистических исследований, и Освальду Веблену, известному математику и техническому советнику армии, и они согласились профинансировать проект. Армия предоставила Пенсильванскому университету контракт на разработку и первоначальные ассигнования в размере 61700 долларов на первые шесть месяцев работы над тем, что Эккерт и Мочли назвали электронным числовым интегратором. Позже название было изменено на Электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC).
Общий вид ENIAC
Работа над компьютером началась в июне 1943 года, когда Эккерт был главным инженером, а Мочли – его консультантом. Вначале ключевую роль играл Мочли, но позже, после согласования первоначальных идей, руководство было передано Эккерту, гениальному инженеру, и Гольдштейну, который был назначен представителем армии и занимался математическими и организационными задачами. ENIAC был закончен слишком поздно для той цели, для которой он был построен – осенью 1945 года, когда закончилась война, и представлен публике в феврале 1946 года.
На это ушло 200000 человеко-часов и около 487000 долларов. Армия получила тридцатитонное чудовище, занимавшее комнату размером 10 на 15 метров. В нем было 30 различных блоков, включая двадцать аккумуляторов, расположенных в форме , по шестнадцать с каждой стороны и восемь посередине, все соединенные узлом тяжелого черного кабеля толщиной с пожарный шланг. Он мог выполнять 5000 циклов сложения в секунду и выполнять работу 50000 человек, работающих вручную. За тридцать секунд ENIAC мог рассчитать единственную траекторию, что заняло бы двадцать часов с настольным калькулятором или пятнадцать минут с помощью дифференциального анализатора.ENIAC требовалось 174 киловатта мощности для работы. Он содержал 17468 электронных ламп, 1500 реле, 500000 паяных соединений, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов-схем. Тактовая частота 100 кГц. Ввод и вывод через устройство чтения карт IBM, перфоратор и табулятор карт.
Блоки ENIAC можно условно разделить на пять категорий: арифметические (универсальные и специализированные блоки), блоки глобального управления, память, блоки ввода / вывода и шины (соединительные линии).
На нижней схеме показана функциональная организационная схема ENIAC.Единицы, связанные в основном с арифметическими операциями, – это 20 сумматоров (для сложения и вычитания), множитель и комбинация делителя и квадратного корня. Числа вводятся в машину с помощью устройства, называемого преобразователем констант, которое работает вместе с устройством чтения карт IBM. Считыватель сканирует стандартные перфокарты (которые содержат до 80 цифр и 16 знаков) и сохраняет данные с них в реле, расположенных в преобразователе констант. Постоянный датчик делает эти числа доступными по мере необходимости.Точно так же результаты могут быть перфорированы на картах принтером ENIAC, работающим вместе с перфоратором IBM card. Таблицы можно автоматически распечатать с карточек с помощью табулятора IBM.
схема ENIAC
Аккумуляторы (арифметические блоки) ENIAC состояли из электронных кольцевых счетчиков, образованных линейным массивом триггеров. Поскольку ENIAC был десятичной машиной, способной обрабатывать числа, состоящие из десятичных цифр, каждый знак плюс, каждый аккумулятор содержал 10 кольцевых счетчиков, каждый из 10 ступеней, и двухступенчатый кольцевой счетчик для знака числа.
Когда число было получено аккумулятором, оно добавлялось к предыдущему содержимому этого блока. Вычитание производилось как тип сложения путем представления отрицательных чисел дополнениями
На сложение или вычитание ушло 200 микросекунд, на умножение – около 3 миллисекунд. Чтобы достичь этой скорости, он встроил в него электронное устройство, в котором хранилась таблица умножения. Самой сложной операцией было деление, которое требовало около 30 миллисекунд, как и для извлечения квадратного корня.
Различные блоки ENIAC связываются друг с другом по шинам данных, программ и синхронизации (также называемых соединительными линиями ). Цифровые соединительные линии переносятся в лотках, которые укладываются друг на друга, что позволяет использовать несколько соединений. Подносы для цифр также можно использовать повторно во время программы. Только один аккумулятор может передавать данные в цифровую магистраль одновременно, но несколько аккумуляторов могут прослушивать их.
В дополнение к обычной передаче цифр по цифровым кабелям / магистралям, адаптеры могут использоваться для изменения места цифры между передачей и приемом. аккумулятор.Например, адаптер устройства сдвига используется для умножения числа на степень 10, а адаптер удаления используется для исключения импульсов одного или нескольких разрядов передающего числа.
ENIAC может быть запрограммирован на выполнение сложных последовательностей операций, которые могут включать в себя циклы, ответвления и подпрограммы. Задача взять проблему и отобразить ее на машине была довольно сложной и обычно занимала недели. Шесть женщин были выбраны из нескольких сотен человеческих компьютеров для работы над ENIAC, что сделало их первыми в мире программистами.Программирование ENIAC сильно отличалось от того, что мы считаем программированием на современном компьютере с хранимыми программами. Архитектура потока данных ENIAC требует установки переключателей, манипулируя его переключателями и кабелями и устанавливая соединения между устройствами (см.
Нижнюю фотографию). Программирование состоит из следующих шагов.
1. Во-первых, решаемая проблема должна быть описана набором математических уравнений, таких как уравнения в полных или частных производных.
2. Затем уравнения разбиваются на основные математические операции, которые ENIAC может выполнять.
3. Также необходимо спланировать хранение числовых данных. Для каждой арифметической операции необходимо настроить программное управление и установить связи между входами и выходами программного управления.
4. Наконец, отдельные программы связываются вместе в последовательность программ, так что набор программ автоматически запускается после завершения другого набора программ.
Программирование ENIAC потребовало похода и некоторых физических упражнений
Мочли и Эккерт подали заявку на патент на ENIAC в 1947 году (но патент США 3120606 был выдан только 4 февраля 1964 года).К тому времени они уволились из инженерной школы Мура и основали свою собственную корпорацию – Eckert and Mauchly Computer Corporation .
Они передали свой патент своей корпорации, где разработали первый коммерческий компьютер UNIVAC. Эккерт взял на себя инженерные функции, а Мочли руководил бизнесом. Однако ни Мочли, ни Эккерт не были хорошими бизнесменами. В конце концов они столкнулись с финансовыми проблемами и в 1950 году продали свою компанию вместе с патентами на компьютеры компании Remington Rand.Позже Сперри Рэнд выкупила Remington. Мочли работал в Remington and Sperry до 1959 года, когда он ушел, чтобы основать собственную консалтинговую корпорацию Mauchly Associates. В 1968 году он основал вторую компьютерную консалтинговую корпорацию, которую назвал Dynatrend.
ENIAC – Модель в натуральную величину первого компьютера на электронных лампах
ENIAC (электронный числовой интегратор и компьютер) был прямым предком современного компьютера, поскольку проблемы, связанные с его работой, привели к его развитию.
ENIAC был результатом совместной работы Школы электротехники Мура Университета Пенсильвании и Лаборатории баллистических исследований армии США.
В обоих учреждениях имелась копия аналогового дифференциального анализатора Ванневара Буша, и армия США заключила контракт со школой Мура на использование их оборудования для военных целей. Но, несмотря на два дифференциальных анализатора и в общей сложности около 200 сотрудников, большинство из которых были «людьми-компьютерами», работающими на механических настольных вычислителях, мощности было недостаточно для расчета необходимых таблиц артиллерийской стрельбы и бомбометания.
ENIAC – 18000 электронных ламп и 1500 реле
Воодушевленный беседами с Джоном В. Атанасовым, который разработал компьютер специального назначения ABC, физик Джон В. Мочли распространил меморандум о своих идеях цифрового компьютера общего назначения на электронных лампах в Школе Мура в августе 1942 года. Джон Преспер Экерт, лучший инженер-электронщик Школы Мура, сразу же погрузился в проект. В официальном контракте от 5 июня 1943 года его подписала армия США.Однако успешное выполнение программы было продемонстрировано только в феврале 1946 года.
Новый ENIAC содержал 18 000 электронных ламп, но его память была слишком мала для многих приложений. Поскольку медленный процесс чтения программы с перфоленты сводил на нет ее высокую скорость обработки, ENIAC был запрограммирован путем подключения его к конкретной проблеме. Поэтому на изменение программы уйдут часы или даже дни.
Джон фон Нейман думает об успешной модели
Джон фон Нейман обратил свое внимание на ENIAC летом 1944 года.Чтобы преодолеть упомянутые проблемы, фон Нейман и команда ENIAC разработали план новой модели. Эккерт предложил использовать память с ртутной линией задержки. Это увеличило бы объем памяти в 100 раз при том же количестве электроники. На встречах с фон Нейманом возникла идея хранить программу в памяти в дополнение к данным. Это ускорит программирование и позволит машине изменить ход выполнения программы. Так родилась концепция компьютера в сегодняшнем понимании этого слова (то есть универсальной машины с хранимой программой).
Инсталляция на выставке демонстрирует размеры ENIAC.
Отчет о проекте ENIAC-On-A-Chip в школе Мура показывает разницу в производительности между прошлым и нынешним оборудованием.
Встречайте первый электронно-цифровой компьютер
Семьдесят лет назад тайна, окружавшая Eniac, наконец, закончилась. Прорывное творение, ознаменовавшее рождение эры цифровых вычислений, было представлено публике.
Что первое приходит в голову, когда я упоминаю слово «компьютер»? Вы, вероятно, думаете о различных системах, с которыми вы работали, будь то настольные компьютеры или ноутбуки.Но я почти уверен, что вы не стали бы считать, что компьютер относится к тому, кто вычисляет или вычисляет. И все же это слово получило свое значение столетия назад из того, что я только что упомянул (компьютер как вычислитель), и эволюционировало, чтобы обрести значение, с которым мы теперь связываем его.
Если мы вернемся к тому времени, когда компьютер впервые был использован, чтобы соответствовать его современному использованию, мы вернемся к 1940-м годам.
Подобно метеориту Альенде, который мы обсуждали на прошлой неделе, он восходит к зарождению Солнечной системы, Eniac, который часто считают первым электронным компьютером, знаменует собой начало эры цифровых вычислений.
Что такое Eniac?
Итак, что такое Eniac, вы, кажется, задаетесь вопросом. Eniac, что означает «Электронный числовой интегратор и компьютер», как и многие другие технологические достижения, явилась побочным продуктом войны. Рассвет цифровой эпохи был не за горами, когда мир вступил в битву во Второй мировой войне.
Знать? Или знать это! Что означает Eniac? Отправьте свой ответ на [email protected], указав свои данные. [тема: Eniac] Ответ на прошлой неделе Минерал, которым почитают Пань Гу, – пангит.Мариэль Кэтрин Джордж из 7 класса государственной школы Crescent Castle, Ути, была среди тех, кто правильно понял. Поздравляю!
Государственное финансирование в США пошло на проект, возглавляемый Джоном Мочли, Джоном Преспером Эккертом-младшим и их коллегами из Школы электротехники Мура при Университете Пенсильвании.
Армейская лаборатория баллистических исследований утвердила его, поскольку проект включал создание устройства, которое могло бы вычислять значения для таблиц дальности артиллерии, что принесло бы пользу военным усилиям.Однако к тому времени, когда Eniac был завершен, война закончилась. С 40 шкафами, заполненными почти 18 000 электронных ламп, 10 000 конденсаторов, 6000 переключателей и 1500 реле, U-образная Eniac заполнила комнату площадью 1500 квадратных футов. То, на что у людей уходили часы и дни, Eniac мог достичь за считанные секунды или минуты.
Можно перепрограммировать
Что отличало Eniac от существующих устройств того времени, так это то, что, несмотря на работу на электронных скоростях, его также можно было запрограммировать на выполнение различных инструкций.Несмотря на то, что на переустановку машины с новыми инструкциями часто уходили дни (шесть женщин были наняты специально для этой цели), нельзя было отрицать, что Eniac был первым в мире электронным компьютером общего назначения.
14 февраля 1946 года Военное министерство США объявило об Eniac общественности. Несмотря на то, что Вторая мировая война закончилась, одним из первых применений Eniac было выполнение расчетов для создания водородной бомбы. Несмотря на то, что Eniac проработал всего десять лет, он навсегда останется первым в мире компьютером.
В этом месяце вы исчерпали лимит бесплатных статей.
Преимущества подпискивключают
Газета сегодня
Найдите удобные для мобильных устройств версии статей из ежедневной газеты в одном удобном для чтения списке.
Безлимитный доступ
Наслаждайтесь чтением любого количества статей без каких-либо ограничений.
Персональные рекомендации
Избранный список статей, соответствующих вашим интересам и вкусам.
Более быстрые страницы
Плавно перемещайтесь между статьями, поскольку наши страницы загружаются мгновенно.
Панель приборов
Универсальный магазин для просмотра последних обновлений и управления вашими предпочтениями.
