15. február: Prvý svetový digitálny elektronický počítač na svete je venovaný na univerzite v Pensylvánii

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 09:38

Tento deň v histórii: 15. februára 1946

Na tento deň v histórii, 1946, bol prvý univerzálny digitálny elektronický počítač určený na Univerzite v Pensylvánii. Stroj sa nazýva ENIAC (elektronický numerický integrátor a počítač). Stálo to viac ako 500.000 dolárov (okolo 6 miliónov dolárov dnes), vážilo asi 57.000 libier a vzal 1800 štvorcových stôp. Ďalej predstavovali 17 468 vákuových trubíc, 70 000 odporov, 7 200 diód, 10 000 kondenzátorov a najpôsobivejšie zo všetkých bolo približne 5 miliónov kĺbov, ktoré bolo potrebné ručne spájkovať. Na to, aby to všetko bolo, to trvalo obrovské 150 kW elektrickej energie. To stačí na to, aby bolo v USA asi 114 domovov

ENIAC bol duchovným dieťaťom viacerých ľudí, predovšetkým John Mauchly a J. Presper Eckert. Štyri roky pred sviatočným debutom agentúry ENIAC napísal Mauchly poznámku, na ktorej poukázala na neuveriteľný nárast rýchlosti, ktorý by sa mohol dostať, ak by sa počítač namiesto toho, aby sa spoliehal na mechanické pohyblivé časti, bol navrhnutý tak, aby používal iba digitálnu elektroniku. Táto poznámka sa dostala do pozornosti podplukovníka Hermana Goldstina z armády USA, ktorá potom požiadala Mauchlyho, aby vytvoril formálny návrh Goldstine, aby dal armáde. Mauchly to urobil a armáda s ním a J. Presperom Eckertom dohodli 5. júna 1943 na vytvorenie stroja pod kódovým názvom "Projekt PX".

V súčasnosti už bolo k dispozícii niekoľko rôznych iných počítačov, ale buď neboli vytvorené na "všeobecné účely", alebo sa spoliehali na elektromechanické časti, čo drasticky znížilo rýchlosť, v akej mohli vykonávať výpočty. Systém ENIAC bol univerzálny a bol úplne digitálny elektronický počítač. Jedným z jeho pôsobivších atribútov bola schopnosť vykonať približne 5 000 prírastkov za sekundu alebo 357 násobkov za sekundu, čo bolo približne 1000 krát rýchlejšie ako ostatné stroje dňa. Okrem základných matematických výpočtov (add / subtract / divide / multiple / square root) bol tiež schopný robiť podmienené vetvy, slučky a vstup / výstup. A čo je najdôležitejšie, bol to kompletný stroj Turingu, čo znamená, že je schopný robiť niečo, čo dokáže robiť teoretický jedno-páskovaný stroj Turing. Pre tých, ktorí nie sú oboznámení, prečo je to dôležité, z hľadiska laikov, to znamená, že to môže byť v podstate použité na vyriešenie akéhokoľvek výpočtového problému, ktorý je riešiteľný (teoreticky, hoci nie v praxi kvôli reálnym obmedzeniam systémových zdrojov),

Jeho prvou úlohou bolo vykonať výpočty napomáhajúce rozvoju vodíkovej bomby. Pre túto jednu úlohu sa vytvorilo viac ako milión vstupných / výstupných kariet, čo sa nakoniec ukázalo ako úspešné skúšobná prevádzka. Táto úloha bola spustená na podnet matematika Johna von Neumanna, ktorý pracoval na projekte v Manhattane a ktorý neskôr náhodou zapísal svoje meno do "Von Neumann Architecture" počítačov, ktoré sú dnes bežne používané.

ENIAC prebehlo asi 9 mesiacov tesne pred vypnutím pre upgrady do pamäťového systému. Potom bol presunutý a spätne nasadený a napájaný sedem mesiacov neskôr a zostal na ďalších 8 rokov, používal sa nepretržite a vykonával rôzne úlohy, ako napríklad výpočet delostreleckých tabuliek pre armádu a vykonávanie rôznych výpočtov pre letectvo, meteorológiu, atď.

Treba poznamenať, že von Neumann mal túto konkrétnu počítačovú architektúru nesprávne pomenovaný po sebe kvôli poznámke, ktorú napísal Prvý návrh správy o EDVAC 30. júna 1945 (EDVAC je nástupcom ENIAC, ktorý bol navrhnutý v tej istej škole, kde sa ENIAC nachádzal v záverečných fázach dokončenia a mnohí rovnakí ľudia pracujúci na projekte pracovali na projekte ENIAC vrátane Eckert a Mauchly). Práca bola v podstate synopsa, napísaná pomocou formálnej logiky, načrtávajúc nápady, o ktorých skupina diskutovala o vytvorení počítača so všeobecným uloženým programom. Keďže to bolo viac ako spomienka ako publikovaný dokument, nikdy sa nezmienil o menách všetkých ľudí, ktorí pomohli rozvinúť architektúru a skutočne už urobili väčšinu dizajnu predtým, ako sa von Neumann stal konzultantom na projekte (najmä Eckert a Mauchly).

Keď poslal ruku písané poznámky späť na Philadelphiu, poručík Herman Goldstine ich nechal napísať a distribuovať 24 osobám zapojeným do projektu EDVAC, pričom uviedol von Neumann ako jediného autora, pretože nebol určený na to, o projekte. Avšak vzhľadom na rozšírený záujem o správu ho kopíroval a poslal do rôznych iných vzdelávacích a vládnych inštitúcií, kde sa ďalej kopíroval a rozšíril po celom svete, pričom von Neumann skončil získať väčšinu úveru, aj keď nebol hlavná časť tohto projektu. Ako taký teraz nazývame architektúru Von Neumann, hoci to nebolo jeho dizajn a pravdepodobne by sa presnejšie nazýval Eckert-Mauchly Architecture.

Toto nemá nič odísť od von Neumann, ktorý bol naozaj úžasný človek, ktorý mal významný vplyv na rôzne oblasti vrátane kvantovej mechaniky, informatiky, ekonomiky, geometrie a mnoho ďalších. (Úplný zoznam je úžasne dlhý.) Bol jedným z najjasnejších ľudí na svete, ktorý dosiahol úžasnú sumu za 53 rokov, v ktorých žil. On zomrel na rakovinu, pravdepodobne kvôli jeho vystaveniu žiareniu pri práci na projekte v Manhattane. Isreal Halperin, matematik, ktorý s ním pracoval, povedal: "Držanie sa s ním nebolo možné. Cítil sa, že ste boli na trojkolke, ktorá prenasleduje pretekárske auto. "Jeden z profesorov Von Neumannovy, George Pólya, ktorý mal naozaj pôsobivý životopis, tiež uviedol:" Johnny bol jediný študent, ktorého som sa nikdy nebola obávať. Ak som v priebehu prednášky uviedol nevyriešený problém. Prišiel ku mne na konci prednášky s kompletným riešením, ktoré bolo napísané na papieri."

Von Neumann mal tiež skutočnú fotografickú pamäť. Ako poznamenala Goldstineová:

"Jednou z jeho pozoruhodných schopností bola jeho silná absolútna spomienka. Pokiaľ sa mi podarilo povedať, von Neumann dokázal raz čítať knihu alebo článok, aby to doslovne citoval; navyše by to mohol urobiť roky neskôr bez váhania. Mohol by to tiež preložiť bez zníženia rýchlosti z pôvodného jazyka do angličtiny. Pri jednej príležitosti som otestoval jeho schopnosti a požiadal ho, aby mi povedal, ako sa začala príbeh dvoch miest. Bez toho, aby sa zastavil, okamžite začal recitovať prvú kapitolu a pokračoval, kým sa po desiatich alebo pätnástich minútach nezastavil."

Keď von Neumann zomieral v nemocnici, tak údajne odvrátil hodiny so svojím bratom tým, že zahral hru z recenovania z pamäte na prvých pár riadkov každej stránky hry Faust.

Ak vás zaujíma viac o von Neumannovi, odporučil by som si vyzdvihnúť jeho biografiu: John Von Neumann: Vedecký génius, ktorý propagoval moderný počítač, teóriu hry, nukleárnu depresiu a oveľa viac od Normana MacRaeho. Nie je to najlepšia biografia na svete, pokiaľ ide o to, ako autor napísal, ale fascinujúce čítanie napriek tomu a pravdepodobne najkompletnejšiu samostatnú knihu o von Neumanne.

Bonusové fakty:

• Jeden jednoduchý príklad géniusu von Neumann bol, keď mu bol predložený tento problém: "Dva bicyklisti začínajú od seba dvadsať kilometrov od seba a smerujú k sebe navzájom, pričom každý z nich má stabilnú rýchlosť 10 mph. V rovnakej dobe sa muška, ktorá jazdí pri stálych 15 km / h, začína od predného kolesa na južnom bicykli a letí na predné koleso severnej strany, potom sa otočí a letí na predné koleso južnej strany znova a pokračuje takým spôsobom, až kým nie je rozdrvený medzi dvoma prednými kolesami. Otázka: Aká je celková vzdialenosť, ktorú pokryje lietadlo? "Existuje jednoduchý trik na vyriešenie tohto problému, ale von Neumann to urobil komplikovaným spôsobom … vo svojej hlave … za pár sekúnd. V podstate vzal sumu nekonečných sérií do hlavy a vyplienú odpoveď do niekoľkých sekúnd po otázke.
• Ak ste zvedaví, jednoduchá odpoveď je naozaj dosť jednoduchá a každý, kto vidí trik, by mal byť schopný odpovedať v priebehu niekoľkých sekúnd, nie je potrebný žiadny génius … * spoiler dopredu *: Jednoduchým riešením je len uvedomiť si, že obe bicykle cestujú presne jednu hodinu (dvadsať kilometrov od seba, idúc rovno na seba v rýchlosti 10 mph). Ak sa teda lietať pohybuje tam a späť medzi sebou rýchlosťou 15 mph, musí jazdiť presne 15 míľ v tej hodine. Skutočnosť, že to šlo dopredu a dozadu, je bezvýznamné. Samozrejme, že to môže vyriešiť aj spôsob, akým to neurobil von Neumann, ale nemyslím si, že som sa stretol s niekým, kto by to mohol urobiť za pár sekúnd v ich hlave, a stretol som niekoľko skutočných géniov. Zdá sa, že je to génius v porovnaní s normálnymi ľuďmi, potom je génius von Neumann, ktorý bol génia v porovnaní s géniami. 😉
• Von Neumann sa podarilo získať oba stupne v chemickom inžinierstve na Spolkovom technologickom inštitúte v Zürichu a Ph.D. v matematike na univerzite v Budapešti … v tom istom čase, začínajúc vo veku 17 rokov a skončiť vo veku 22 rokov, napriek tomu, že ide o dve rôzne oblasti a univerzity sa nachádzali asi 600 míľ od seba.
• Ďalšou zaujímavou, o niečo menej lichotivou skutočnosťou o von Neumannovi bolo, že bol dosť ženským mužom a nie vždy dobrou cestou. Napríklad mal zvyk pokúšať sa pozrieť sa na sukne rôznych tajomníkov pracujúcich v Los Alamos počas druhej svetovej vojny, keď sedeli pri svojich otvorených predných stoloch. V dôsledku toho sekretári umiestnili lepenku na miesto, aby zablokovali otváranie v stoloch. Toto "dievča-gawking" bol zrejme zvyk jeho on sa oddával v často.
• Skupina, ktorá sa podieľala na vytváraní systému EDVAC, bola ďalej rozrušená Prvý návrh správy o EDVAC čo je široko rozoslané ako oficiálna publikácia, pretože tento dokument teraz urobil tak, aby dizajn EDVAC bol nepatentovateľný. Taktiež v konečnom dôsledku pomohol zrušiť patent ENIAC o 27 rokov neskôr, pretože jeho architektúra bola veľmi podobná EDVAC. Hádam, že Goldstine nebol najpopulárnejším členom skupiny, pretože von Neumannove poznámky boli napísané a distribuované.
• Jedna z hlavných kritikov ENIAC, keď bola postavená, pochádza zo skeptikov, ktorí cítili, že hoci to bolo teoreticky veľkým nápadom, nebolo by to praktické, pretože vysávače by neustále vybuchovali, čo spôsobovalo, že je nákladné udržiavať a vyžadovať stroj nebol k dispozícii na výpočty dlhší čas v priebehu dňa a noci, zatiaľ čo boli skúmavky vymenené. V skutočnosti to však nebolo v skutočnosti problém, pretože väčšina rúrok, ktoré mali ísť von, rýchlo mala tendenciu tak urobiť, keď sa zapínala alebo vypínala. Ak sa chcete vyhnúť tomuto problému, jednoducho jednoducho opustili počítač. To bolo drahé (150 kW a všetky), ale znížilo mieru zlyhania rúr len na asi 15 za mesiac a trvalo len asi 15 minút na nájdenie a výmenu nefunkčnej trubice. Vzhľadom na to, aké málo počítačov bolo na svete a že to bolo jedno z najrýchlejších v danej dobe, vždy tam bola práca, a tak to nebolo sedieť na voľnobehu a strácať peniaze na elektrickú energiu.
• Najdlhšia doba medzi zlyhaním vákuovej trubice bola 4 dni a 20 hodín.
• Celkovo trvalo približne 200 000 pracovných hodín na vytvorenie nástroja ENIAC.
• Okrem pomôcok navrhovať okrem iného návrhy ENIAC a EDVAC a pomáhať navrhovať najúspešnejšie všeobecné počítačové architektúry (architektúra von Neumann), Dr. Mauchly tiež založil Združenie pre výpočtovú techniku (ACM), do ktorej sa zapojilo skoro každý Informatika by mala byť oboznámená; keďže je dnes najväčšou vzdelávacou počítačovou spoločnosťou na svete. Pomohol tiež založiť spoločnosť priemyselnej a aplikovanej matematiky (SIAM).
• Dr. Mauchly a Dr. Eckert tiež založili prvú komerčnú počítačovú spoločnosť na svete, Eckert-Mauchly Computer Corporation.
• Proces programovania ENIAC bol dlhý a zdĺhavý a bol vykonaný predovšetkým šiestimi ženami, ktorí boli neskôr zapojení do medzinárodnej siene slávy Ženy v technológiách. Tými ženami boli: Kay McNultyová, Betty Jenningsová, Betty Snyderová, Marlyn Wescoff, Fran Bilas a Ruth Lichterman.
• Prvý počítačový programátor bol aj ženami, Adou Lovelace. Ona sa stala prvým počítačovým programátorom na svete 104 rokov pred tým, ako ENIAC debutoval. Viac o tomto môžete prečítať tu: V roku 1842 vydala Ada Lovelace prvý počítačový program na svete