Računalo "Mark 1" - prvo američko programabilno računalo: veličina, mogućnosti, godina puštanja u pogon
Godine 1936. američki fizičar Howard Aiken, budući proizvođač računala "Mark 1", počeo je graditi planove za automatizirani računarski uređaj. Promjena se dogodila kada je studirao za svoju disertaciju. Tema teze bila je prostorna naplata. Uskoro se njegov disertacijski rad uglavnom sastojao od rješavanja nelinearnih (diferencijalnih) jednadžbi. Jedina metoda dostupna za numeričko rješavanje problema bio je razvoj stvaranja elektromagnetskih stolnih kalkulatora. U članku će se raspravljati o godini u kojoj se pojavilo prvo računalo i kome treba zahvaliti za osnovu trenutne tehnologije.
Povijest izrade uređaja
Kako je Ayken u potpunosti shvatio da je za stvaranje računala potrebno puno novaca, odlučio je kontaktirati jednog od najvećih proizvođača mehaničkih i elektromehaničkih kalkulatora u SAD-u - tvrtku Monroe Calculating Machine Company. Dana 22. travnja 1937. predstavio je svom glavnom inženjeru svoje planove za automatski izračun u sljedećim područjima:
"četiri pravila aritmetike";
unaprijed određena kontrola sekvence;
pohranjivanje i pamćenje utvrđenih ili izračunatih vrijednosti;
upravljanje redoslijedom, koje može automatski odgovoriti na izračunate rezultate ili znakove, zajedno s tiskanim unosom svega što se događa u automobilu;
bilježe sve izračunate rezultate.
Aiken je inspiriran energičnom podrškom Chasea. Otišao je u svoje vodstvo u Monroe i učinio sve što je u njegovoj moći kako bi ih uvjerio u ispravnost njegova izbora i ideje Aikena. Chase je uvjerio da će projekt "pucati", iako će zahtijevati znatne troškove za provedbu ideje. Imao je neku vrstu uvida i vizije kako bi prepoznao da će predloženi automobil imati neprocjenjivu vrijednost u poslovanju tvrtke u nadolazećim godinama. Unatoč uvjeravanju, stvaranje automobila je odbijeno.
Podrška projektu i neuspjeh ideje
Monroeova odluka da ne podrži projekt Aikena zasigurno je bio udarac, ali je znanstvenik bio inspiriran Chaseovim entuzijazmom za novu ideju. Osim toga, Chase je pozvao odvjetnika da zatraži pomoć od profesora Theodora Browna iz Harvarda, bliskog suradnika Thomasa J. Watsona, predsjednika IBM-a.
Tako je Aiken uspostavio uspješan kontakt s IBM-om. Brown je preporučio Aikena višem IBM-ovom inženjeru, Bryceu, koji je odobrio njegov projekt i preporučio kako napraviti računalo i izgraditi automobil za svoje snove. Bryceova misao bila je presudna za IBM, a znanstvenik je dobio potporu predsjednika Watsona da stvori Harvardski projekt.
Razvoj računalne tehnologije
Aiken je pripremio službeni prijedlog pod nazivom "Predloženi stroj za automatsko računanje". Zauzela je 22 tiskane stranice s dvostrukim proredom. Započeo je kratak povijesni rad o pomoćnim sredstvima za računanje, raspravi o Babbagerovim mehanizmima, referencama na Shoieckove mehanizme razlike.Vieber i Grant. Kratak opis pronalaska strojeva za bušenje, brojanje, sortiranje i aritmetiku. Poznato je da je Henry Babbage, sin Charlesa Babbagea, prikupio oko šest malih demonstracijskih varijanti za motor automobila - kako će izvoditi sekvencijalne operacije i rad. Jednu je poslao na Harvard. Aiken također ističe da su strojevi koje je proizveo IBM svaki dan omogućili da se na računima industrijskih poduzeća diljem svijeta ono što je Babbage želio postići davno. Tada se Ayken okreće potrebi za snažnijim metodama za izračunavanje matematičkih znanosti. Općenito je opisao uporabu svoje računalno-teorijske fizike, radija i televizije, astronomije, teorije relativnosti, pa čak i brzo rastuće znanosti matematičke ekonomije i sociologije.
Što znanost treba?
Aiken je identificirao četiri konstruktivne značajke koje razlikuju uobičajene mehanizme za snimanje bušenih kartica i računalnih mehanizama kao što je potrebno u znanosti:
Stroj koji je dizajniran za matematiku trebao bi biti sposoban nositi se s pozitivnim i negativnim vrijednostima računovodstvena oprema je gotovo u cijelosti namijenjena zadacima s pozitivnim brojevima. Računalna tehnologija za matematičke svrhe trebala bi osigurati i koristiti mnoge vrste transcendentalnih funkcija (na primjer, trigonometrijske), eliptičke, Besselove funkcije i funkcije vjerojatnosti.
Za matematiku, računalo mora biti potpuno automatizirano tijekom rada.Prilikom izračunavanja vrijednosti funkcije u njenom proširenju u nizu, ocjenjivanja formule ili numeričke integracije (pri rješavanju diferencijalne jednadžbe), proces se, čim se stvori, mora nastaviti beskonačno dugo dok se ne pokrije raspon neovisnih varijabli.
Računalni strojevi namijenjeni matematici trebali bi moći izračunati redove umjesto stupaca, jer se često prilikom numeričkog rješavanja diferencijalne jednadžbe vrijednost ispostavlja ovisnom o prethodnim vrijednostima. To se, u stvari, smatra obrnutom metodom pomoću koje raspoloživa računalna oprema može ocijeniti funkciju u fazama.
Prve dvije zadaće postavljene za novi stroj bile su izračunavanje određenih integrala i tablica.
Razvoj i implementacija uređaja za vojne svrhe
Godine 1944. automobil je tijekom rata prebačen u mornaricu. Nakon toga, postao je službeni uređaj u diviziji "Biro brodova" pod zapovjedništvom Aikena. Do kolovoza kompjutor "Mark 1" radio je s velikom pomorskom državom, uključujući i brojne časnike, uključujući Grace Hopper i Richarda Bleicha. Postali su glavni programeri. Bila je to smiješna priča da je Grace Hopper, programerica na Mark I računalu, pronašla prvu kompjutersku "grešku": mrtvog moljca koji je ušao u Marka I, čija su krila blokirala čitanje rupa u papirnoj vrpci. Riječ "pogreška" upotrijebljena je za opisivanje defekta, barem od 1889. godine, ali Hopper je tu riječ pripisao"Ispravljanje pogrešaka" za opis rada na uklanjanju programskih pogrešaka.
Računalo "Mark 1" 1944. i 1945. radilo je gotovo kontinuirano 24 sata dnevno, sedam dana u tjednu. Problemi ratnog stanja koje je automobil morao riješiti uključivali su proučavanje magnetskih polja povezanih s zaštitom brodova od magnetskih mina, kao i matematički aspekti projektiranja i korištenja radara. Nesumnjivo, najvažniji problem rata bio je skup kalkulacija za implozije dovedene iz Los Alamosa Johnu von Neumannu. Samo godinu dana kasnije, osoblje je doznalo da su ti izračuni napravljeni u vezi s razvojem atomske bombe. Izvanredan uspjeh i zaostajanje u radu na računalu doveli su do činjenice da je mornarica početkom 1945. zatražila od Aykena da osmisli i izgradi drugi takav automobil. Aiken je to učinio. Računalo je postalo poznato kao Mark II.
Značajke prvog uređaja
Računalo Mark 1 bilo je divovske veličine - visoka čak 25 metara. Duljina - 16 m, a dubina gotovo 1 m. Takve veličine prvih računala nisu nikoga iznenadile, naprotiv, zbog mogućnosti, usadile su svoju moć drugima:
Težio je pet tona.
Sadrži 760000 pojedinosti.
Upotrijebljeno je 530 milja žica.
3000000 žičnih veza.
3500 višestrukih releja s 35000 kontakata.
2225 metara.
1484-polni prekidači.
Na temelju tehnologije koju je razvio IBM 1944., tradicionalni i poslovni poslovni strojevi koristili su tradicionalne IBM komponente, kao što suelektromagnetski releji, brojači, ekscentrični kontakti, perforatori i električni pisaći strojevi. Također, prisutni su i elementi novog dizajna, uključujući releje i brojače koji do sada nisu bili korišteni u IBM-ovom automobilu.
Bili su manji i brži. Ulazni podaci sastojali su se od trake za bušenje, a izlaz je bio serija bušenih kartica ili ispisa iz standardnog električnog stroja IBM. Rad računala pokreće duga, horizontalna, kontinuirana rotirajuća osovina koja izdaje rum koji je opisan kao buka divovskog šivaćeg stroja. Osovina je nosila oko 3 okretaja u sekundi. Skladišni i računarski uređaji izdali su riječi duljine od 23 decimalna mjesta, a dvadeset i četvrto mjesto bilo je rezervirano za algebarski znak. Izračuni su rađeni u decimalnim brojevima s fiksnom decimalnom točkom.
Koji je bio automobil prošlog stoljeća?
Stroj se sastoji od 7 glavnih modula smještenih s lijeva na desno:
Dva dijela od 60 registara za unos numeričkih podataka (konstante koje se pojavljuju u bilo kojoj algebarskoj ili diferencijalnoj jednadžbi), svaka sadrži 24 prekidača, odgovarajućih 23 znamenke i 1 za znak (plus /minus). Položaj svakog od tih 60 registara dodijeljen je broju tako da ljudi mogu koristiti ovu lokaciju u skladu s uputom o numeraciji koja se poziva tijekom izračuna. Za bilo koji problem, oni se moraju instalirati ručno.
Sedam odjeljaka sadrži 72 dodatna registra (tzv. Akumulatori, jer onine samo da može pohraniti brojeve, nego i sastaviti i oduzeti; stvarno oduzimanje se vrši dodavanjem).
Svaki registar se sastojao od 24 elektromagnetska brojača, ponovno osiguravajući kapacitet za 23-znamenkasta broja, s jednim mjestom rezerviranim za znak. Ovaj drugi skup panela uključuje i spremište i jedinicu za obradu podataka. Za dodavanje i oduzimanje potrebno je 1 ciklus stroja (oko 330 ms).
70 akumulatora opće namjene, 2 - posebne namjene. Vrlo zanimljiva je posljednja baterija, s kojom možete učiniti nešto poput prikazivanja uvjetnog operatorskog signala (nakon usporedbe dva broja).
Međutim, snažniji signal dodan je računalu koje se može programirati nakon 1945. godine, kada je izgrađen drugi čitač traka za timove.
U većini dijelova nalaze se električni pisaći strojevi, čitač magnetskih traka za timove i čekić. Pisaći stroj ispisao je konačno rješenje problema. Kartica se automatski razbija s podacima. Traka ima 24 stupca (to jest 24 otvora u nizu). Jedan red podataka zahtijevao je 4 retka (23 numeričke stavke i 1 za znak za svaki broj, svaka pozicija zahtijevala je 4 rupe, 24 x 4 = 96).
Glavne funkcije uređaja
Prva generacija računala opremljena je s četiri čitača. Jedan je korišten za upućivanje automobila, a ostala tri su sadržavala tablicu funkcija i mogla su po potrebi pružiti vrijednost. Također je osigurana interpolacija vrijednosti naznačenih na vrpcama. ovougrađeni način „rutine” (kako su nazivali Aiken), pružajući pretvorbe uz pomoć neke ugrađene (kao što je sine, eksponent, logaritam ili potenciranje). Specifikacije „Mark 1” Pretpostavlja se da je automobil će trajati oko 10 godina. Međutim, to i dalje radi na Harvardu 14 godina nakon rata, dobivanje rada. Samo do 1959., jedinica konačno „mirovinu”. Za to vrijeme on je također služio kao predmet praktične nastave na nekoliko studentima na Harvardu, gdje Aiken je stvorio inovativan program koji je kasnije nazvan znanost - sa tečajevima za preddiplomskih i diplomskih studija ide na magisterij ili doktorat. Mnoge važne figure u svijetu računala su predstavljeni na temu Harvard i „Mark I”.
Napredak ispred tehnologije - pojavu novih „pametnih” vozila
U retrospektivi, možemo reći koje godine je bilo prvo računalo zapravo. No, najvažnije „Mark I” je da je to bio prvi potpuno automatizirani računalo koje ne zahtijevaju ljudske intervencije u radnom procesu, to izvršiti slijed izračuna u skladu s programom i to učiniti ispravno. Howard H. Aiken je nastavio raditi na novim računalima. Za računala "Mark 1" left „Mark II», a zatim u 1949 „Mark III /ADEC», a 1952. godine - "Mark IV". Tvrtka IBM je počeo stvarati novo računalo SSEC su bez Howard H. Aiken.
poboljšanje tehnologije i inovacija je u
Budući da je prvo računalo koristilo mehaničku i relejnu tehnologiju, rad je bio vrlo spor. Novi "Mark" proizveo je rezultate brže od konvencionalnih računalnih tehnika, ali ne tako brzo kao strojevi koji su uskoro uvedeni u svijet. Među njima je bio i ENIAC. Da biste dodali ili oduzeli, trebate jedan ciklus stroja koji traje oko 3 sekunde. Množenje je zahtijevalo 20 ciklusa ili 6 sekundi, a podjela bi mogla trajati do 51 ciklusa ili više od 15 sekundi. Zbog toga je u kasnijim modelima podjela zamijenjena množenjem međusobnih veličina. Iako je Mark I bio spor, on je bio ne samo programiran za određenu operaciju, već i univerzalan. Iako je ENIAC u svom izvornom dizajnu bio ograničen misijom izračunavanja balističkih tablica, "Mark I" se mogao prilagoditi većem broju ugrađenih aplikacija.
Godine 1944. automobil je tijekom rata prebačen u mornaricu. Nakon toga, postao je službeni uređaj u diviziji "Biro brodova" pod zapovjedništvom Aikena. Do kolovoza kompjutor "Mark 1" radio je s velikom pomorskom državom, uključujući i brojne časnike, uključujući Grace Hopper i Richarda Bleicha. Postali su glavni programeri. Bila je to smiješna priča da je Grace Hopper, programerica na Mark I računalu, pronašla prvu kompjutersku "grešku": mrtvog moljca koji je ušao u Marka I, čija su krila blokirala čitanje rupa u papirnoj vrpci. Riječ "pogreška" upotrijebljena je za opisivanje defekta, barem od 1889. godine, ali Hopper je tu riječ pripisao"Ispravljanje pogrešaka" za opis rada na uklanjanju programskih pogrešaka. 
Bili su manji i brži. Ulazni podaci sastojali su se od trake za bušenje, a izlaz je bio serija bušenih kartica ili ispisa iz standardnog električnog stroja IBM. Rad računala pokreće duga, horizontalna, kontinuirana rotirajuća osovina koja izdaje rum koji je opisan kao buka divovskog šivaćeg stroja. Osovina je nosila oko 3 okretaja u sekundi. Skladišni i računarski uređaji izdali su riječi duljine od 23 decimalna mjesta, a dvadeset i četvrto mjesto bilo je rezervirano za algebarski znak. Izračuni su rađeni u decimalnim brojevima s fiksnom decimalnom točkom.
