15 февруари: Първият световен електронен компютър с общо предназначение е посветен в университета в Пенсилвания

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 09:37

Този ден в историята: 15 февруари 1946 г.

На този ден в историята, 1946 г., първият универсален цифров електронен компютър е посветен в Университета на Пенсилвания. Машината е наречена ENIAC (електронен цифров интегратор и компютър). Тя струваше над 500 000 долара (около 6 млн. Долара днес), тежала около 57 000 паунда и поемала 1800 кв. Фута. Освен това тя включваше 17,468 вакуумни тръби, 70 000 резистори, 7200 диода, 10 000 кондензатора и най-впечатляващо от всички имаше около 5 милиона стави, които трябваше да бъдат запоени ръчно. За да захраним всичко това, отнемаше огромна енергия от 150 кВт. Това е достатъчно, за да захранва около 114 жилища в САЩ

ENIAC беше основната идея на няколко различни хора, най-вече Джон Маучи и Дж. Преспър Екерт. Четири години преди щастливия дебют на ENIAC, Mauchly написал бележка, очертаваща невероятната скорост, която човек би могъл да получи, ако вместо да разчита на механични, движещи се части, компютърът е проектиран да използва само цифрова електроника. Тази бележка се озова на вниманието на лейтенант Херман Голдстийн от армията на САЩ, който след това поиска от Mauchly да направи официално предложение за Goldstine да даде на армията. Mauchly направи това и армията се съгласи с него и J. Presper Eckert на 5 юни 1943 г., за да създаде машината под кодовото име "Project PX".

Вече имаше няколко други различни компютъра, но те не бяха конструирани така, че да са "общо предназначение" или да се разчитат на електромеханични части, което драстично намалява скоростта, по която те могат да извършват изчисления. ENIAC е едновременно общо предназначение и е изцяло цифров електронен компютър. Един от най-впечатляващите му качества е способността му да изпълнява около 5000 допълнения в секунда или 357 умножения на секунда, което е около 1000 пъти по-бързо от другите машини на деня. Наред с основните изчисления на математиката (добавяне / изваждане / разделяне / множество / квадратни коренчета), той също е способен да прави условни клонове, вериги и вход / изход. Най-важното е, че тя е машина на Тюринг, която просто означава, че е в състояние да направи каквото може да направи една теоретична единична лента на Тюринг. За тези, които не са запознати, защо това е важно, според ласки, това означава, че това може да се използва основно за решаване на всеки изчислителен проблем, който е разрешен (на теория, макар и не на практика поради реалните ограничения на системните ресурси),

Първата му задача беше да извърши изчисления, подпомагащи развитието на водородната бомба. За тази задача бяха създадени повече от един милион I / O карти, които в крайна сметка се оказаха успешни. Тази задача бе изпълнена по нареждане на математик Джон фон Нойман, който работеше по проекта в Манхатън и по-късно случайно даде името си на архитектурата "Von Neumann Architecture" на компютри, която все още се използва днес.

ENIAC се зареди за около 9 месеца направо, преди да бъде спрян за ъпгрейди на паметта. След това се премества и се връща заедно и се захранва със седем месеца по-късно и остава за следващите 8 години, като се използва непрекъснато, изпълнявайки различни задачи като изчисляване на артилерийските маси за военните и извършване на различни изчисления за аеронавтика, метеорология и др.

Трябва да се отбележи, че фон Нойман имаше тази компютърна архитектура, която неправилно е кръстила името си, поради писмена бележка Първи проект на доклад за EDVAC на 30 юни 1945 г. (EDVAC е наследник на ENIAC, проектиран в същото училище, където ENIAC е в крайните етапи на завършване и много от същите хора работят по проекта, както и работещите по ENIAC, включително Eckert и Mauchly). Хартията беше основно резюме, написано с официална логика, очертавайки идеите, които групата обсъждаше относно създаването на компютър с общо предназначение. Тъй като трябваше да бъде по-скоро бележка, отколкото публикация, той никога не споменаваше имената на всички хора, които помогнаха за развитието на архитектурата, и наистина, вече беше направил по-голямата част от дизайна, преди фон Нойман да стане консултант по проекта (особено Eckert и Mauchly).

Когато изпрати ръка на писани бележки на Филаделфия, лейтенант Херман Голдстийн ги напипа и ги раздаде на 24-те души, участващи в проекта EDVAC, като изброи фон Нойман като единствен автор, тъй като нямаше намерение да се разпространява извън работещите по проекта. Въпреки това, поради широкия му интерес към доклада, той го копира и изпрати до различни други образователни и правителствени институции, където той бе копиран и разпространен по целия свят, като фон Нойман завърши да получи голямата част от кредита, въпреки че не беше голямата част от този проект. Като такава, сега го наричаме "архитектурата на фон Нойман", макар че не беше неговият дизайн и вероятно би се наричала по-точно Eckert-Mauchly Architecture.

Това не трябва да отнема нищо от фон Нойман, който наистина е удивителен човек, който имаше значително влияние върху различни области, включително квантова механика, компютърни науки, икономика, геометрия и много други. (Пълният списък е невероятно дълъг.) Той беше един от най-светлите хора в света, постигайки невероятна сума в 53-те години, които е живял. Умира от рак, вероятно поради излагането му на радиация, докато работи по проекта в Манхатън. Израел Халперин, математик, който е работил с него, каза: "Да се държим с него е невъзможно. Усещането беше, че бяхте на триколка, преследвайки състезателна кола. "Един от професорите на фон Нойман, Джордж Поля, който също имаше доста впечатляващо резюме, заяви също така:" Джони беше единственият студент, от който някога съм се страхувал. Ако в хода на една лекция заявих нерешен проблем. Беше дошъл при мен в края на лекцията с пълното решение, написано върху хартия.

Фон Нойман също имаше истинска фотографска памет. Както отбелязва Голдстийн:

Една от забележителните му способности беше силата му на абсолютно призоваване. Доколкото можах да разбера, фон Нойман успял веднъж да чете книга или статия, за да я цитира обратно дословно; освен това той може да го направи години по-късно без колебание. Той би могъл да го преведе без да намалява скоростта от оригиналния си език на английски. В един случай аз проверих способностите му, като го помолих да ми каже как започват историята на две градове. След това, без никаква пауза, веднага започна да цитира първата глава и продължи, докато не поиска да спре след около десет или петнадесет минути.

Когато той умира в болницата, фон Нойман съобщава също така, че ухапа часовете с брат си, като играе игра, в която изрежда от паметта първите няколко линии на всяка страница от играта, Фауст.

Ако се интересувате повече от фон Нойман, бих препоръчал да вземете биографията му: Джон фон Нойман: Научният гений, който е пионер в съвременния компютър, теорията на игрите, ядреното възпиране и много повече, от Норман МакРай. Това не е най-добрата биография в света по отношение на начина, по който писателят го е написал, но едно завладяващо четене все пак и безспорно най-пълната книга за фон Нойман.

Бонусни факти:

• Един прост пример за гениалността на фон Нойман беше, когато му беше представен следният проблем: "Двама велосипедисти тръгват на двайсет километра една от друга и се насочват един към друг, всеки от които с постоянна скорост от 10 мили в час. В същото време муха, която се движи със стабилна скорост от 15 мили в час, тръгва от предното колело на южния велосипед и лети до предното колело на северния край, после се завърта и лети до предното колело на южния завой отново и продължава по този начин, докато той бъде смазан между двете предни колела. Въпрос: Каква пълна дистанция е покрила мухата? "Има един прост трик за решаване на това, но фон Нойман го е направил сложния път … в главата му … само за секунди. По принцип той взе сумата от безкрайната серия в главата си и изплю отговора в рамките на секунди, след като въпросът беше зададен.
• Ако сте любопитни, простият отговор наистина е доста прост и всеки, който вижда трика, трябва да може да му отговори в рамките на секунди, не е нужен гений … * спойлер напред *: Простото решение е просто да осъзнаете, че двата велосипеда пътуват точно един час (на двадесет километра разстояние, вървят един към друг при скорост от 10 мили в час). По този начин, ако мухата се движи напред-назад между тях със скорост 15 мили / ч, трябва да е пътувала точно 15 мили в този час. Фактът, че е вървял напред и назад, е без значение. Очевидно може да бъде решен и начинът, по който фон Нойман го е направил, но не мисля, че съм срещал някого, който да може да го направи след няколко секунди и съм срещал няколко истински гении. Очевидно е, че има гений в сравнение с нормалните хора, а след това има генийът на фон Нойман, който е гений в сравнение с гениите. 😉
• Фон Нойман също е успял да придобие и диплома по химическо инженерство във Федералния технологичен институт в Цюрих, както и докторска степен. в математиката в Будапещенския университет … в същото време, започвайки от 17-годишна възраст и завършвайки на 22-годишна възраст, въпреки факта, че това са две различни области, а университетите са на около 600 мили.
• Друг интересен, малко по-сладък фактоид за фон Нойман беше, че той беше доста дами, а не винаги по добър начин. Например, той имаше навик да се опитва да потърси полите на различните секретари, работещи в Лос Аламос по време на Втората световна война, когато седяха на откритите си предни бюра. В резултат на това секретарите ще сложат картон на място, за да блокират отварянето в бюрата си. Това "момиче-гаукинг" очевидно е навик на неговата честота.
• Групата, участваща в изготвянето на EDVAC, допълнително се разстрои от Първи проект на доклад за EDVAC като е широко разпространена като официална публикация, защото тази статия е направена така, че дизайнът на EDVAC да не е патентован. В крайна сметка той също така е помогнал да бъде анулиран патентът на ENIAC 27 години по-късно, тъй като неговата архитектура е много подобна на EDVAC. Предполагам, че Голдстйн не е най-популярният член на групата, след като бележките на фон Нойман бяха отпечатани и разпространени.
• Една от главните критики на ENIAC, когато тя се строи, идва от скептиците, които смятаха, че докато на теория това беше чудесна идея, нямаше да е практично, защото вакуумните тръби щяха непрекъснато да се разпадат, което го прави скъпо да поддържа и изисква машината да не е достъпна за изчисления за дълги периоди от време през деня и нощта, докато тръбите са били заменени. В действителност, обаче, това не беше проблем, тъй като повечето от епруветките, които щяха да излязат, бързо се развиваха, когато се захранваха или захранваха. За да се справят с този проблем, те просто са напуснали компютъра през цялото време. Това беше скъпо (150 кВт и всичко), но намали процентът на неизправност на тръби до около 15 на месец, а за локализиране и замяна на неизправна тръба отне само около 15 минути. Като се има предвид колко малко компютри имаше в света и че това беше едно от най-бързото там по това време, винаги имаше работа за него, така че не седеше на празен ход, губейки пари за електричество.
• Най-дългата продължителност между неуспехите на вакуумната тръба е била 4 дни и 20 часа.
• Общо, необходими са около 200 000 човекочасове за създаването на ENIAC.
• Освен че помагаше за проектирането на ENIAC и EDVAC, както и за създаването на най-успешните компютърни архитектури за общо предназначение (археологията von Neumann), д-р Mauchly основа Асоциацията за компютърни машини (ACM) Компютърните науки трябва да са запознати; като днес е най-голямото образователно общество в света. Той също така помага за основаването на Дружеството за индустриална и приложна математика (SIAM).
• Д-р Маучи и д-р Екерт стартираха и първата търговска компютърна компания в света - Eckert-Mauchly Computer Corporation.
• Процесът на програмиране на ENIAC беше дълъг и досаден, като се извършваше предимно от шест жени, които по-късно бяха въведени в Международната зала на славата "Жените в технологиите". Тези жени са: Кей Макнюти, Бети Дженингс, Бети Снайдер, Марлин Уескоф, Фран Бяла и Рут Лихтерман.
• Първият компютърен програмист е също така жена, Ада Ловесец. Тя стана първият компютърен програмист в света 104 години преди ENIAC да дебютира. Можете да прочетете повече за това тук: През 1842 г., Ада Лъвалес написа първата компютърна програма в света