15 lutego: Pierwszy na świecie komputer cyfrowy jest dedykowany na University of Pennsylvania

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

Ten dzień w historii: 15 lutego 1946

W tym dniu w historii, 1946 r., Pierwszy w historii komputer elektroniczny ogólnego przeznaczenia został poświęcony na Uniwersytecie w Pensylwanii. Maszyna została nazwana ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Kosztował ponad 500 000 $ (dziś około 6 milionów dolarów), ważył około 57 000 funtów i zajmował 1800 stóp kwadratowych. Co więcej, zawierał on 17 8 tub próżniowych, 70 000 rezystorów, 7200 diod, 10 000 kondensatorów, a najbardziej imponująco ze wszystkich było około 5 milionów połączeń, które musiały być ręcznie lutowane. Żeby to wszystko zasilić, potrzeba było aż 150 kW energii elektrycznej. To wystarczy, aby zasilić około 114 domów w USA.

ENIAC był pomysłem kilku różnych osób, w szczególności John Mauchly i J. Presper Eckert. Cztery lata przed pomyślnym debiutem ENIAC, Mauchly napisał notatkę opisującą niewiarygodne zwiększenie prędkości, które byłby w stanie uzyskać, gdyby zamiast używać mechanicznych, ruchomych części, komputer został zaprojektowany do używania wyłącznie cyfrowej elektroniki. W notatce tej zwrócił uwagę porucznik Herman Goldstine z amerykańskiej armii, który następnie poprosił Mauchly'ego o sformułowanie formalnej propozycji, którą Goldstine przekazał armii. Mauchly zrobił to i armia podpisała kontrakt z nim i J. Presperem Eckertem 5 czerwca 1943 r., Aby stworzyć maszynę pod kryptonimem "Project PX".

Było już w tym czasie kilka różnych innych dostępnych komputerów, ale albo nie zostały one zbudowane jako "ogólne cele", albo polegały na częściach elektromechanicznych, które drastycznie zmniejszyły prędkość, z jaką mogły wykonywać obliczenia. ENIAC miał zarówno ogólny cel, jak i był w pełni cyfrowym komputerem elektronicznym. Jedną z jego bardziej imponujących cech była zdolność do wykonywania około 5000 dodrzeń na sekundę lub 357 multiplikacji na sekundę, co było około 1000 razy szybsze niż w przypadku innych maszyn dnia. Oprócz podstawowych obliczeń matematycznych (dodawanie / odejmowanie / dzielenie / wiele / pierwiastek kwadratowy), był on również zdolny do wykonywania rozgałęzień warunkowych, pętli oraz wejścia / wyjścia. Co najważniejsze, była to maszyna kompletna Turinga, co oznacza, że była w stanie zrobić wszystko, co może zrobić teoretycznie pojedyncza maszyna Turinga. Dla tych, którzy nie są zaznajomieni, dlaczego jest to ważne, w kategoriach laika, oznacza to, że można go zasadniczo użyć do rozwiązania dowolnego problemu obliczeniowego, który jest rozwiązywany (teoretycznie, choć nie w praktyce z powodu ograniczeń zasobów systemowych w świecie rzeczywistym).

Jego pierwszym zadaniem było wykonanie obliczeń wspomagających rozwój bomby wodorowej. Dla tego jednego zadania wyprodukowano ponad milion kart I / O, co ostatecznie okazało się sukcesem próbnym. Zadanie to zostało wykonane na życzenie matematyka Johna von Neumanna, który pracował nad projektem Manhattan, który później przypadkowo użyczył swojego nazwiska do "Von Neumann Architecture" komputerów, które są nadal powszechnie używane dzisiaj.

ENIAC działał przez około 9 miesięcy bezpośrednio przed zamknięciem w celu aktualizacji systemu pamięci. Następnie przeniesiono go i z powrotem podłączono, a następnie przywrócono zasilanie siedem miesięcy później i pozostawiono na następne 8 lat, ciągle używano, wykonując różnorodne zadania, takie jak obliczanie tablic artylerii dla wojska i wykonywanie różnych obliczeń dla aeronautyki, meteorologii. itp.

Należy zauważyć, że von Neumann miał tę konkretną architekturę komputerową niepoprawnie nazwaną po sobie ze względu na notatkę, którą napisał Pierwszy projekt raportu na temat EDVAC 30 czerwca 1945 r. (EDVAC jest następcą ENIAC, zaprojektowanym w tej samej szkole, w której ENIAC była w końcowej fazie ukończenia oraz z wieloma tymi samymi osobami pracującymi nad projektem, które pracowały nad ENIAC, w tym Eckert i Mauchly). Praca była zasadniczo streszczeniem, napisanym przy użyciu logiki formalnej, przedstawiającym idee, które grupa omawiała na temat stworzenia komputera z programem do przechowywania ogólnego przeznaczenia. Ponieważ miał być raczej notatką, a nie publikowaną gazetą, nigdy nie wymienił imion wszystkich ludzi, którzy pomogli rozwinąć architekturę i rzeczywiście, zrobił już większość projektu zanim von Neumann został konsultantem w sprawie projektu (szczególnie Eckert i Mauchly).

Kiedy wysłał swoje notatki z powrotem do Filadelfii, porucznik Herman Goldstine kazał je napisać i rozprowadzić wśród 24 osób zaangażowanych w projekt EDVAC, wymieniając von Neumanna jako jedynego autora, ponieważ nie miał być rozpowszechniany poza tymi, którzy pracują. nad projektem. Jednak ze względu na powszechne zainteresowanie raportem, skopiował je i wysłał do różnych innych instytucji edukacyjnych i rządowych, gdzie został dalej skopiowany i rozpowszechniony na całym świecie, a von Neumann zakończył zdobywanie większości punktów, chociaż nie był Znaczna część tego projektu. W związku z tym nazywamy to teraz "architekturą Von Neumanna", mimo że nie był to jego projekt i prawdopodobnie bardziej precyzyjnie nazywał się on architekturą Eckert-Mauchly.

Nie ma to nic wspólnego z von Neumannem, który był naprawdę niesamowitą osobą, która miała znaczący wpływ na różnorodne dziedziny, w tym mechanikę kwantową, informatykę, ekonomię, geometrię i wiele innych. (Pełna lista jest zadziwiająco długa.) Był jednym z najjaśniejszych ludzi na świecie, osiągając niesamowitą sumę w 53-letnim życiu. Zmarł na raka, prawdopodobnie z powodu narażenia na promieniowanie podczas pracy nad projektem Manhattan. Isreal Halperin, matematyk, który z nim pracował, powiedział: "Dotrzymywanie mu kroku było niemożliwe. Czułeś, że byłeś na trójkołowcu ścigającym samochód wyścigowy. "Jeden z profesorów Von Neumanna, George Pólya, który sam miał imponujące CV, stwierdził również:" Johnny był jedynym uczniem, którego bałem się. Gdybym w trakcie wykładu stwierdził nierozwiązany problem. Przyszedł do mnie na koniec wykładu z kompletnym rozwiązaniem nabazgranym na kartce papieru.

Von Neumann miał również prawdziwą fotograficzną pamięć. Jak zauważył Goldstine:

Jedną z jego niezwykłych umiejętności była jego siła absolutnej pamięci. O ile mogłem powiedzieć, von Neumann był w stanie raz przeczytać książkę lub artykuł, aby zacytować ją dosłownie; co więcej, mógł to zrobić wiele lat później bez wahania. Mógł go również przetłumaczyć bez zmniejszenia prędkości z jego oryginalnego języka na angielski. Pewnego razu przetestowałem jego umiejętności, prosząc go, aby opowiedział mi, jak zaczęła się opowieść o dwóch miastach. Po czym, bez żadnej przerwy, natychmiast zaczął recytować pierwszy rozdział i kontynuował, aż poproszono go o zatrzymanie po około dziesięciu lub piętnastu minutach.

Kiedy umierając w szpitalu, von Neumann podobno zabijał godziny z bratem, grając w recytowanie z pamięci pierwszych kilku linijek każdej strony gry, Fausta.

Jeśli interesujesz się bardziej von Neumannem, poleciłabym jego biografię: John Von Neumann: Naukowy geniusz, który był pionierem nowoczesnego komputera, teorii gier, odstraszania nuklearnego i wiele więcej, autorstwa Normana MacRae. Nie jest to najlepsza biografia na świecie pod względem tego, jak autor ją napisał, ale fascynująca lektura i prawdopodobnie najbardziej kompletna pojedyncza książka o von Neumanie.

Dodatkowe fakty:

Jednym z prostych przykładów geniuszu von Neumanna był następujący problem: "Dwaj rowerzyści rozpoczynają dwadzieścia mil od siebie i kierują się ku sobie nawzajem, z których każdy ma stałą prędkość 10 mil na godzinę. W tym samym czasie mucha, która porusza się z prędkością 15 mph, zaczyna się od przedniego koła roweru na południe i leci do przedniego koła w kierunku północnym, a następnie zawraca i leci na przednie koło w kierunku południowym i kontynuuje w ten sposób, aż zostanie zmiażdżony między dwoma przednimi kołami. Pytanie: Jaka była całkowita odległość pokrycia muchy? Istnieje prosta sztuczka, aby rozwiązać ten problem, ale von Neumann zrobił to w skomplikowany sposób … w swojej głowie … w ciągu kilku sekund. Zasadniczo wziął w głowę sumę nieskończonej serii i wypluł odpowiedź w kilka sekund po zadaniu pytania.
Jeśli jesteś ciekawy, prosta odpowiedź jest naprawdę prosta i prawie każda osoba, która dostrzeże tę sztuczkę, powinna być w stanie odpowiedzieć na nią w ciągu kilku sekund, nie potrzeba żadnego geniuszu … * spoiler dalej *: proste rozwiązanie jest po prostu uświadomić to sobie dwa rowery podróżują dokładnie przez godzinę (dwadzieścia mil od siebie, idąc prosto w stosunku do siebie z prędkością 10 mph). Tak więc, jeśli mucha podróżuje tam iz powrotem między nimi z prędkością 15 mph, to musiała przebyć dokładnie 15 mil w tej godzinie. Fakt, że to się tam wracało, jest nieistotny. Oczywiście można go rozwiązać tak samo, jak zrobił to von Neumann, ale nie sądzę, żebym kiedykolwiek spotkał kogoś, kto mógłby to zrobić za kilka sekund w swojej głowie, i spotkałem kilku prawdziwych geniuszy. Wygląda na to, że jest genialny w porównaniu do normalnych ludzi, to genialny von Neumann, który był geniuszem w porównaniu do geniuszy. 😉
Von Neumann uzyskał również dyplom z inżynierii chemicznej w Federalnym Instytucie Technologii w Zurychu i doktorat. w matematyce na Uniwersytecie w Budapeszcie … w tym samym czasie, zaczynając w wieku 17 lat, a kończąc w wieku 22 lat, mimo że było to dwie różne dziedziny, a uniwersytety oddalone były o około 600 mil.
Innym ciekawym, nieco mniej pochlebnym faktem na temat von Neumanna było to, że był on dość kobiecy i nie zawsze w dobrym stanie. Na przykład, miał zwyczaj próbować przeglądać spódnice różnych sekretarzy pracujących w Los Alamos podczas II wojny światowej, kiedy siedzieli na swoich otwartych biurkach frontowych. W rezultacie sekretarze wkładali tekturę, blokując otwór w biurkach. To "gapienie się na dziewczynkę" najwyraźniej było jego zwyczajem.
Grupa zaangażowana w tworzenie EDVAC była bardziej zdenerwowana przez Pierwszy projekt raportu na temat EDVAC jest szeroko rozpowszechniony jako oficjalna publikacja, ponieważ niniejszy artykuł sprawił, że projekt EDVAC stał się nieopłacalny. Ostatecznie doprowadziło to do unieważnienia patentu ENIAC około 27 lat później, ponieważ jego architektura była bardzo podobna do systemu EDVAC. Zgaduję, że Goldstine nie był najpopularniejszym członkiem grupy po tym, jak zapisano i rozprowadzono notatki von Neumanna.
Jedną z głównych krytyki ENIAC podczas budowania byli sceptycy, którzy uważali, że teoretycznie jest to świetny pomysł, ale nie byłoby to praktyczne, ponieważ lampy próżniowe ciągle wybuchały, co czyniło go kosztownym w utrzymaniu i wymagającym maszyna była niedostępna do obliczeń przez długi czas w ciągu dnia i nocy, podczas gdy lampy były wymieniane. W rzeczywistości jednak nie stanowiło to problemu, ponieważ większość lamp, które miały wyjść szybko, zwykle robiło to, gdy włączano lub wyłączano zasilanie. Aby obejść ten problem, po prostu pozostawili komputer cały czas włączony. Było to drogie (150 kW i wszystkie), ale zmniejszyło wskaźnik awaryjności lampy do zaledwie około 15 miesięcznie, a znalezienie i zastąpienie nieprawidłowo działającego przewodu zajęło około 15 minut. Biorąc pod uwagę, jak niewiele komputerów było na świecie i że był to jeden z najszybszych w tamtym czasie, zawsze była na to praca, więc nie siedziała bezczynnie, marnując pieniądze na energię elektryczną.
Najdłuższy czas pomiędzy awariami lamp próżniowych wynosił 4 dni i 20 godzin.
W sumie stworzenie ENIAC zajęło około 200 000 roboczogodzin.
Poza pomaganiem w projektowaniu ENIAC i EDVAC i pomagając w projektowaniu najbardziej udanych architektur komputerowych ogólnego zastosowania (architektura von Neumanna), dr Mauchly założył również Stowarzyszenie Maszyn Komputerowych (ACM), które prawie każdy zaangażowany w Informatyka powinna być znana; jest największym na świecie edukacyjnym społeczeństwem komputerowym. Pomógł także założyć Towarzystwo Matematyki Przemysłowej i Stosowanej (SIAM).
Dr Mauchly i dr Eckert założyli także pierwszą na świecie komercyjną firmę komputerową, Eckert-Mauchly Computer Corporation.
Proces programowania ENIAC był długi i żmudny, głównie dzięki sześciorgu kobiet, które później zostały wprowadzone do Międzynarodowej Galerii Sław Kobiet w dziedzinie technologii. Były to: Kay McNulty, Betty Jennings, Betty Snyder, Marlyn Wescoff, Fran Bilas i Ruth Lichterman.
Pierwszym programistą komputerowym były również kobiety, Ada Lovelace. Stała się pierwszym na świecie programistą komputerowym na 104 lata przed debiutem ENIAC. Możesz przeczytać więcej na ten temat tutaj: W 1842 r. Ada Lovelace napisała pierwszy na świecie program komputerowy