ENIAC

ENIAC az amerikai hadsereg képén, az előtérben Betty Holberton , a háttérben Glen Beck
A programozók Jean Jennings (balra) és Frances Bilas Spencer (jobbra) az ENIAC központján dolgoznak a Moore Villamosmérnöki Iskolában 1945-ben.

Az elektronikus numerikus integrátor és számítógép ( ENIAC ) volt az első nagy teljesítményű elektronikus univerzális számítógép . Az amerikai hadsereg felhasználta a ballisztikus asztalok kiszámításához .

sztori

Az amerikai hadsereg megbízásából az ENIAC-ot 1942-től John Presper Eckert és John William Mauchly fejlesztette ki a Pennsylvaniai Egyetemen, és 1946. február 14-én mutatták be a nyilvánosság számára. Főleg nők programozták, az "ENIAC nők", lásd még a programozást .

Mauchly és Eckert 1946-ban alapítottak egy számítógépes vállalatot, az Eckert-Mauchly Computer Corporation - t , amelyet később Remington Rand vett át. 1947-ben szabadalmat kértek, és 1967-ben hosszú távú jogi eljárások kezdődtek annak érvényességének meghatározása érdekében. Ezek arra a tényre vezettek, hogy a szabadalmat 1973-ban érvénytelennek nyilvánították az Atanasoff-Berry számítógép (ABC) által már ismert tulajdonságok miatt ; mivel Mauchlynak 1941-ben, Atanasoffban tett látogatása alkalmával alkalma nyílt tanulmányozni az ABC-t, és valószínűleg merített belőle némi inspirációt, a bíróság az ENIAC-t származtatott műnek tekintette. Az első elektronikus számítógép feltalálásának híre, amelyet Mauchly és Eckert addig is megosztott, azóta átkerült Atanasoffnak.

1947-ben az ENIAC Philadelphiából a közeli Aberdeen Ballistic Research Lab- ba költözött . Az ENIAC-t 1955. október 2-án állították le.

Műszaki adatok

Az Atanasoff-Berry számítógéphez (1938–1942) és a brit Colossushoz (1943), egy speciális kriptográfiai számítógéphez hasonlóan, az ENIAC elektroncsöveket használt a számok és az elektromos impulzusok továbbítására. Ez lényegesen nagyobb számítási teljesítményt eredményezett, mint Konrad Zuse Z3 - jáé (1941), amely modernebb felépítésű , de mégis elektromechanikus relékre épült . Az ASCC-hez hasonlóan (1939 és 1944 között épült, később "I Mark" néven ismert) az ENIAC is tizedes rendszert használt a számok ábrázolására.

Az ENIAC 40 párhuzamosan működő alkatrészből állt, amelyek mindegyike 60 cm széles, 270 cm magas és 70 cm mély volt. A teljes rendszer U alakban épült, 10 m × 17 m területet foglalt el és 27 tonnát nyomott. 17 468 elektroncsőből, 7 200 diódából , 1500 reléből , 70 000 ellenállásból és 10 000 kondenzátorból állt . Az energiafogyasztás 80 kW volt a fűtéshez, 40 kW a csőáramhoz és 20 kW a ventilátorokhoz; az anód és a képernyő rács teljesítménye a maximális érték 25% -ára korlátozódott. Az ENIAC építése 468 000 dollárba került - ez az összeg csak az amerikai hadsereg számítási teljesítmény iránti nagy igénye miatt volt elérhető (a jelenlegi értéknek körülbelül 7330 000 USD felel meg). Az elődökhöz képest az ENIAC már lenyűgöz a méretével.

Az ENIAC fejlesztésében nagy problémát jelentett az elektroncsövek hajlamossága a hibákra. Ha a 17 468 cső közül csak egy hibásodott meg, akkor az egész gép hibásan számolt. Annak érdekében, hogy ezen elkerülhetetlen hibák költségei alacsonyak maradjanak, az ENIAC-ba speciális diagnosztikai programokat építettek be, amelyek megkönnyítették a cserélhető cső megtalálását. Az egyik ellenintézkedés az volt, hogy a valóban szükségesnél erősebb csöveket telepítettek, és csak névleges teljesítményük körülbelül 25% -ával működtették őket. Azt is észrevették, hogy a be- és kikapcsoláskor több cső tört el, mint működés közben. Ennek eredményeként úgy döntöttek, hogy az ENIAC-t már nem kapcsolják ki. A leállás hetente néhány órára csökkenthető.

Készségek

Az ENIAC összeadhat, kivonhat, szorozhat, oszthat és négyzetgyökeket vehet fel.

Az összeadás / kivonás 0,2 milliszekundumig tartott, a szorzás 2,8 ms-ig, a felosztás 24 ms-ig, a négyzetgyök pedig 300 ms-nál nagyobb.

Hogyan működik az ENIAC

Az ENIAC funkciójának alapkomponense az akkumulátor volt , amely képes egy tízjegyű előjeles tizedesszámot tárolni, valamint összeadni és kivonni. A 20 akkumulátor mindegyike 0,2 milliszekundum alatt végezhetett ilyen számítást. Ezt az időintervallumot addíciós ciklusnak is nevezik. Két akkumulátor összekapcsolható a számításokhoz kettős pontossággal.

További számtani komponensek voltak a szorzó (három példány) és az osztó / négyzetgyöker. Egy szorzó megvalósított egy szorzótáblát, amely szerint egy szubrutint irányítottak, amely négy akkumulátoron futott. A szorzás 2,8 milliszekundumig tartott (a számok hosszától függően). Az osztót / négyzetgyökeret hasonló módon építettük fel, amely akár 65 milliszekundumot (13 összeadási ciklust számjegyenként) igényelt egy osztáshoz vagy négyzetgyökhöz. A komplex számítások programozása a Master Programmerrel volt lehetséges (két példányban), amely lehetővé tette a rekurzív programozást.

A rendszer elindításáért a kezdeményező egység volt a felelős. Az ENIAC bekapcsolásakor a papucsok véletlenszerű értékeket feltételeztek , így az alkatrészek meghatározatlan állapotban voltak. A kezdeményező egység speciális programjával a papucsok meghatározott állapotba hozhatók, és z. B. az akkumulátorokat 0-val inicializáljuk. Ezenkívül a kezdeményező egység rendelkezett egy indítógombbal, amellyel az ENIAC program manuálisan elindult. A kerékpáros egység óragenerátorként szolgált, és a többi alkatrészt statikus kábeleken keresztül vezérlő impulzusokkal látta el. Át lehet kapcsolni lépésről lépésre, amely megkönnyíti a hibaelhárítást.

programozás

Az ENIAC programozása úgy történt, hogy az egyes alkatrészeket kábelekkel összekötötte, és a forgókapcsolókon beállította a kívánt műveleteket.

Az ENIAC alkatrészeit statikusan összekapcsolták egymással annak érdekében, hogy fogadják a kerékpáros egység impulzusait. Más statikus kapcsolatok is voltak az együttműködő komponensek között (pl. Szorzó és a 4 hozzárendelt akkumulátor között). A program futtatásához az összes többi kapcsolatot manuálisan kellett létrehozni. A programimpulzusok továbbítására a programtálcákban vízszintesen, lábmagasságban futó kábelek voltak, a számimpulzusokhoz a számtálcákat fejmagasságban használták. A tálcákon aljzatok és alkatrészek voltak, amelyekbe kábeleket lehetett dugni.

Az ENIAC egyértelmű építészeti hátránya az utasítási memória hiánya volt. Még a Z1 , Z3 és a Mark I is lyukasztott szalagról olvasták a parancsukat , miközben az ENIAC-t minden programhoz újra kellett huzalozni. John von Neumann elképzelése szerint az ENIAC-t 1948-ban utasító memóriával rendelkező számítógéppé alakították át . Ez lelassította számítási teljesítményét 1/6-ra, de az újraprogramozás időtartama is csökkent, így teljes időnövekedést sikerült elérni.

Az ENIAC-t nők, az "ENIAC-nők" programozták. Ezek között volt Kay McNulty , Jean Bartik , Kathleen Antonelli , Adele Goldstine , Betty Snyder , Betty Holberton , Marlyn Wescoff , Frances Bilas és Ruth Teitelbaum . Korábban ballisztikus számításokat végeztek mechanikus asztali számítógépeken a katonaság számára .

„A Philadelphiai Egyetemen a hadsereg megbízásából ballisztikus asztalokat számoltak - a tüzérség alapjai, amelyek rögzítették a különféle lövegek pályáját a fegyverek számára. A számítást kézzel végezték, az egyetlen segítség egy táblázógép volt , amely szaporodni és osztani tudott. A matematikát végző alkalmazottakat munkájuk után hívták - számítógépekre, számológépekre. "

Adatok kimenete

Az állandó adó (három komponensből áll) és a függvénytáblák (három komponens, egyenként három példány) csak olvasható memóriaként szolgáltak . Az előbbit elsősorban lyukkártya-olvasó vezérlésére használták . Utóbbin 104 tízjegyű tizedesjegyet tároltunk (de csak hat számjegy állítható be egyenként) , öt hozzáadási ciklus elérési idővel . A számítási eredmények is kinyomtathatók: A lyukasztókártya-nyomtatót a nyomtatópanelen keresztül lehetett irányítani (három részből áll).

Az akkumulátorokba azonnali vizuális kimenetet integráltak: Az alkatrész felső részén 102 izzó lámpa volt látható az aktuálisan tárolt szám megjelenítésére (a tíz számjegy mindegyikére tíz, a jelre kettő ).

Kulturális befolyás

Az ENIAC 1946 februárjában tartott első nyilvános bemutatója alkalmával minden lámpa fölé egy felére csökkent asztalitenisz-labdát helyeztek el - ez a kialakítás volt a minta sok követett számítógép számára, és amely meghatározta az akkori sci-fi stílusát .

Összehasonlítás más korai számítógépekkel

Számítógépes modell ország Telepítés Lebegőpontos
számtan		 Bináris Elektronikusan Programozható Hatalmas Turing
Zuse Z3 Németország 1941. május Igen Igen nem Igen, lyukasztott szalaggal Igen, gyakorlati felhasználás nélkül
Atanasoff-Berry számítógép USA 1941 nyara nem Igen Igen nem nem
Kolosszus Egyesült Királyság 1943 nem Igen Igen Részben az újbóli bekötéssel nem
I. Márk USA 1944 nem nem nem Igen, lyukasztott szalaggal Igen
Zuse Z4 Németország 1945. március Igen Igen nem Igen, lyukasztott szalaggal Igen, gyakorlati felhasználás nélkül
1950 körül Igen Igen nem Igen, lyukasztott szalaggal Igen
ENIAC USA 1946 nem nem Igen Részben az újbóli bekötéssel Igen
1948 nem nem Igen Igen, egy ellenállási mátrix használatával Igen

Replikák és szimulátorok

ENIAC chipen, Pennsylvaniai Egyetem (1995) - Számítástörténeti Múzeum

1996-ban a Pennsylvaniai Egyetem az ENIAC 50. évfordulója tiszteletére finanszírozta az „ ENIAC-on-a-Chip ” elnevezésű projektet , amely integrált áramkört hozott létre ugyanazzal a funkcionalitással és 7,44 mm × 5,29 mm méretekkel. Bár ez a 20 MHz-es órajel-frekvenciájú chip sokszor gyorsabban számolt, mint a jubileum, és ezért nem tekinthető az eredetihez igaz másolatnak, a számítási sebesség csak töredéke volt a korabeli, 1990-es évek végi PC-k sebességének.

2004. június 2-án befejeződött a berlini Szabadegyetemen 2003 óta működő projekt , amelyet az ENIAC Java appletként szimulál a hagyományos PC-ken a webböngészőben. Erre a célra 2006 júniusában gyakorlati utasítások jelentek meg, amelyeket az ENIAC modulo számítógépként programoz.

irodalom

  • JP Eckert Jr., JW Mauchly, HH Goldstine, JG Brainerd: Az ENIAC leírása és megjegyzések az elektronikus digitális számítástechnikai gépekről . Moore Villamosmérnöki Iskola, Pennsylvaniai Egyetem, 1945.
  • HH Goldstine, A. Goldstine (1946): Az elektronikus numerikus integrátor és számítógép (ENIAC) . In B. Randell (szerk.): A digitális számítógépek eredete , Springer-Verlag (1982).
  • Herman Lukoff, Dits- től bitig : Az elektronikus számítógép személyes története , Robotics Press, Portland, Oregon 1979
  • J. Van der Spiegel, JF Tau, TF Ala'ilima és LP Ang (2000). ENIAC: Történelem, üzemeltetés és rekonstrukció a VLSI-ben . In R. Rojas (szerk.): Az első számítógépek; Történelem és építészet , MIT Press.
  • Arthur W. Burks: Az ENIAC elektronikus számítási áramkörei . Az IRE közleményei, 756-767. Oldal, 1947. augusztus.

internetes linkek

Commons : ENIAC  - album képekkel, videókkal és hangfájlokkal

Az ENIAC programozói

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ Steve Lohr: Jean Jennings Bartik, Számítógép Pioneer, Dies 86 . ( nytimes.com [hozzáférés: 2018. október 8.]).
  2. ↑ szabadalmi US3120606 : Elektronikus numerikus integrátor és a számítógép. Beadva 1947. június 26-án , közzétéve 1964. február 4-én , pályázó: Sperry Rand Corporation, feltaláló: John Presper Eckert, Jr .; John W. Mauchly. ‌
  3. ↑ Arthur W. Burks: Az ENIAC elektronikus számítási áramkörei . Az IRE közleményei, 756-767. Oldal, 1947. augusztus.
  4. ↑ Ez az adat a sablonon alapult : Meghatározott infláció , teljes 10 000 dollárra kerekítve, és az előző januárra vonatkozik.
  5. ↑ Jennifer S. Light: Amikor a számítógépek nők voltak . In: Technológia és kultúra , 40.3, 1999.
  6. ↑ Jamie Gumbrecht: A második világháború női „számítógépeinek” újrafelfedezése . CNN , 2011. február
  7. ↑ Amikor a számítógépek nők voltak . In: Süddeutsche Zeitung TECHNIK, 41/2015
  8. ↑ Az ENIAC másolata chipen. Archivált az eredeti szóló augusztus 5, 2020 ; megtekintve 2020. augusztus 5-én .
  9. ↑ Az ENIAC szimulációja. Letöltve: 2021. július 25 .
  10. ↑ A modulo függvény programozási példája . Archivált az eredeti szóló május 29, 2013 ; megtekintve 2013. május 29-én .