Latar belakang pembuatan komputer tabung - Whirlwind ("Whirlwind")
Pada tahun 1943-1944, muncul kebutuhan untuk pengembangan simulator universal yang dapat mensimulasikan penerbangan pesawat secara real time. Ini akan memberi pilot kesempatan untuk meningkatkan keterampilan mereka, dan perancang untuk mempelajari efek dari perubahan dalam karakteristik taktis dan teknis yang mungkin dari model baru. Sampai saat itu, ada simulator semacam itu (berdasarkan teknologi elektromekanis analog), tetapi mereka tidak universal, yaitu, mereka hanya cocok untuk desain pesawat tertentu.
Membuat simulator universal akan menghemat desain dan pelatihan.Institut Teknologi Massachusetts telah menjadi salah satu pusat di mana sistem pertahanan udara Amerika telah ditingkatkan. Pada akhir 1944, pekerjaan dimulai pada pembuatan simulator semacam itu di MIT, laboratorium servomekanisme menjadi pelaksana proyek. Jay Forrester memimpin proyek ASCA, asistennya adalah Master of Electrical Engineering Robert Ryvers Everett.
simulator pesawatBersama dengan sekelompok karyawan, mereka bekerja selama enam bulan untuk membuat simulator analog elektromekanis. Teknologi analog elektronik real-time memberikan akurasi perhitungan yang rendah, tidak dapat secara bersamaan menyelesaikan ratusan atau lebih persamaan diferensial dengan banyak variabel, dan, oleh karena itu, tidak sesuai dengan spesifikasi pelanggan, dan operasi sederhana membutuhkan kerepotan panjang dengan kartu berlubang atau kaset berlubang.
Jay Forrester14 1918 , . (), . 1910 . . 1 2 , , .
, , , «» . , , . -, .
—, .
, MIT. .
1940 - MIT. . «».
Itu perlu untuk mencari solusi baru untuk masalah ini.Kelahiran mesin BT digital sebagian besar difasilitasi oleh Perry O. Crawford, kolega Forrester "... dia bercerita tentang mesin Mark I Harvard dan ENIAC, yang masih dalam tahap desain. Perry adalah orang yang sangat terbuka, tanpa sopan santun birokrasi dan mudah berbicara dengan komandan angkatan laut, meskipun ia sendiri adalah warga sipil, ia mengilhami mereka dengan gagasan bahwa komputer digital di masa depan harus digunakan di pos komando sebagai dasar informasi dan sistem manajemen ... Kami berutang banyak padanya pada kelahiran mesin kami s. "Pekerjaan dimulai pada penciptaan mesin, yang diberi nama "Whirlwind" untuk menekankan kecepatannya. Karyawan mulai mengembangkan versi konsep dari mesin digital (pelanggan tidak diberitahu tentang pergantian peristiwa semacam itu). Forrester dan Everett membiasakan diri dengan struktur Mark I dan ENIAC, berkonsultasi dengan pengembang mereka, mempelajari "Versi Pertama Laporan EDVAC" (Neumann) dan mulai memahat mesin dari awal.Pada 1945, Forrester beralih ke eksekutif SDD. Dia menyarankan agar mereka membuat simulator bukan pada perangkat komputasi analog yang kasar, tetapi berdasarkan komputer digital. Pekerjaan yang kompleks harus dilakukan untuk membuat komputer yang dapat bekerja secara real time.Itu diperlukan untuk meningkatkan kecepatannya menjadi 20-50 ribu operasi per detik, menggunakan memori internal yang andal berkapasitas besar, membuat perangkat lunak untuk memproses aliran data yang masuk, dan meningkatkan keandalan mesin. Kesulitan utama adalah bahwa orang yang tidak memiliki pengalaman dalam bekerja dengan komputer digital harus berurusan dengan masalah ini.Pekerjaan mulai untuk menciptakan memori internal yang akan memenuhi persyaratan proyek, dan untuk ini perlu untuk meningkatkan keandalan sirkuit tabung diskrit. Memori utama komputer EDVAC, yang terdiri dari 32 jalur keterlambatan ultrasonik merkuri (RULZ), tidak cocok untuk proyek baru karena kelambatan. Forrester mencoba menggunakan lampu berisi gas ("neonki") dan lampu kilat xenon (lampu flash xenon) untuk menyimpan satu kategori. Pada awal 1947, para ilmuwan Inggris mulai menggunakan tabung sinar katoda standar (CRT) untuk membuat memori internal, itu memungkinkan untuk menyimpan satu digit biner di layarnya dan membacanya. Selama empat tahun, karyawan MIT bekerja pada desain tabung, diameter dan keseragaman tempat pada layar tabung distabilkan, fokus ditingkatkan,Untuk regenerasi berkala muatan elektrostatik, digunakan senjata berkas elektron tambahan.
Pekerjaan sedang dilakukan untuk meningkatkan keandalan sirkuit lampu. Sampai saat itu (seperti yang Anda tahu) ribuan lampu digunakan dalam mesin lampu, tetapi "kehidupan" lampu seperti itu adalah 500 jam, dan ini akan menyebabkan kerusakan mesin setiap beberapa menit. Umur lampu telah ditingkatkan. Pada tahun 1947, sebuah pengganda dikembangkan, yang berisi 4 ratusan lampu, untuk mengalikan dua angka biner 5-bit. Everett menulis "... perangkat bekerja terus menerus selama berhari-hari, dan kami memeriksa setiap hasil dengan jawaban yang benar. Tentu saja, itu gagal, tetapi kami memperhatikan bahwa dalam kebanyakan kasus mereka terjadi pada jam 3 sore. Ternyata pada saat itu pembersih di pintu masuk gedung berikutnya termasuk lift barang dan ada beban tambahan pada jaringan listrik lokal, yang menyebabkan kegagalan fungsi.Diputuskan untuk menggunakan sistem motor-generator yang terpisah untuk menyalakan mesin, inersia yang memberikan perlindungan terhadap puncak tegangan yang terjadi ketika menghubungkan peralatan tambahan ... "
Kemudian, muncul masalah lain yang membutuhkan solusi. Sponsor telah berubah (OSRD dan SDD tidak ada lagi, dan mereka membiayai proyek ini), biaya proyek untuk mengembangkan komputer seperti itu terus meningkat. Direncanakan untuk membuat angin puyuh dalam dua tahun, dengan anggaran $ 875 ribu, tetapi biaya proyek meningkat menjadi $ 3 juta (yang berjumlah 65% dari total anggaran departemen matematika). Untuk membenarkan biaya ini, Forrester menyiapkan laporan untuk Pentagon, yang menguraikan di mana komputer host dapat digunakan. Namun demikian, alih-alih meminta 1,5 juta dolar per tahun untuk proyek tersebut, Forrester dan proyeknya hanya dialokasikan 250 ribu dolar. Proyek ini diselamatkan oleh sponsor baru - Angkatan Udara AS (itu terjadi pada tahun 1949 ketika Amerika mengetahui bahwa sebuah bom atom diuji di Uni Soviet).Proyek untuk membuat komputer "Whirlwind" telah disetujui oleh Pentagon dan mengalokasikan jumlah yang diperlukan untuk penyelesaiannya. Pada bulan Maret 1951, mesin itu sepenuhnya dirakit, debugged dan menyelesaikan program besar pertama yang ditulis dalam assembler oleh John Gilmore, pada bulan April tahun itu dioperasikan, dan Forrester memimpin laboratorium yang dibuat teknologi komputer digital di MIT.Komputer "Angin Puyuh"
Butuh hampir $ 5 juta untuk dikembangkan, berdasarkan arsitektur klasik Princeton, tetapi bus umum digunakan untuk bertukar informasi antara blok mesin. Matriks dioda digunakan untuk mengontrol urutan operasi di komputer, sinyal dari clock generator diumpankan ke input tertentu dari matriks, dan pada saat yang sama sinyal outputnya membuka kunci, dengan bantuan kode kode perintah yang diinginkan diterima, yang memasuki register yang sesuai dari perangkat kontrol. Panjang kata mesin terbatas pada 16 bit, ini termasuk tanda angka titik tetap, subrutin untuk bekerja dengan angka titik mengambang dan kata panjang ganda.5000 ( ), 11 , 150 , — 10 , 950 . .
, 1 , c , 32 1 . 32- , 5 .
. 40 . , . .
Tabung sinar katoda seperti tabung televisi, tabung vakum elektron-besar di mana seberkas elektron, jatuh pada permukaan bagian dalam yang dilapisi fosfor, menyebabkannya bersinar. Kecepatan mesin adalah 20 ribu operasi per detik, operasi penambahan dilakukan dalam 49 μs, dan perkalian dalam 61 μs.Komputer Vikhr dimodernisasi dan jumlah lampu meningkat menjadi 12,5 ribu, dan dioda - hingga 23,8 ribu, mesin ditempati oleh dua lantai di salah satu gedung MIT. Salah satunya adalah magnetic tape drive dan perangkat komunikasi dengan objek. Bagian dari mesin, memori internal dan panel kontrol terletak pada yang lain, di ruang bawah tanah ada unit daya (daya 150 kW), AC dipasang di atap gedung.Mempertahankan memori komputer berharga $ 32.000 per bulan (satu tabung berharga sekitar $ 1.000), jadi Forrester mencari pengganti CRT. Pada tahun 1951, sampel memori pertama dibuat pada inti ferit, yang dua tahun kemudian mengganti memori dengan CRT. Kinerja komputer dua kali lipat, operasi tambahan mengambil 8 μs., Perkalian -25,5 μs., Divisi - 57 μs.
memori pada inti feritLima drive pita magnetik (dengan kapasitas masing-masing 125 ribu kata dan kecepatan baca 390 kata per detik) dan dua drive drum magnetik (dengan kapasitas 2048 kata dan kecepatan rotasi 60 r / s, sekarang berfungsi sebagai perangkat penyimpanan eksternal) bacaan - 31 ribu kata per detik).Tabung Charactron (seperti tampilan) digunakan untuk memutar huruf, angka, tanda topografi, dan karakter lain pada layar fluorescent. Piring buram dengan seperangkat lubang mikro dalam bentuk simbol-simbol yang digambarkan berfungsi sebagai stensil dengan mana simbol-simbol dibentuk di layar. Perangkat lunak mesin memungkinkan komputer untuk memecahkan beberapa masalah secara bersamaan, bekerja dalam mode pembagian waktu.Metode Direct Memory Access (DMA) : data input diperbarui setiap 15 detik dan direkam pada trek terpisah dari salah satu drive drum magnetik, setelah itu unit dipindahkan ke memori internal (proses perhitungannya kontinu).Angin puyuh menjadi prototipe dari sejumlah komputer yang memungkinkan untuk membuat sistem pertahanan udara AS "SAGE" yang kuat, sistem semi-otomatis yang secara bersamaan dapat memproses data yang berasal dari 23 pusat regional di AS dan Kanada, sambil melayani jaringan radar raksasa dan detektor lainnya.
Terlihat seperti ini: operator di setiap pusat distrik memasukkan data pada keyboard, melihat layar bundar tempat kondisi cuaca ditampilkan, lintasan pesawat, informasi yang diperlukan untuk pengoperasian sistem pertahanan udara. Perangkat SAGE I / O mendukung saluran telepon berkelanjutan antara pusat-pusat tetangga melalui saluran telepon. Sekitar 8-12 miliar dolar dihabiskan untuk menciptakan SAGE.
tempat kerja operator sistem pertahanan udara nasional AS pertama - SAGEBekerja pada proyek Whirlwind memberikan pengalaman yang tak ternilai bagi pembuat dan pengembangnya. Banyak dari mereka mengambil posisi terdepan di banyak perusahaan terkenal: Kenneth Olsen mendirikan perusahaan Digital Equipment (DEC) pada tahun 1957 - ia terlibat dalam produksi komputer mini.Forrester sendiri tetap menjadi kepala departemen sampai 1956, kemudian mengabdikan dirinya untuk meneliti dinamika produksi, serta proses sosial dan ekonomi dunia, dan menjadi pendiri disiplin baru - dinamika sistem. Everett dan Forrester dianugerahi National Medal of Excellence in Engineering, penghargaan pemerintah tertinggi untuk insinyur di Amerika Serikat.