В 1936 году американский физик Говард Эйкен, будущий создатель компьютера «Марк 1», начал строить планы относительно автоматического вычислительного устройства. Сдвиг произошел, когда он занимался исследованиями для своей диссертации. Предметом дипломной работы был космический заряд.
Вскоре его диссертационная работа состояла в основном из решения нелинейных (дифференциальных) уравнений. Единственными методами, доступные тогда для численного решения проблем, являлись разработки по созданию электромагнитных настольных калькуляторов. В статье речь пойдет о том, в каком году появился первый компьютер, и кого нужно благодарить за основу нынешней техники.
История создания прибора
Вам будет интересно: Эргономическая клавиатура: описание, характеристики, фото и отзывы
Поскольку Эйкен полностью осознавал, что для создания такого компьютера потребуется много денег, он решил обратиться к одному из крупнейших производителей механических и электромеханических калькуляторов в США — компании Monroe Calculating Machine Company. 22 апреля 1937 года он представил главному инженеру Чейзу свои планы по автоматическим вычислениям в следующих областях:
Виртуальная экскурсия по первым танкам [VR-видео]
- «четыре правила арифметики»;
- предварительно установленный контроль последовательности;
- хранение и память установленных или вычисленных значений;
- управление последовательностью, которое может автоматически реагировать на вычисленные результаты или символы, вместе с печатной записью всего, что происходит в машине;
- запись всех вычисленных результатов.
Вам будет интересно: Домашний NAS: выбор, установка и настройка
Эйкен был воодушевлен энергичной поддержкой Чейза. Тот отправился к своему руководству в «Монро» и сделал все, что в его силах, чтобы убедить их в правильности своего выбора и идеях Эйкена. Чейз уверял, что проект «выстрелит», хоть и потребует немалых затрат на реализацию идеи. У него была некая прозорливость и дальновидность, чтобы признать, что предлагаемая машина будет иметь неоценимое значение в бизнесе компании в последующие годы. Несмотря на уговоры, в создании машины было отказано.
Поддержка проекта и провал идеи
Решение «Монро» не поддерживать проект Эйкена, безусловно, было ударом, но ученый, должно быть, был воодушевлен энтузиазмом Чейза относительно новой идеи. Кроме того, именно Чейз предложил Эйкену обратиться за помощью к профессору Теодору Брауну из Гарварда, близкому соратнику Томаса Дж. Уотсона, президента фирмы IBM.
Вам будет интересно: Как проверить скорость чтения жесткого диска?
Таким образом, Эйкен установил успешный контакт с IBM. Браун порекомендовал Эйкена старшему инженеру IBM, Брайсу, который одобрил его проект и порекомендовал, как сделать компьютер и построить машину его мечты. Мнение Брайса было решающим для решения IBM, и ученый получил поддержку президента Ватсона для создания проекта Гарварда.
Танки — история создания и развития боевых машин!
Разработка вычислительной техники
Эйкен подготовил официальное предложение под названием «Предлагаемая автоматическая вычислительная машина». Оно занимало 22 печатных страницы с двойным интервалом. Начинался документ с краткой истории вспомогательных средств для вычислений, обсуждения механизмов Бэббиджа, упоминаний о разностных механизмах Шойца, Виберга и Гранта. Кратко было описано изобретение табулирования перфокарт, счетные, сортировочные и арифметические машины.
Известно, что Генри Бэббидж, сын Чарльза Бэббиджа, собрал около шести небольших демонстрационных вариантов для двигателей машины — то, как она будет выполнять последовательные операции и работы. Один из них он отправил в Гарвард. Эйкен также отмечает, что машины, производимые IBM, позволяли ежедневно делать в бухгалтериях промышленных предприятий по всему миру то, чего Бэббидж хотел достичь очень давно.
Затем Эйкен обращается к необходимости более мощных методов расчета в математических и физических науках. Он обрисовал в общих чертах области использования своего компьютера — теоретическую физику, радиосвязь и телевидение, астрономию, теорию относительности и даже быстро растущую науку математической экономики и социологии.
В чем нуждается наука?
Эйкен определил четыре конструктивные особенности, которые отличали обычные механизмы учета перфокарт и вычислительных механизмов, как это требуется в науке:
Вам будет интересно: Как подключить модем «Мегафон» к ноутбуку? Поэтапная инструкция
Первыми двумя задачами, поставленными для новой машины, было вычисление некоторых интегралов и таблиц.
Развитие и внедрение приборов для военных целей
В 1944 году машина была передана военно-морскому флоту на время войны. После этого стала числиться официальным прибором в подразделении «Бюро кораблей» под командованием Эйкена. К августу компьютер «Марк 1» работал с большим военно-морским штатом, включая ряд офицеров, среди которых были Грейс Хоппер и Ричард Блох. Они стали главными программистами.
Была забавная история о том, что именно Грейс Хоппер, занимающаяся программированием на компьютере Mark I, нашла первую компьютерную «ошибку»: мертвую моль, которая попала в Mark I, чьи крылья блокировали чтение отверстий в бумажной ленте. Слово «ошибка» использовалось для описания дефекта, по крайней мере, с 1889 года, но Хоппер приписывают слово «отладка» для описания работы по устранению ошибок программы.
В 1944 и 1945 годах компьютер «Марк 1» работал почти непрерывно, 24 часа в сутки, семь дней в неделю. Проблемы военного времени, которые машина должна была решить, включали в себя исследования магнитных полей, связанных с защитой кораблей от магнитных мин, а также математические аспекты проектирования и использования радара. Без сомнения, самой важной проблемой военного времени был набор вычислений для имплозий, привезенных из Лос-Аламоса Джоном фон Нейманом.
Только через год сотрудники узнали, что эти расчеты были сделаны в связи с разработкой атомной бомбы. Выдающийся успех и отставание в работе на компьютере привели к тому, что военно-морской флот попросил Эйкена в начале 1945 года спроектировать и построить вторую такую машину. Эйкен так и сделал. Компьютер стал известен как Марк II.
Характеристики первого прибора
Компьютер Mark 1 был гигантских внушительных размеров — целых 2,5 метра в высоту. Длина — 16 м, и почти 1 м в глубину. Такие размеры первых компьютеров никого не удивляли, наоборот, благодаря возможностям, они внушали свою мощь другим:
- Он весил пять тонн.
- Содержал 760 000 деталей.
- Использовал 530 миль проводов.
- 3 000 000 проводных соединений.
- 3500 многократных реле с 35000 контактов.
- 2225 счетчиков.
- 1484 десятиполюсных переключателей.
Опираясь на технологию, разработанную IBM в 1944 году, для статистических и бухгалтерских бизнес-машин использовались традиционные компоненты IBM, такие как электромагнитные реле, счетчики, кулачковые контакты, перфораторы и электрические пишущие машинки. Также присутствовали элементы нового дизайна, в том числе реле и счетчики, которые раньше не использовались в машине IBM.
Они были меньше и быстрее. Входные данные состояли из перфоленты, а выходные представляли собой серию перфокарт или распечатку со стандартной электрической машинки IBM.
Работа компьютера была приведена в действие длинным, горизонтальным, непрерывно вращающимся валом, который издавал гул, который описывали как шум гигантской швейной машины. Вал совершал около 3 оборотов в секунду. Устройства для хранения и вычисления выдавали слова длиной в 23 десятичных знака, а двадцать четвертое место было зарезервировано для алгебраического знака. Расчеты проводились в десятичных числах с фиксированной десятичной точкой.
Что умела машина прошлого века?
Машина состоит из 7 основных модулей, расположенных слева направо:
Вам будет интересно: Отечественные компьютеры: история создания, характеристики и фото
Однако более мощный сигнал был добавлен в программируемый компьютер после 1945 года, когда был встроен второй ленточный ридер для команд.
В самых правых частях находятся электрические пишущие машинки, считыватель магнитных лент для команд и перфоратор. На печатных машинках напечатано окончательное решение проблемы. Перфоратор карт автоматически пробивает карты с данными. Лента имела 24 столбца (то есть 24 отверстия в ряду). Один ряд данных требовал 4 строк (23 цифровых позиций и 1 для знака для каждого числа, каждая позиция требовала 4 лунок, 24 x 4 = 96).
Основные функции прибора
Первое поколение компьютеров оснащалось четырьмя ридерами. Один использовался для подачи инструкций в машину, а три других содержали таблицы функций и могли предоставлять значения по мере необходимости. Также была предусмотрена интерполяция значений, указанных на лентах. Таким образом были встроенные «подпрограммы» (как их называл Эйкен), предусматривающие преобразование числа с помощью некоторой встроенной функции (такой как синус, экспонента, логарифм или возведение в степень).
Характеристики «Марка 1» предполагали, что машина прослужит около 10 лет. Однако она продолжала функционировать в Гарварде в течение 14 лет после войны, производя полезную работу. И только к 1959 году прибор окончательно «вышел на пенсию». В течение этого времени он также служил объектом практических занятий нескольким студентам в Гарварде, где Эйкен создал новаторскую программу, которая была позже названа информатикой — с курсами для студентов и аспирантов, идущих к степени магистра или доктора философии. Много важных фигур в компьютерном мире были представлены на этой теме про Гарварда и «Марка I».
Прогресс опередил технологии — появление новых «умных» машин
Оглядываясь назад, можно сказать, в каком году появился первый компьютер на самом деле. Но самое большое значение «Марка I» заключалось в том, что он был первой полностью автоматической вычислительной машиной, не требовавшей какого-либо вмешательства человека в рабочий процесс, он выполнять автоматическую последовательность вычислений в соответствии с программой и делать это без ошибок.
Говард Эйкен продолжил работу над созданием новых вычислительных машин. За компьютером «Марк 1» последовал «Марк II», затем в 1949 году «Марк III/ADEC», а в 1952 году — «Марк IV». Компания IBM приступила к созданию нового компьютера SSEC уже без участия Говарда Эйкена.
Совершенствование техники и инновации в работе
Поскольку при создании первого компьютера использовались механические и релейные технологии, работа была очень медленной. Новый «Марк» выдавал результаты быстрее, чем обычные вычислительные методики, но не так быстро, как машины, которые вскоре были представлены миру позднее. К ним относились и такие, как ENIAC.
Для сложения или вычитания требуется один машинный цикл, который занимает около 0,3 секунды. Умножение потребовало 20 циклов или 6 секунд, а деление может занять до 51 цикла или более 15 секунд. Из-за этого в более поздних моделях деление было заменено умножением взаимных величин.
Хотя Mark I был медленным, он не только был запрограммирован под конкретную операцию, но и универсальным. В то время, как ENIAC был ограничен в своем первоначальном дизайне миссией вычисления баллистических таблиц, «Марк I» смог приспособиться к большему числу встроенных программ.
Источник: abc-import.ru
Запущен первый американский программируемый компьютер «Марк I»
«Марк I» — первый американский программируемый компьютер. Разработан и построен в 1941 году по контракту с IBM молодым гарвардским математиком Говардом Эйкеном и ещё четырьмя инженерами этой компании на основе идей англичанина Чарльза Бэббиджа.
После успешного прохождения первых тестов в феврале 1944 года компьютер был перенесён в Гарвардский университет и формально запущен там 7 августа 1944 года.
По настоянию президента IBM Томаса Дж. Уотсона, вложившего в создание «Марк I» 500 тысяч долларов своей компании, машина была заключена в корпус из стекла и нержавеющей стали. Компьютер содержал около 765 тысяч деталей достигал в длину почти 17 м, 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.
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.
Фактически «Марк I» представлял собой усовершенствованный арифмометр, заменявший труд примерно 20 операторов с обычными ручными устройствами, однако из-за наличия возможности программирования некоторые исследователи называют его первым реально работавшим компьютером. На самом деле, машина начала перемалывать свои разряды лишь через два года после того как в Германии немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину Z3.
«Марк I» последовательно считывал и выполнял инструкции с перфорированной бумажной ленты. Компьютер не умел выполнять условные переходы, из-за чего каждая программа представляла собой довольно длинный ленточный рулон. Циклы организовывались за счёт замыкания начала и конца считываемой ленты. Принцип разделения данных и инструкций получил известность, как гарвардская архитектура.
Однако главным отличием компьютера «Марк I» было то, что он был первой полностью автоматической вычислительной машиной, не требовавшей какого-либо вмешательства человека в рабочий процесс.
На церемонии передачи компьютера Говард Эйкен не упомянул о какой-либо роли IBM в создании машины. Томас Уотсон был разозлён и недоволен этим поступком Эйкена, поэтому прекратил их дальнейшее сотрудничество. Данное IBM название «Automatic Sequence Controlled Calculator» Эйкен заменил на «Mark I», а компания приступила к созданию нового компьютера «SSEC» уже без участия Говарда Эйкена.
В свою очередь, Говард Эйкен также продолжил работу над созданием новых вычислительных машин. За «Марком I» последовал «Марк II», затем в сентябре 1949 года «Марк III/ADEC», а в 1952 году — «Марк IV».
Источник: www.denvistorii.ru
Самый первый компьютер в мире
Сидел я как-то за компьютером, работал себе спокойно, и тут, вдруг, меня посетила мысль, а с чего все началось и каким был самый первый компьютер в мире? Конечно же я решил найти ответ на этот вопрос, уж сильно он меня зацепил. И ответ был найден! Естественно, он и стал темой следующего поста в блоге обо всем самом интересном в мире, что не оставляет равнодушным. Как всегда с определением первенства оказалось все не просто, но к этому уже можно привыкнуть…
Самый первый компьютер в мире Марк 1
Самый первый компьютер в мире был создан и построен в США математиком из Гарвардского университета Говардом Эйксном еще в 1941 году. Вместе с четырьмя специалистами из компании IBM, которая и заказала ему его, они создали компьютер на базе идей Чарльза Бэббиджа. После всех испытаний, состоялся его запуск седьмого августа 1944. Он получил название от своих создателей «Марк 1», и его поставили работать в Гарварде.
Тогда этот компьютер стоил пятьсот тысяч долларов, баснословная по тем временам сумма. Его собрали в специальный корпус, который был сделан из стекла и стали, не поддающейся коррозии. Сам корпус в длину был не менее семнадцати метров, высота была более 2.5 м. Его масса была около 5-ти тонн и занимал он пространство объемом в несколько десятков кубических метров.
«Марк 1» состоял из множества переключателей и прочих механизмов, общая численность которых составляла 765 тысяч.
Его провода составляли общую длину около восьмисот километров!
Возможности самого первого компьютера в мире сейчас нам кажутся смешными, но на тот момент мощнее не было ни одного вычислительного устройств на планете.
- оперировать семьюдесятью двумя числами, которые в свою очередь состояли из двадцати трех десятичных разрядов
- компьютер мог вычитать, складывать и на каждую из операций у него уходило по три секунды.
- кроме этого, он также умножал и делил, тратя на эти операции по шесть и пятнадцать секунд.
Для ввода информации в этот аппарат, который по сути был всего лишь более быстрым арифмометром применяли специальную перфорированная ленту из бумаги. Это был первый ЭВМ, которому не нужно было вмешательство людей для своих вычислительных процессов.
Еще один самый первый компьютер в мире Eniac
Еще в 1942 разработка Джона Маучли послужила толчком к созданию первого компьютера, но в тот момент на него мало кто обратил внимание. После того, как к нему присмотрелись военные инженеры американской армии в 1943 были предприняты попытки создать аппарат, получивший тогда имя «ENIAC». Финансами занимались военные и она выделили около пятисот тысяч долларов на этот проект, так как они хотели конструировать новые типы вооружений.
«ENIAC» потреблял столько энергии, что во время его работы, рядом расположенный город все время испытывал нехватку электричества и люди сидели без света иногда по несколько часов.
Технические характеристики Eniac
Посмотрите на некоторые очень интересные характеристики самого первого компьютера в мире, по второй версии. Впечатляет не правда ли?
- Вес у него был 27 т.
- В нем было 18000 ламп и прочих деталей.
- Память была 4 КБ.
- Занимал площадь 135 кв. м. и весь был опутан множеством проводов.
Программировали его вручную, и операторы просто меняли сотни переключателей, и нужно было каждый раз его выключать и включать из-за того, что на нем не было жесткого диска. Клавиатуры не было и монитора тоже. Стоял ряд десятков шкафов с лампами, машина часто выходила из строя, так как часто перегревалась. Потом он использовался еще для проектирования водородного атомного оружия. Проработала эта машина больше десяти лет, и в 1950 году, когда создали транзистор, компьютеры стали уже меньше в размерах.
Где и когда продали самый первый ПК?
За два десятка лет в концепции компьютеров мало что изменилось. Благодаря тому, что был внедрен микропроцессор, само создание компьютера пошло более быстрыми темпами. Еще в 1974 IBM хотела выпустить на рынок первый компьютер, однако продаж почти не было. IBM5100 использовал кассеты, где хранилась информация, и стоил он по тем временам очень дорого – десять тысяч долларов. Поэтому мало кто мог себе позволить тогда купить такой аппарат.
Он мог сам исполнять программы, которые были написаны на языках BASIC и APL, созданные в недрах IBM. Монитор мог отображать шестнадцать линий по шестьдесят четыре знака, память его была шестьдесят четыре КБ. Сами кассеты были очень походи на обычные аудио кассеты. Продаж почти не было из-за высокой цены и из-за непродуманного интерфейса. Но все -таки нашлись люди, которые его приобрели и которые начали новую эру в истории мировых рынков — торговлю компьютерами
Вы думали, какие они будут через десять лет?
Не так давно IBM показала прессе суперкомпьютер «Roadrunner» с 1 квадриллионом операций. Его собрали для Министерства энергетики США. Он включает в себя 6480 двухъядерных процессоров, и 12 960 процессоров Cell 8i. Он состоит из 278 шкафов, 88 километров кабеля. Весит 226 т. Расположен на площади 1100 м², стоит такой 133 000 000 долларов.
Как видите, шкафы для суперкомпьютеров все также в моде, все дело в дизайне…
Скачать:
Предварительный просмотр:
Самый первый компьютер — ENIAC
Сегодня компьютерная техника настолько глубоко вошла в жизнь людей, что она воспринимается как что-то обязательное и существующее давно в человеческом обществе. Однако самый первый компьютер в мире на самом деле появился совсем недавно. Особенно, если сравнить этот временной отрезок с историей человеческой цивилизации в целом, которая насчитывает многие тысячелетия.
Первым компьютером считается ENIAC. Это аббревиатура полного наименования устройства — электронный цифровой вычислитель и интегратор. На английском языке — Electronic Numerical Integrator And Computer. Эта электронная машина была введена в эксплуатацию в США в 1946 году. В изготовление ENIAC в масштабах того времени было вложено довольно много средств.
Общая сумма инвестиций составила полмиллиона долларов.
Сооружение машины происходило в 1943-1945 годы, во время бушевавшей в то время II мировой войны. Как и большинство высокотехнологичных, современных изобретений компьютер создавали для военных нужд, а именно, артиллерии и авиации. Его основной задачей был обсчет баллистических таблиц. В дальнейшем умная техника стала применяться в проекте создания водородной бомбы, а также в мирных целях — для анализа излучений из космоса.
Если сравнить ENIAC с современными персональными компьютерами, то его можно назвать настоящим левиафаном. Его габариты были исполинскими, сопоставимыми с размерами самого крупного животного на земле — кита. В частности:
- площадь 85 метров2;
- масса 28 тонн;
- длина 30 метров;
- энергопотребление до 200 кВт;
- количество электронных ламп — 19 тыс. штук.
Если сопоставить его энергопотребление с чем-то обычным, то оно равнялось с потребностями громадного супермаркета в зимнее время года. Компьютер состоял из 42 металлических шкафов, внутреннее содержимое которых охлаждалось множеством вентиляторов. Для диагностики аппаратуры было предусмотрено пять мобильных стоек на колесиках. И все это опутывалось множеством кабелей.
Программирование и настройка самого первого компьютера в мире осуществлялись аналогично старинным шнуровым телефонным коммутаторам. Никаких клавиатур и мониторов. конечно, у него не было.
ENIAC собрали в штате Пенсильвания на территории университета Филадельфии. Его творцами были Джон Макли (разработал архитектуру компьютера) и Дж. Преспер Эккерт (воплотил в жизнь теоретические разработки Джона Макли).
Компьютер мог обрабатывать десятизначные числа. В его конструкции были электромеханические элементы: считыватель перфокарт и перфоратор. Они были нужны для вывода и ввода информации. Конечно, устройство часто выходило из строя из-за большого количества ламп, перегрева или повышенной влажности. Однако ENIAC проработал больше десятка лет и стал основательной базой для дальнейшего развития компьютерной техники.
Есть мнения, что благодаря этой умной машине воплотились в реальность мечты Готфрида Лейбница и задумки математика Дж. Фон Неймана о двоичном устройстве, решающем все вопросы ответами «да» или «нет». Конечно, до нее были и более ранние попытки в этой сфере, но именно сконструированный в США ENIAC с его функциональностью считают первым в мире компьютером.
Источник: nsportal.ru
Марк I (компьютер)
«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — автоматический вычислитель, управляемый последовательностями) [1] — первый американский программируемый компьютер. Разработан и построен в 1941 году по контракту с IBM молодым гарвардским математиком Говардом Эйкеном и ещё четырьмя инженерами этой компании на основе идей англичанина Чарльза Бэббиджа.
После успешного прохождения первых тестов в феврале 1944 года компьютер был перенесён в Гарвардский университет и формально запущен там 7 августа 1944 года.
По настоянию президента IBM Томаса Дж. Уотсона, вложившего в создание «Марк I» 500 тысяч долларов своей компании, 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.
Фактически «Марк I» представлял собой усовершенствованный арифмометр, заменявший труд примерно 20 операторов с обычными ручными устройствами, однако из-за наличия возможности программирования некоторые исследователи называют его первым реально работавшим компьютером. На самом деле, машина начала перемалывать свои разряды лишь через два года после того как в Германии немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину Z3.
«Марк I» последовательно считывал и выполнял инструкции с перфорированной бумажной ленты. Компьютер не умел выполнять условные переходы, из-за чего каждая программа представляла собой довольно длинный ленточный рулон. Циклы (англ. loops — петли) организовывались за счёт замыкания начала и конца считываемой ленты (то есть действительно за счёт создания петель). Принцип разделения данных и инструкций получил известность, как гарвардская архитектура.
Однако, главным отличием компьютера «Марк I» было то, что он был первой полностью автоматической вычислительной машиной, не требовавшей какого-либо вмешательства человека в рабочий процесс.
На церемонии передачи компьютера Говард Эйкен не упомянул о какой-либо роли IBM в создании машины. Томас Уотсон был разозлён и недоволен этим поступком Эйкена, поэтому прекратил их дальнейшее сотрудничество. Данное IBM название «Automatic Sequence Controlled Calculator» Эйкен заменил на «Mark I», а компания приступила к созданию нового компьютера «SSEC» уже без участия Говарда Эйкена.
В свою очередь, Говард Эйкен также продолжил работу над созданием новых вычислительных машин. За «Марком I» последовал «Марк II», затем в сентябре 1949 года «Марк III/ADEC», а в 1952 — «Марк IV».
Примечания
- ↑ Полное имя, написанное на корпусе компьютера — «Aiken-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator Mark I».
См. также
- Марк-1 — первый в мире нейрокомпьютер, созданный в 1958 годуФрэнком Розенблаттом.
Ссылки
- Андрей Белоконь. Кто придумал и создал первый компьютер? (рус.)
- Зал ASCC (англ.) на сайте IBM
- Официальные инструкции по работе с ASCC (англ.)
Источник: dic.academic.ru
Компьютерное наследие США: Марк I
Американский ученый Говард Эйкен взялся за разработку машины, в основе которой были использованы смелые идеи XIX и технологии XX века. Заручившись поддержкой командования военно-морского флота США и финансово-техническим обеспечением от фирмы IBM, Эйкен создал первый американский компьютер — Марк I. В качестве переключающих устройств в машине Эйкена использовались простые электромеханические реле; инструкции программ обработки данных были записаны на перфоленте. Данные вводись в машину в виде десятичных чисел, закодированных на перфокартах фирмы IBM.
Американский ученый Говард Хэтауэй Эйкен (англ. Howard Hathaway Aiken, 1900 — 1973 г.г.) родился в Хобокене, штат Нью-Джерси, США. Этот человек обладал чрезвычайно широким кругозором и интересовался различными научными направлениями, в круг которых входили физика, математика и множество естественных наук. Эйкен закончил военно-инженерную школу города Индианаполис и получил степень бакалавра.
В университете штата Висконсин он успешно защитил диплом по направлению «электротехника». Но останавливаться на полпути Эйкен не собирался и продолжил свое обучение поступив в 1939 году в магистратуру чикагского университета. И вскоре он перешел в знаменитый Гарвард, чтобы там завершить обучение.
Эйкен получил степень доктора философии по физике в 1939 году и приступил к работе над диссертацией, посвященной методикам решения нелинейных дифференциальных уравнений. Примерно в то время у него и возникла идея создать автоматическое вычислительное устройство, которое могло бы избавить от необходимости проводить утомительные математические расчеты. В процессе размышлений и разработки конструкции нескольких простых вычислителей, каждый из которых мог бы решать определенную задачу узкой специализации, Эйкен пришел к выводу о необходимости создания универсального устройства, способного осуществлять любые математические расчеты. Загоревшись этой идеей, он заручился поддержкой Гарвардского университета и одной из крупнейших американских коммерческих компаний тех времен — International Business Machines (IBM). Ученый приступил к практической реализации своих замыслов. Занимая должность инженера IBM, Эйкен руководил работами по созданию первого американского компьютера Марк I.
Говард Эйкен наблюдает за работой Марк I (1944 г.)
К работе над компьютером Эйкена вдохновила разностная машина Чарльза Бэббиджа. Описание этой аналитической машины, которое осталось от самого Бэббиджа, оказалось достаточно основательным и полным.
Как в последствии заявлял Эйкен:
Если бы Чарльз Бэббидж жил на 75 лет позже, я бы точно остался без работы…
разностная машина Бэббиджа
После плодотворной работы Эйкену удалось воплотить в реальность свою идею. Первоначально проект имел название «Automatic Sequence Controlled Calculator» (ASCC), то есть — «вычислительное устройство, управляемое автоматическими последовательностями». Но на слуху первый американский компьютер закрепился под именем «Гарвардский Марк I».
Реализация проекта
Процесс создания машины Марк I проходил спокойно, гладко и без эксцессов. В начале 1943 года устройство успешно прошло первые испытания и было перенесено в Гарвардский университет. А вот отношения между создателем устройства и его спонсором были далеко не так гармоничны. Марк I стал причиной разногласий Эйкена с главой компании IBM Томасом Уотсоном.
Томас Уотсон — председатель совета директоров IBM
Эти два человека обладали сильным, но невероятно упрямым характером. Они оба любили делать все исключительно по-своему. Прежде всего их мнения разошлись из-за внешнего вида машины. Марк I достигал в длину почти 17 метров, а по высоте превышал 2,5 метра. Он содержал около 750 000 деталей, которые соединялись проводами общей протяженностью примерно 800 км.
Можно представить, каким монстром представлялась для инженера такая махина. Эйкену хотелось оставить открытыми внутреннее содержимое Марка, чтобы при необходимости специалисты могли видеть состав и работу устройства. Уотсону же, как главе компании и бизнесмену, хотелось сделать Марк I наиболее привлекательным для покупателей.
Поэтому он активно настаивал на том, чтобы машину заключили в корпус из стекла и блестящей нержавеющей стали. В этом споре победил Уотсон. Собственно и все последующие разногласия решались также в его пользу. Последнее слово оставалось за IBM, ведь компания финансировала разработку машины и могла диктовать собственные условия.
Но Эйкен удалось «отыграться» на презентации Марка I перед прессой и общественностью в августе 1944 г. Рассказывая про устройство и процесс разработки, он едва упомянул о вкладе корпорации IBM в создание компьютера. А о самом Томасе Уотсоне не сказал ни слова. Естественно, это привело в бешенство главу компании.
Возмущению Уотсона не было предела, что он даже не побоялся резких высказываний в сторону Эйкена перед СМИ:
Вы не смеете так пренебрежительно относиться к IBM! Для меня эта компания значит не меньше, чем для вас, выпускников Гарварда, ваш университет!
Его сын и преемник Уотсон-младший говорил позже, что если бы Эйкен и Уотсон-старший жили в другом веке, то непременно бы стрелялись на дуэли и убили друг друга.
Военная служба
Вскоре после этого Уотсон на время передал Марк I в распоряжение военно-морского флота США. Там машину использовали для выполнения сложных баллистических расчетов, которыми руководил сам Эйкен. Марк I мог работать с числами длиной до 23 разрядов. На сложение и вычитание тратилось 0,3 секунды, а на умножение — около 3 секунд.
Подобная скорость была необычной и даже потрясающей, хотя совсем незначительно превосходило показатели, изначально запланированы Бэббиджем. Марк I за один день проводил исчисления, на которые раньше уходило до полугода.
Эйкен с ученой Грейс Хопер и участниками команды ВМФ США, обслуживающими Марк I
Компьютер Марк I выглядел весьма впечатляюще. Дизайнерская задумка Уотсона реализовалась должным образом и сыграла свою роль — прозрачное стекло и сверкающая нержавеющая сталь привлекали внимание как со стороны прессы, так и со стороны технических специалистов. Кроме того, машину обслуживали морские офицеры, поддерживающие ее образцовую чистоту и порядок.
Серьезные, деловые, они ходили вокруг Марк I отдавая друг другу честь. Как вспоминали гарварские ученые — создавалось такое впечатление, будто офицеры управляют машиной, стоя по стойке смирно. Вот только шум компьютера слегка портил идиллию — включающиеся и выключающиеся реле (3304 шт.) громко щелкали, управляя вращением валиков и шестеренок.
матрос, обслуживающий работу машины Марк I
Ссора с компанией IBM в лице ее директора не помешала Эйкену продолжить работу по созданию новых компьютеров. И уже в 1947 году он закончил «Гарвардский Марк II», в след за которым вышли «Гарвардский Марк III» (1949 год) и «Гарвардский Марк IV» (1952 год). В компьютере Марк III уже использовались отдельные электронные компоненты, а Марк IV был полностью электронным устройством. В машинах имелась память на основе магнитных барабанов. Кроме того, в «Марк IV» применялась ещё одна разновидность компьютерной памяти, основанная на использовании магнитных сердечников.
Поскольку Марк I приносил неоцененную пользу, неудивительно, что финансированием дальнейших разработок вычислительных машин занималось Министерство обороны США. Американские специалисты в области кибернетики очень сильно заинтересовались проектами Эйкена. Собственно Марк II был построен ученым специально для военно-морского флота, он стал первым на планете многозадачным вычислительным устройством: предусмотренные в его конструкции параллельные сумматоры позволяли одновременно выполнять несколько математических операций и передавать результат из одного модуля машины в другой.
Первые компьютер, такие как Марк I были основаны на электромеханических переключателях, широко применяющихся в те времена в технике телефонной связи. Когда переключатель находился в открытом состоянии, цепь была обесточена. Но если на обмотку железного сердечника подавался ток низкого напряжения (изображен красным на схеме), то в сердечнике создавалось магнитное поле, притягивающее один конец вращающегося на шарнире рычажка. В этот момент другой его конец сжимал контакты: цепь замыкалась и по ней начинал проходить электрический ток (изображен зеленым на схеме).
схема действия электромеханических переключателей
Обрабатываемые машиной числа хранились в специальных регистрах, реализованных в виде металлических зубчатых колес, которые приводились в движение специальным механизмом. Каждый регистр включал 24 колеса, из которых 23 использовались для представления самих разрядов числа, а 24-е — его знака.
Помимо этого, каждый регистр имел устройство, позволявшее сохранять значения десятков и передавать результат вычислений в другой регистр. Всего архитектура Марк I насчитывала 72 регистра для обработки цифровых значений и 60 дополнительных регистров для хранения математических постоянных — в них при помощи системы переключателей вручную записывались неизменные в процессе вычислений константы. В составе Марк I находился основной математический блок, а также имелось несколько отдельных модулей, предназначенных для выполнения операций умножения, деления, подсчета степени числа, значения синуса и вычисления логарифма. В качестве операторского пульта была панель, содержащая 420 механических переключателей, не считая нескольких контрольных панелей, позволявших оператору управлять режимами работы машины. Аппарат потреблял около 160 киловатт мощности в процессе своей работы.
вид регистров Марк I
Настоящим технологическим новаторством было устройство, предложенное Эйкеном, которое предназначалось для программирования выполняемой счетной машиной последовательности операций. В качестве носителя информации изобретатель использовал перфоленту из диэлектрического целлулоида, в которой пробивались отверстия, расположенные в 24 параллельных рядах.
Полученные данные разделялись на две категории: операционные команды, описывавшие, что должна делать машина в данный момент времени, и команды вычислений, управлявшие самими математическими операциями. Перфоленту, содержащую описание последовательности операций, можно было хранить отдельно от самого математического устройства и многократно использовать по мере необходимости. Таким образом, в вычислительной машине Марк I был впервые реализован принцип независимо хранимой программы. Данные с перфоленты считывались специальными контактными щетками, которые при попадании в отверстие замыкали электрическую цепь. После выполнения операции перфолента смещалась на одну позицию и подставляла под щетки новый ряд отверстий.
Грейс Хопер (1906-1992 г.г.)
Любопытно и то, что современный термин «баг» (от английского «bug» — «жучек»), обозначающий ошибку или сбой в программе, в те времена имел буквальное значение. В процессе работы вычислительные машины Марк I и Марк II достаточно сильно нагревались, так, что некоторые их узлы испускали неяркое свечение.
На свет и тепло слетались всякие насекомые — мошкара, мотыльки, мелкие бабочки и т.д… Они забирались внутрь и часто вызывали короткие замыкания электрических схем. По одной из версий термин «баг» ввела в обиход сотрудница вычислительного центра береговой службы ВМФ США Грейс Хоппер. Она работала в команде Марк II. Позже эта женщина стала всемирно известным компьютерным аналитиком и программистом, а кроме этого получила за свои заслуги почетное звание контр-адмирала военно-морского флота.
Ей приписывают появление еще одного термина «debugging» («отладка»), обозначающего процесс исправления ошибок, допущенных программистом во время написания программного кода.
Грейс Хоппер описывала этот эпизод следующим образом:
В один из летних дней 1945 года в помещениях лаборатории стояла невыносимая жара, как вдруг неожиданно произошла аварийная остановка компьютера. Когда мы стали разбираться с проблемой, выяснилось, что сбой был вызван очередным мотыльком, замкнувшим накоротко контакты одного из тысяч реле. И как раз в этот момент к нам зашел офицер. Он поинтересовался, чем мы занимаемся. Мы ответили, что очищаем компьютер от насекомых (debuging). Этот термин прижился и с тех пор используется для обозначения поиска неисправностей в компьютере, в частности, в программном обеспечении
Около 16 лет Марк I работал на математическом поприще в Гарвардском университете. Он помогал составлять математические таблицы и решал самые разнообразные задачи, от создания экономических моделей до конструирования электронных схем компьютеров. Но успех его в полной мере не оправдал ожидания Уотсона. Методы разработки компьютера уступали более перспективным методам немецких и английских изобретателей. По сути, Марк I устарел еще до того, как его построили.
- Блог компании ua-hosting.company
- Компьютерное железо
- История IT
- Старое железо
- Биографии гиков
Источник: habr.com