تاريخ الحواسيب الإلكترونية ، الجزء 3: ENIAC




المشروع الثاني لإنشاء كمبيوتر إلكتروني ، والذي ظهر نتيجة الحرب ، مثل العملاق ، تطلب الكثير من العقول والأيدي لتجسيد مثمر. ولكن ، مثل العملاق ، لم يكن ليظهر أبدًا لو لم يكن هناك شخص واحد مهووس بالإلكترونيات. في هذه الحالة ، كان اسمه جون موشلي .

تتشابك قصة Mouchley بطرق غامضة ومريبة مع قصة John Atanasov. كما تتذكر ، غادرنا أتاناسوف ومساعده كلود بيري في عام 1942. تركوا العمل على جهاز كمبيوتر إلكتروني وبدأوا مشاريع عسكرية أخرى. كان لدى Mowchli الكثير من القواسم المشتركة مع Atanasov: كلاهما أساتذة فيزياء في معاهد غير معروفة ليس لديهم هيبة وسلطة في الدوائر الأكاديمية الواسعة. عانى ماولي من العزلة كمدرس في كلية Ursinus الصغيرة في إحدى ضواحي فيلادلفيا ، والذي لم يكن لديه حتى مكانة متواضعة في ولاية أيوا ، حيث عمل أتاناسوف. لم يفعل أي منهم أي شيء لجذب انتباه نظرائهم الأكثر نخبوية من جامعة شيكاغو ، على سبيل المثال. ومع ذلك ، تم التقاط كلاهما بفكرة غريبة: لبناء جهاز كمبيوتر من المكونات الإلكترونية ، وهي نفس الأجزاء التي تم تصنيع مكبرات الصوت اللاسلكية والهاتفية منها.


جون موتشلي

التنبؤ بالطقس


لبعض الوقت ، أقام هذان الرجلان علاقة معينة. التقيا في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي في مؤتمر الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS) في فيلادلفيا. هناك ، قدم Mouchley عرضًا لدراسته للأنماط الدورية في بيانات الطقس باستخدام محلل توافقي إلكتروني طوره. كان جهاز كمبيوتر تمثيليًا (أي يمثل القيم ليس في شكل رقمي ، ولكن في شكل كميات مادية ، في هذه الحالة ، التيار - كلما زادت القيمة ، زادت القيمة) ، على غرار العمل مع مؤشر مد ميكانيكي للمد طوره وليام طومسون (أصبح فيما بعد اللورد كلفن) في سبعينيات القرن التاسع عشر.

عرف أتاناسوف ، الذي كان جالسًا في القاعة ، أنه وجد رفيقًا في رحلة وحيدة إلى بلد الحوسبة الإلكترونية ، ودون تردد ، ذهب إلى Mouchley بعد تقريره ليخبره عن السيارة التي بناها في Ames. ولكن من أجل فهم كيف انتهى ماوكلي على المسرح مع عرضه لجهاز كمبيوتر إلكتروني للطقس ، تحتاج إلى العودة إلى جذوره.

ولد ماوكلي في عام 1907 في عائلة الفيزيائي سيباستيان ماوكلي. مثل العديد من معاصريه ، أصبح مهتمًا بالراديو والمصابيح الإلكترونية عندما كان صبيًا ، وتردد بين وظائف مهندس إلكتروني وفيزيائي قبل أن يقرر التركيز على الأرصاد الجوية في جامعة جونز هوبكنز. لسوء الحظ ، بعد التخرج ، سقط مباشرة في أيدي الكساد الكبير ، وكان ممتنًا للحصول على وظيفة في أورسينوس في عام 1934 كعضو وحيد في كلية الفيزياء.


كلية Ursinus في عام 1930

في Ursinus ، تولى مشروع الأحلام - لكشف الدورات الخفية للآلة الطبيعية العالمية ، وتعلم التنبؤ بالطقس ليس لأيام ، ولكن لأشهر وسنوات مقدمًا. كان مقتنعًا بأن الشمس تتحكم في أنماط الطقس ، التي تستمر لعدة سنوات ، مرتبطة بالنشاط الشمسي والبقع. أراد استخراج هذه الأنماط من الكم الهائل من البيانات التي جمعها مكتب الأرصاد الجوية الأمريكي بمساعدة الطلاب ومجموعة من الآلات الحاسبة المكتبية التي تم شراؤها مقابل أجر ضئيل من البنوك المفلسة.

سرعان ما أصبح من الواضح أن هناك الكثير من البيانات. لم تتمكن الآلات من إجراء العمليات الحسابية بسرعة كافية ، بالإضافة إلى ذلك ، بدأت الأخطاء البشرية في الظهور عندما تم نسخ النتائج الوسيطة للآلة باستمرار على الورق. بدأ موغلي في التفكير بطريقة مختلفة. كان يعرف عن عدادات الأنابيب الإلكترونية ، التي أنشأها تشارلز وين ويليامز لأول مرة ، والتي استخدمها زملاؤه في الفيزياء لحساب الجسيمات دون الذرية. بالنظر إلى أنه من الواضح أن الأجهزة الإلكترونية يمكنها تسجيل وتخزين الأرقام ، أصبح ماوكلي مهتمًا ، فلماذا لا تقوم بحسابات أكثر تعقيدًا؟ لعدة سنوات في وقت فراغه ، لعب بمكونات إلكترونية: مفاتيح ، عدادات ، آلات تشفير تستخدم مزيجًا من المكونات الإلكترونية والميكانيكية ، ومحلل توافقي يستخدمه في مشروع التنبؤ بالطقس ، واستخراج بيانات مماثلة لأنماط متعددة الأسابيع لتقلبات هطول الأمطار . كان هذا الاكتشاف هو الذي قاد Mauchly إلى AAAS في عام 1940 ، ثم Atanasov إلى Mauchly.

قم بزيارة


حدث الحدث الرئيسي في العلاقة بين Mouchley و Atanasov بعد ستة أشهر ، في أوائل صيف عام 1941. في فيلادلفيا ، أخبر Atanasov Mowley عن الكمبيوتر الإلكتروني الذي بناه في ولاية آيوا ، وذكر كيف كلفته رخيصة. في مراسلاتهم اللاحقة ، استمر في تقديم تلميحات مثيرة للاهتمام حول كيفية تصميم جهاز الكمبيوتر الخاص به بتكلفة لا تزيد عن 2 دولار لكل تفريغ. أصبح موغلي مهتمًا وفوجئ جدًا بهذا الإنجاز. بحلول ذلك الوقت ، كان لديه بالفعل خطط جادة لبناء آلة حاسبة إلكترونية ، ولكن بدون دعم الكلية ، كان عليه أن يدفع ثمن جميع المعدات من جيبه. بالنسبة لمصباح واحد ، عادة ما يطلبون 4 دولارات ، ولتخزين رقم ثنائي واحد ، يلزم مصباحين على الأقل. كان يعتقد ، كيف تمكن أتاناسوف من التوفير بشكل جيد؟

بعد ستة أشهر ، كان لديه في النهاية الوقت للسفر غربًا لإشباع فضوله. بعد ألف ونصف كيلومتر في سيارة ، في يونيو 1941 ، جاء ماولي وابنها لزيارة أتاناسوف في أميس. روى ماوكلي في وقت لاحق أنه غادر بخيبة أمل. لم يكن مستودع البيانات الرخيص في Atanasov إلكترونيًا على الإطلاق ، ولكنه ظل يستخدم الشحنات الإلكتروستاتيكية على أسطوانة ميكانيكية. وبسبب هذا ، وبسبب الأجزاء الميكانيكية الأخرى ، كما رأينا بالفعل ، لم يتمكن من إجراء حسابات بسرعات حتى الاقتراب من تلك التي حلم بها Mouchley. وقد أطلق عليها لاحقًا "حلية ميكانيكية تستخدم عدة أنابيب إلكترونية". ومع ذلك ، بعد فترة وجيزة من الزيارة ، كتب رسالة تشيد بآلة Atanasov ، حيث كتب أنه "إلكتروني في جوهره ، وحل في بضع دقائق فقط أي نظام من المعادلات الخطية التي لا تتضمن أكثر من ثلاثين متغيرًا". جادل بأنه يمكن أن يكون أسرع وأرخص من محلل بوش التفاضلي الميكانيكي.

بعد ثلاثين عامًا ، ستصبح العلاقة بين Mouchley و Atanasov أساسية في دعوى Honeywell ضد Sperry Rand ، ونتيجة لذلك تم إلغاء طلبات براءات الاختراع للكمبيوتر الإلكتروني الذي أنشأه Mouchley. عدم ذكر أي شيء حول مزايا براءة الاختراع نفسها ، على الرغم من حقيقة أن Atanasov كان مهندسًا أكثر خبرة ، وبالنظر إلى رأي Mauchly المريب حول كمبيوتر Atanasov بأثر رجعي ، فلا يوجد سبب للشك في أن Mauchly تعلم أو نسخ شيئًا مهمًا من عمل Atanasov. ولكن الأهم من ذلك ، أن دائرة ENIAC لا علاقة لها بجهاز كمبيوتر Atanasov-Berry. الحد الأقصى الذي يمكن ذكره هو أن أتاناسوف حفز ثقة ماولي ، مما يثبت إمكانية عمل الكمبيوتر الإلكتروني.

مدرسة مور وأبردين


وفي ذلك الوقت ، كان موشلي في نفس المكان الذي بدأ منه. لم تكن هناك خدعة سحرية للتخزين الإلكتروني الرخيص ، وبينما بقي في Ursinus ، لم يكن لديه أي وسيلة لتحقيق حلمه الإلكتروني. ثم كان محظوظا. في نفس صيف عام 1941 ، حضر دورة صيفية في الإلكترونيات في كلية مور للهندسة في جامعة بنسلفانيا. بحلول ذلك الوقت ، كانت فرنسا محتلة بالفعل ، وكانت بريطانيا تحت الحصار ، وغواصات حرثت المحيط الأطلسي ، وكانت علاقات أمريكا مع اليابان التوسعية العدوانية تتدهور بسرعة [وهاجمت هتلر ألمانيا اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية / تقريبًا. ترجم.]. على الرغم من المشاعر الانعزالية بين السكان ، بدا التدخل الأمريكي ممكنًا ، وربما محتومًا ، لمجموعات النخبة من أماكن مثل جامعة بنسلفانيا. قدمت مدرسة مور دورة تعليمية مستمرة للمهندسين والعلماء لتسريع الاستعدادات للعمل العسكري المحتمل ، خاصة فيما يتعلق بموضوع تكنولوجيا الرادار (يحتوي الرادار على ميزات مشابهة للحوسبة الإلكترونية: فقد استخدم المصابيح الإلكترونية لإنشاء وحساب عدد النبضات عالية التردد والفترات الزمنية بينهما ؛ ومع ذلك ، نفى موشلي في وقت لاحق أن الرادار كان له تأثير خطير على تطوير ENIAC).


مدرسة مور الهندسية

أدت الدورة إلى نتيجتين رئيسيتين لـ Mouchley: أولاً ، كان مرتبطًا بجون Presper Eckert ، الملقب Pres ، من عائلة محلية من أقطاب العقارات ، ومعالج إلكترونيات شاب قضى كل أيامه في مختبر رائد التلفزيون Philo Farnsworth . قسمت Eckert لاحقًا براءة الاختراع (التي تم إبطالها بعد ذلك) إلى ENIAC مع Mowley. ثانيًا ، أمنت موتشلي مكانًا في مدرسة مور ، منهية عزلته الأكاديمية الطويلة في مستنقع كلية أورسينوس. على ما يبدو ، لم يحدث هذا بسبب بعض المزايا الخاصة لـ Mouchley ، ولكن ببساطة لأن المدرسة كانت يائسة للناس ليحلوا محل العلماء الذين غادروا للعمل بناء على أوامر عسكرية.

ولكن بحلول عام 1942 ، بدأت معظم مدرسة مور نفسها في العمل على مشروع عسكري: حساب المسارات البالستية باستخدام الأعمال الميكانيكية واليدوية. نما هذا المشروع عضويا من العلاقة القائمة بين المدرسة وأبردين بروفينج جراوند ، التي تقع على بعد 130 كيلومترا أسفل الساحل ، في ولاية ماريلاند.

تم إنشاء ساحة التدريب خلال الحرب العالمية الأولى لاختبار المدفعية ، لتحل محل ملعب التدريب السابق في ساندي هوك ، نيو جيرسي. بالإضافة إلى إطلاق النار المباشر ، كانت مهمته هي حساب طاولات النار التي استخدمتها المدفعية في المعركة. لم تسمح مقاومة الهواء بحساب مكان هبوط المقذوف ، ببساطة حل المعادلة التربيعية. ومع ذلك ، كانت الدقة العالية مهمة للغاية لنيران المدفعية ، لأنها كانت الطلقات الأولى التي انتهت بأكبر هزيمة لقوات العدو - بعدها اختبأ العدو بسرعة تحت الأرض.

لتحقيق هذه الدقة ، قامت الجيوش الحديثة بتجميع جداول تفصيلية تخبر الرماة بالمسافة التي ستسقطها مقذوفاتهم بعد إطلاق النار بزاوية معينة. استخدم المترجمون السرعة الأولية للمقذوف وموقعه لحساب موقعه وسرعته على مدى فترة زمنية قصيرة ، ثم كرروا نفس الحسابات للفاصل الزمني التالي ، وهكذا ، مئات وآلاف المرات. لكل مزيج من البندقية والقذائف ، يجب إجراء هذه الحسابات لجميع زوايا النار المحتملة ، مع مراعاة الظروف الجوية المختلفة. كان الحمل المقدر كبيرًا لدرجة أنه في أبردين ، تم الانتهاء من حسابات جميع الجداول ، التي بدأت في نهاية الحرب العالمية الأولى ، بحلول عام 1936 فقط.

من الواضح أن أبردين كانت بحاجة إلى حل أفضل. في عام 1933 ، أبرم اتفاقًا مع مدرسة مور: سيدفع الجيش مقابل بناء جهازين للتحليل التفاضلي ، أجهزة كمبيوتر تناظرية ، تم إنشاؤها وفقًا للمخطط من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بقيادة فينيفار بوش . سيتم إرسال أحدهما إلى أبردين ، والآخر سيبقى تحت تصرف مدرسة مور وسيتم استخدامه وفقًا لتقدير الأستاذ. يمكن للمحلل أن يبني مسارًا في خمس عشرة دقيقة ، على حسابه سيستغرق الشخص عدة أيام ، على الرغم من أن دقة حسابات الكمبيوتر كانت أقل قليلاً.


مظاهرة الهاوتزر في أبردين ، تقريبا. 1942

ومع ذلك ، في عام 1940 ، طلبت وحدة البحث ، التي تسمى الآن مختبر الأبحاث البالستية (BRL) ، سيارته ، التي كانت في مدرسة مور ، وبدأت في حساب طاولات المدفعية للحرب الوشيكة. تم أيضًا إحضار مجموعة العد بالمدرسة لدعم الجهاز بمساعدة أجهزة الكمبيوتر البشرية. بحلول عام 1942 ، عملت 100 آلة حاسبة في المدرسة ستة أيام في الأسبوع ، وطحن الحسابات للحرب - من بينها زوجة ماوتشلي ، ماري ، التي عملت على طاولات النار في أبردين. جعل معظم رئيس مجموعة أخرى من الآلات الحاسبة التي تعمل على حسابات الهوائيات الرادارية.

منذ وصوله إلى مدرسة مور ، روج موشلي لفكرته عن أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية في جميع أنحاء القسم. لقد حصل بالفعل على دعم كبير في شخص Presper Eckert و John Brainerd ، وهو عضو بارز في الكلية. قدم مولي الفكرة ، إيكرت النهج الهندسي ، برينرد المصداقية والشرعية. في ربيع عام 1943 ، قرر الثلاثة أنه حان الوقت للإعلان عن فكرة Mouchley الناضجة منذ فترة طويلة لمسؤولي الجيش. لكن أسرار المناخ ، التي كان يحاول منذ فترة طويلة حلها ، كان عليها أن تنتظر. كان من المفترض أن يخدم الكمبيوتر الجديد احتياجات المالك الجديد: ليس لتتبع الجيوب الأبدية لدورات درجة الحرارة العالمية ، ولكن المسارات الباليستية لقذائف المدفعية.

ENIAC


في أبريل 1943 ، قدم Mouchley و Eckert و Brainerd مسودة تقرير محلل التفاضل الإلكتروني. اجتذب هذا حليفًا آخر ، هيرمان جولدشتاين ، عالم رياضيات وضابط في الجيش ، عمل وسيطًا بين أبردين ومدرسة مور. بمساعدة غولدشتاين ، قدمت المجموعة الفكرة إلى اللجنة في BRL ، وتلقت منحة عسكرية ، مع برينرد كمشرف على المشروع. لقد احتاجوا إلى الانتهاء من إنشاء الجهاز بحلول سبتمبر 1944 بميزانية قدرها 150.000 دولار ، وقد أطلق الفريق على المشروع ENIAC: التكامل الرقمي الإلكتروني والمحلل والكمبيوتر (التكامل الرقمي الإلكتروني والكمبيوتر).

الصورة
من اليسار إلى اليمين: جوليان بيجلو ، هيرمان جولدشتاين ، روبرت أوبنهايمر ، جون فون نيومان. تم التقاط الصورة في معهد برينستون للدراسات المتقدمة بعد الحرب ، مع نموذج كمبيوتر لاحق

كما هو الحال في Colossus في بريطانيا ، كانت السلطات الهندسية الرسمية في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، لجنة أبحاث الدفاع الوطني (NDRC) ، متشككة. لم تكن مدرسة مور تتمتع بسمعة كمؤسسة نخبوية ، لكنها اقترحت إنشاء شيء لم يسمع به من قبل. حتى بالنسبة للشركات العملاقة الصناعية مثل RCA ، كان من الصعب إنشاء دوائر حساب إلكترونية بسيطة نسبيًا ، ناهيك عن جهاز كمبيوتر إلكتروني مخصص. يعتقد جورج ستيبيتز ، مهندس أجهزة التتابع في مختبر بيلا ، الذي كان يعمل آنذاك في مشروع NDRC ، أن الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً حتى تكون ENIAC مفيدة في الحرب.

في هذا كان على حق. سيستغرق إنشاء ENIAC ضعف الوقت وثلاثة أضعاف المبلغ الذي تم التخطيط له في الأصل. لقد امتص جزءًا كبيرًا من الموارد البشرية لمدرسة مور. من أجل التنمية وحدها ، كان من الضروري جذب سبعة أشخاص آخرين ، بالإضافة إلى المجموعة الأولية من Mouchley و Eckert و Brainerd. مثل Colossus ، جلبت ENIAC الكثير من مستخدمي الكمبيوتر للمساعدة في إعداد بدائلهم الإلكترونية. وكان من بينهم زوجة هيرمان غولدشتاين أديل ، وجين جينينغز (لاحقًا بارتيك) ، اللذان كان لهما عمل مهم بعد ذلك في تطوير الكمبيوتر. اقترح حرف NI في عنوان ENIAC أن مدرسة مور تزود الجيش بنسخة رقمية وإلكترونية من محلل تفاضلي يحل تكاملات المسار بشكل أسرع وأكثر دقة من سلفه الميكانيكي التناظري. ولكن نتيجة لذلك ، حصلوا على شيء أكثر من ذلك بكثير.

يمكن استعارة بعض أفكار المشروع من اقتراح عام 1940 قدمه إيرفن ترافيس. كان ترافيس هو الذي شارك في التوقيع على اتفاقية مدرسة مور لاستخدام المحلل في عام 1933 ، وفي عام 1940 اقترح نسخة محسنة من المحلل ، على الرغم من أنها ليست إلكترونية ، ولكنها تعمل على أساس رقمي. كان عليه استخدام العدادات الميكانيكية بدلاً من العجلات التناظرية. بحلول عام 1943 ، غادر مدرسة مور وتولى منصبًا في قيادة الأسطول في واشنطن.

كان أساس قدرات ENIAC ، مرة أخرى ، مثل قدرات Colossus ، مجموعة متنوعة من الوحدات الوظيفية. في معظم الأحيان ، تم استخدام البطاريات للإضافة والعد. تم أخذ دائرتهم من عدادات Wynn-Williams الإلكترونية التي يستخدمها الفيزيائيون ، وكانوا يقومون حرفياً بالإضافة بمساعدة العد ، تمامًا مثل العد في مرحلة ما قبل المدرسة على أصابعهم. وشملت الوحدات الوظيفية الأخرى المضاعفات ، ومولدات الوظائف التي تبحث عن البيانات في الجداول ، والتي حلت محل حساب الوظائف الأكثر تعقيدًا مثل الجيب وجيب التمام. كل وحدة لها إعدادات برمجية خاصة بها ، والتي تم من خلالها ضبط تسلسل صغير من العمليات. مثل Colossus ، تم تنفيذ البرمجة باستخدام مزيج من لوحة مع مفاتيح ولوحة مع مآخذ تشبه مفاتيح الهاتف.

كان ENIAC يحتوي على العديد من الأجزاء الكهروميكانيكية ، على وجه الخصوص ، سجل ترحيل ، والذي كان بمثابة حاجز بين البطاريات الإلكترونية وآلات لكمة IBM المستخدمة للإدخال والإخراج. كانت هذه العمارة تذكرنا بالعملاق. قام سام ويليامز من شركة بيل ، بالتعاون مع جورج ستيبيتز لإنشاء أجهزة كمبيوتر ترحيل بيل ، ببناء سجل لـ ENIAC.

اختلاف رئيسي عن Colossus جعل ENIAC آلة أكثر مرونة: القدرة على برمجة الإعدادات الرئيسية. أرسل الجهاز الرئيسي القابل للبرمجة نبضات إلى الوحدات الوظيفية ، مما تسبب في بدء تسلسل محدد مسبقًا ، واستجابة نبضات الاستجابة عند الانتهاء من العمل. ثم انتقل إلى العملية التالية في تسلسل التحكم الرئيسي ، وأنتج الحسابات الضرورية كدالة للعديد من التسلسلات الأصغر.يمكن للجهاز الرئيسي القابل للبرمجة اتخاذ قرارات باستخدام محرك السائر: عداد حلقي يحدد أي من خطوط الإخراج الستة لإعادة توجيه النبض إلى. بهذه الطريقة ، يمكن للجهاز تنفيذ ما يصل إلى ستة تسلسلات وظيفية مختلفة ، اعتمادًا على الحالة الحالية لمحرك السائر. ستمكن هذه المرونة ENIAC من حل المهام البعيدة جدًا عن كفاءتها الأصلية في مجال المقذوفات.

الصورة
تكوين ENIAC مع مفاتيح ومفاتيح

كان إيكيرت مسؤولاً عن التأكد من أن جميع الإلكترونيات في هذا الوحش تثير الضجيج والرطوبة ، وقد توصل بشكل مستقل إلى نفس الحيل الأساسية مثل الزهور في Bletchley: يجب أن تعمل المصابيح عند تيارات أقل بكثير من التيارات القياسية ، ولا ينبغي إيقاف تشغيل السيارة. ولكن نظرًا للعدد الهائل من المصابيح المستخدمة ، كانت هناك حاجة إلى حيلة أخرى: يمكن إزالة المكونات الإضافية ، التي تحتوي كل منها على عشرات المصابيح المثبتة ، بسهولة واستبدالها إذا فشلت. ثم سرعان ما عثر موظفو الصيانة على المصباح الفاشل واستبدلوه ، وكانت شركة ENIAC على الفور جاهزة للعمل. وحتى مع كل هذه الاحتياطات ، نظرًا للعدد الهائل من المصابيح في ENIAC ، لم يتمكن من إجراء حسابات المهام طوال عطلة نهاية الأسبوع أو طوال الليل ، كما فعلت أجهزة التتابع. في مرحلة ما ، احترق المصباح بالضرورة.




غالبًا ما يشير مثال على العديد من المصابيح في مراجعات ENIAC ENIAC إلى حجمها الهائل. صفوف من الأرفف مع مصابيح - كان هناك 18000 في المجموع - مع مفاتيح ومفاتيح ستشغل منزلًا ريفيًا نموذجيًا وحديقة أمامه بالإضافة إلى ذلك. لم يتم تحديد حجمه فقط من خلال مكوناته (كانت المصابيح كبيرة نسبيًا) ، ولكن أيضًا من خلال هندستها الغريبة. وعلى الرغم من أن جميع أجهزة الكمبيوتر في القرن الأوسط تبدو كبيرة بالمفاهيم الحديثة ، إلا أن الجيل التالي من أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية كان أصغر بكثير من ENIAC ، وكان لديه إمكانات كبيرة عند استخدام عشر المكونات الإلكترونية.


ENIAC Panorama في مدرسة مور

ينبع الحجم المثير لـ ENIAC من قرارين أساسيين للتصميم. سعى الأول إلى زيادة السرعة المحتملة بسبب التكلفة والتعقيد. بعد ذلك ، قامت جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا بتخزين الأرقام في السجلات ، ومعالجتها في وحدات حسابية منفصلة ، وتخزين النتائج مرة أخرى في السجل. لم تفصل ENIAC وحدات التخزين والمعالجة. كانت كل وحدة تخزين رقمية أيضًا وحدة معالجة ، قادرة على الجمع والطرح ، والتي تتطلب المزيد من المصابيح. يمكن اعتباره نسخة معجلة بشكل كبير من قسم الآلات الحاسبة في مدرسة مور ، لأن "هندسته الحاسوبية تشبه عشرين آلة حاسبة تعمل مع الآلات الحاسبة المكتبية المكونة من عشرة أرقام ، وتحويل نتائج العمليات الحسابية إلى الأمام والخلف".من الناحية النظرية ، سمح هذا لـ ENIAC بإجراء حسابات متوازية على العديد من البطاريات ، لكن هذه الميزة لم تستخدم كثيرًا ، وفي عام 1948 تم القضاء عليها تمامًا.

قرار التصميم الثاني أكثر صعوبة في التبرير. على عكس أجهزة ترحيل ABC أو Bell ، لم تقم ENIAC بتخزين الأرقام في شكل ثنائي. قام بترجمة الحسابات الميكانيكية العشرية مباشرة إلى شكل إلكتروني ، مع عشرة محفزات لكل رقم - إذا أحرق الأول ، كان صفرًا ، والثاني - 1 ، والثالث - 2 ، إلخ. لقد كان حسابًا ضخمًا للمكونات الإلكترونية باهظة الثمن (على سبيل المثال ، لتمثيل الرقم 1000 في ثنائي ، مطلوب 10 مشغلات ، واحد لكل رقم ثنائي (1111101000) ؛ وفي مخطط ENIAC ، تطلب هذا 40 مشغلاً ، عشرة لكل رقم عشري) ، والتي ، على ما يبدو ، تم تنظيمه فقط بسبب الخوف من التعقيد المحتمل للتحويل بين الأنظمة الثنائية والعشرية. ومع ذلك ، استخدم جهاز الكمبيوتر Atanasov-Berry ، و Colossus ، وآلات ترحيل Bell و Zuse النظام الثنائي ،ولم يجد مطوروهم صعوبة في التحويل بين القواعد.

لن يكرر أحد قرارات التصميم هذه. بهذا المعنى ، كان ENIAC مثل ABC - فضول فريد ، وليس قالبًا لجميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة. ومع ذلك ، كانت ميزته أنه أثبت ، دون شك ، كفاءة أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية ، وقام بعمل مفيد ، وحل المشكلات الحقيقية بسرعة مفاجئة للآخرين.

إعادة التأهيل


بحلول نوفمبر 1945 ، كانت ENIAC تعمل بكامل طاقتها. لم يستطع أن يتباهى بنفس الموثوقية التي يتمتع بها أقاربه الكهروميكانيكية ، لكنه كان موثوقًا بما فيه الكفاية للاستفادة من ميزة سرعته عدة مئات من المرات. يمكن أن يستغرق حساب المسار البالستي ، الذي استغرقه المحلل التفاضلي خمس عشرة دقيقة ، ENIAC في عشرين ثانية - أسرع من الذباب نفسه. وخلافا للمحلل ، يمكنه القيام بذلك بنفس دقة الآلة الحاسبة البشرية باستخدام الآلة الحاسبة الميكانيكية.

ومع ذلك ، كما توقع Stibitz ، بدا أن ENIAC متأخرًا جدًا في المساعدة في الحرب ، ولم تعد هناك حاجة إلى حسابات الجدول بشكل عاجل. ولكن في لوس ألاموس ، نيو مكسيكو ، كان هناك مشروع لتطوير أسلحة سرية ، والذي استمر بعد الحرب. هناك أيضًا كانت هناك حاجة إلى العديد من الحسابات. أطلق أحد علماء الفيزياء في مشروع مانهاتن ، إدوارد تيلر ، فكرة "سلاح فائق" في عام 1942: أكثر تدميراً بكثير مما تم إغراقه فيما بعد في اليابان ، مع طاقة الانفجار القادمة من الانصهار الذري بدلاً من الانشطار النووي. اعتقد تيلر أنه سيكون قادرًا على بدء تفاعل تسلسلي للتوليف في خليط من الديوتريوم (هيدروجين عادي مع نيوترون إضافي) وتريتيوم (هيدروجين عادي مع نيوترونين إضافيين). ولكن لهذا كان من الضروري القيام بمحتوى منخفض من التريتيوم ، لأنه نادر للغاية.

لذلك ، أحضر عالم من لوس ألاموس حسابات إلى مدرسة مور لاختبار السلاح الفائق ، حيث كان من الضروري حساب المعادلات التفاضلية التي تحاكي اشتعال مزيج من الديوتريوم والتريتيوم لتركيزات مختلفة من التريتيوم. لم يكن لدى أي شخص في مدرسة مور إذنًا لمعرفة سبب إجراء هذه الحسابات ، لكنهم أدخلوا جميع البيانات والمعادلات التي جلبها العلماء. لا تزال تفاصيل الحسابات سرية حتى يومنا هذا (مثل البرنامج بأكمله لبناء سلاح فائق ، المعروف اليوم باسم القنبلة الهيدروجينية) ، على الرغم من أننا نعرف أن تيلر اعتبر نتيجة الحساب التي تم الحصول عليها في فبراير 1946 تأكيدًا على جدوى فكرته.

في الشهر نفسه ، قدمت مدرسة مور ENIAC للجمهور. خلال حفل الافتتاح ، أمام المخاريط الهامة المجمعة والصحافة ، تظاهر المشغلون بتشغيل الماكينة (على الرغم من أنها كانت دائمًا قيد التشغيل دائمًا) ، وأجرىوا العديد من الحسابات الاحتفالية عليها ، وحساب مسار باليستي لإثبات السرعة غير المسبوقة للمكونات الإلكترونية. بعد ذلك ، قام الموظفون بتسليم بطاقات مثقبة من هذه الحسابات لجميع الحاضرين.

استمرت ENIAC في حل العديد من المشاكل الحقيقية على مدار عام 1946: مجموعة من الحسابات لتدفق السوائل (على سبيل المثال ، للتدفق حول جناح طائرة) للفيزيائي البريطاني دوجلاس هارتري ، مجموعة أخرى من الحسابات لنمذجة انفجار الأسلحة النووية ، وحسابات المسار لبندقية جديدة من تسعين مليمترًا في أبردين . ثم صمت لمدة عام ونصف. في نهاية عام 1946 ، وبموافقة مدرسة مور مع الجيش ، قام BRL بتعبئة السيارة ونقلها إلى مكب النفايات. هناك عانت باستمرار من مشاكل الموثوقية ، ولم يتمكن فريق BRL من جعلها تعمل بشكل جيد بما يكفي لها للقيام بأي عمل مفيد ، حتى التحديث الرئيسي الذي انتهى في مارس 1948. سنتحدث عن التحديث الذي تم تحديثه بالكامل ENIAC المزيد في الجزء التالي.

لكن ذلك لم يعد يهم. لا أحد يهتم ENIAC. كان هناك بالفعل سباق لخلق خليفته.

ماذا تقرأ:


• Paul Ceruzzi ، Reckoners (1983) ؛
Thomas Haigh ، وآخرون. al. ، Eniac in action (2016)
• ديفيد ريتشي ، رواد الكمبيوتر (1986)

Source: https://habr.com/ru/post/ar408597/


All Articles