1946: як народився ЕНІАК

70 років тому співробітники Пенсільванського університету Джон Преспер Еккерт і Джон Вільям мокли на замовлення Лабораторії балістичних досліджень армії США створили перший електронний універсальний комп’ютер для розрахунку таблиць артилерійської стрільби.
Ще в 1941 році в США гарвардським математиком Говардом Ейкен за контрактом з компанією IBM на основі ідей англійського математика Чарльза Беббіджа був побудований комп’ютер «Марк I», що складається з електромеханічних реле і перемикачів. Створена Беббіджем в 1822 році обчислювальна машина складалася з шестерень і важелів і використовувалася для обчислення логарифмічних і тригонометричних таблиць.
машина Беббіджа
машина Беббіджа
«Марк I» був запущений 7 серпня 1941 року в Гарвардському університеті.
Довідка:
«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — автоматичний обчислювач) перший американський програмований комп’ютер. Машина була укладена в корпус зі скла і нержавіючої сталі. Комп’ютер містив близько 765 тисяч деталей (електромеханічних реле, перемикачів і т. П.) Досягав в довжину майже 17 м (машина займала в Гарвардському університеті площа в кілька десятків квадратних метрів), у висоту — більше 2,5 м і важив близько 4, 5 тонн. Загальна протяжність сполучних проводів становила майже 800 км. Основні обчислювальні модулі синхронізувалися механічно за допомогою 15-метрового валу, що приводиться в рух електричним двигуном, потужністю в 5 л. с. (4 кВт).
Комп’ютер оперував 72 числами, що складаються з 23 десяткових розрядів, роблячи по 3 операції додавання і віднімання в секунду. Множення виконувалося протягом 6 секунд, розподіл — 15,3 секунди, на операції обчислення логарифмів і виконання тригонометричних функцій потрібно більше хвилини.
Марк
«Марк I»
«Марк I» був усього лише вдосконаленим арифмометром і заміняв працю 20 операторів зі звичайними ручними арифмометрами, однак через наявність можливості його програмування «Марк I» іноді називають першим реально працювали комп’ютером. Але вже якщо бути точним, то насправді німецький винахідник Конрад Цузе створив обчислювальну машину Z3 ще в 1939 році.
Машина Цузе складалася з високої частоти. Через рік Цузе запропонував удосконалити її, замінивши реле електронними лампами. Якби його ідея здійснилася, то він випередив би американців з їх Еніак. Але через заборону на довготривалі наукові дослідження пропозицію Цузе було відхилено. Сьогодні відреставровану Z3 можуть бачити відвідувачі Мюнхенського музею.
Z3
Машина Z3 в мюнхенському музеї
Джон Мокли ще до початку Другої світової війни сконструював кілька простих обчислювальних машин на електронних лампах. У серпні 1942 року він написав невелику роботу «The Use of High-Speed Vacuum Tube Devices for Calculation», в якій обґрунтував можливість побудувати потужну електронну обчислювальну машину, основу якої складали б вакуумні лампи. Але тоді його пропозиція нікого не зацікавила.
Лише на початку 1943 року капітан армії США Герман Голдстайн з випадкової розмови дізнався про ідею електронного обчислювача, оцінив її військове значення і зустрівся з мокли. Об’єднавши зусилля, їм вдалося добитися укладення контракту з військовими. До Мокли приєднався здатний студент Еккерт, і робота закипіла.
До лютого 1944 року ці фірми зробили технічний проект і приступили до його втілення «в залізо». Під їх керівництвом на той час вже працювало 50 осіб. Мокли був головним генератором ідей, а обережний і вдумливий Еккерт — головним конструктором.
ЕНІАК ще не був створений, а американські вчені вже розробляли більш досконалі машини. У січні 1944 року Еккерт зробив ескізний проект комп’ютера, в якому програми зберігалися в пам’яті ЕОМ, а не формувалася за допомогою комутації і перестановки блоків, як в Еніак. Влітку 1944 року армійський куратор проекту Герман Голдстайн познайомився зі знаменитим математиком Джоном фон Нейманом і привернув його до роботи над ЕОМ. Фон Нейман вніс серйозний теоретичний внесок в проект. В результаті був створений теоретичний фундамент для проекту Еккарта — наступної моделі обчислювальної машини під назвою EDVAC (ЕДВАК) зі збереженою в пам’яті програмою.
Еніак
ЕНІАК
Конструкція машини була вкрай складною. Спочатку передбачалося, що вона буде містити близько 17,5 тисячі ламп, так як ЕНІАК мав працювати з десятковою системою числення, тому що мокли вважав, що його комп’ютер повинен бути зрозумілий будь-якій людині. Електронні лампи часто перегрівалися і виходили з ладу, що зупиняло роботу всієї машини. У Еніак існувало близько двох мільярдів різних варіантів відмови. У підсумку за тиждень перегорають приблизно 2-3 лампи, середній час роботи лампи становило 2500 годин. Мокли і Еккерт вдалося домогтися 20-годинної безперервної роботи ЕНІАК без поломок. За кожні 20 годин роботи обчислювальна машина виконувала місячний обсяг роботи операторів з механічними арифмометрами.
Коли ЕНІАК пройшов всі випробування, війна вже закінчилася і його переорієнтували для розрахунків параметрів термоядерної бомби.
Еніак
Еккерт і мокли у ЕНІАК
По швидкодії ЕНІАК випереджав «Марк-I» в тисячу разів. На ньому стали виконувати розрахунки з усього кола питань, пов’язаних з термоядерним зброєю, зокрема за прогнозами погоди в Радянському Союзі для передбачення напрямки випадання ядерних опадів в разі ядерної війни, а також в Індії складалися таблиці стрільби ядерними боєприпасами.
У 1950 році на Еніак під керівництвом фон Неймана був вперше зроблений чисельний прогноз погоди, на що пішло цілих п’ять тижнів.
ЕНІАК пропрацював 10 років і був виведений з ладу лише в 1955 році.
Як відомо, першим термоядерну (водневу) бомбу створив СРСР, у якого тоді не було таких обчислювальних машин, як американський ЕНІАК. Параметри вітчизняної супербомби розраховувалися в такий спосіб: стояло три довгі ряди столів, за кожним з них сидів оператор і на арифмометрі «Фелікс» виконував тільки одну дію. Результат записувався в картку і передавався наступному оператору в ряду.
Всі три ряди виконували однакові обчислення, результати яких порівнювалися. У разі розбіжності визначався оператор, який зробив помилку, і з цього місця обчислення повторювалися ще раз.
Перша радянська ЕОМ була розроблена лабораторією С. А. Лебедєва на базі київського Інституту електротехніки АН УРСР і запущена 6 листопада 1950 року.
Хотілося б звернути увагу на деякі характерні для американського інноваційного процесу особливості розробки ЕНІАК.
По-перше, куратором розробки був призначений капітан Герман Голдстайн, «першовідкривача» мокли і його ідеї електронного обчислювача. Нікому не спало на думку призначити на його місце якогось чотиризіркового генерала, не було ніяких відкатів і кумівства. По-друге, сам Мокли визнавав перевагу студента Еккарта як конструктора і ніколи не підсиджував свого напарника.
Сьогодні традиції добросовісної конкуренції багато в чому втрачені на вищих рівнях американського ВПК. Тому й народжуються такі непридатні до реальних бойових дій «демонстратори технологій», як есмінці «Замволт» або злощасний стелс-винищувач F-111, а бюджети на їх створення виростають до космічних розмірів.
Можливо, тому найпотужніші сучасні комп’ютери знаходяться сьогодні в Китаї. Що стосується всім відомого відставання вітчизняної комп’ютерної інженерії, то вона, на мій погляд, стала наслідком й не науково-технічного застою (талановитих конструкторів в СРСР вистачало в усі часи), а зникненням стратегічного цілепокладання. І ця проблема не подолана, як мені здається, і до сих пір. +
Автор: Володимир Прохватілов, Президент Фонду реальної політики (Realpolitik), експерт Академії військових наук
[left][/left]

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий