Február 15 .: A világ első általános célú digitális elektronikus számítógépe a Pennsylvaniai Egyetemen dedikált

2024 Szerző: Sherilyn Boyd | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 09:39

Ez a nap a történelemben: 1946. február 15

Ezen a napon 1946-ban az első általános célú digitális elektronikus számítógépet a Pennsylvaniai Egyetemen szentelték. A gépet ENIAC (elektronikus numerikus integrátor és számítógép) nevezik. Több mint 500 000 dollárba került (körülbelül 6 millió dollár ma), körülbelül 57 ezer fontot mérett és 1800 négyzetmétert vett fel. Ezenkívül 17.468 vákuumcsövet, 70.000 ellenállást, 7.200 diódát, 10.000 kondenzátort tartalmazott, és a leginkább lenyűgöző módon körülbelül 5 millió csatlakozás volt a kézi forrasztás. Annak érdekében, hogy mindent meg tudjon erõsíteni, hatalmas 150 kW villamos energiát vett igénybe. Ez elegendő ahhoz, hogy 114 otthona táplálhasson az Egyesült Államokban.

Az ENIAC több különböző ember, leginkább John Mauchly és J. Presper Eckert gondolatai voltak. Négy évvel az ENIAC kedvező debütálása előtt Mauchly egy emlékeztetőt írt, amely felvázolja a hihetetlen sebességnövekedést, amelyet csak akkor lehet elérni, ha a számítógépet mechanikus mozgó alkatrészekre támaszkodva csak a digitális elektronika használatára tervezték. Ez a feljegyzés felhívta a figyelmet az amerikai hadsereg Herman Goldstine hadnagyra, aki azt kérte Mauchlytól, hogy formális javaslatot teremtsen a Goldstine-nak, hogy adjon a hadseregnek. Erősen megtette, és a hadsereg 1943. június 5-én szerződést kötött vele és J. Presper Eckertrel a "Project PX" kódnév alatt.

Ekkor még több különböző számítógép állt rendelkezésre, de nem építettek "általános célra", vagy elektromechanikus részekre támaszkodtak, ami drasztikusan csökkentette a számítások sebességét. Az ENIAC általános célú volt, és teljesen digitális elektronikus számítógép volt. Az egyik legerőteljesebb tulajdonsága az volt, hogy képes másodpercenként kb. 5000 kiegészítésre vagy másodpercenként 357 szorzásra, ami körülbelül 1000-szer gyorsabb, mint a többi gép a nap folyamán. Az alapvető matematikai számítások (add / subtract / divide / multiple / square root) mellett képes volt feltételes ágak, hurkok és bemenetek / kimenetek létrehozására is. A legfontosabb, hogy ez egy Turing teljes gép volt, ami azt jelenti, hogy képes volt bármit csinálni, amire egy elméleti, egyszalaggal ellátott Turing gép képes. Azok számára, akik nem ismerik, miért fontos ez a laikus fogalmak szerint, hogy ez azt jelenti, hogy gyakorlatilag megoldható bármilyen megoldható számítási probléma megoldására (elméletben, bár nem a gyakorlatban a rendszerszintű források világszintű korlátozása miatt).

Első feladata a hidrogénbombák fejlesztésének elősegítése volt. Ezzel a feladattal több mint egymillió I / O kártyát állítottak elő, amelyek végül sikeres próbaváltozatnak bizonyultak. Ezt a feladatot John von Neumann matematikus, a Manhattan projekten dolgozó matematikus utasítására indították el, aki később véletlenül a mai napig általánosan használt számítógépek "Von Neumann Architecture" -nek adományozta nevét.

Az ENIAC körülbelül 9 hónapig futott, mielőtt leállítaná a memória rendszerre való frissítést. Ezután áthelyezték, majd hét hónappal később visszatelepítették, és a következő 8 évre folytatódtak, folyamatosan felhasználva, különböző feladatok elvégzésével, például a katonai tüzérségi táblázatok kiszámításával és különböző számítások elvégzésével a repüléstechnika, a meteorológia területén, stb.

Meg kell jegyeznünk, hogy von Neumannnak ez a sajátos számítógépes architektúrája helytelenül nevezték el magának, egy emlékeztető miatt Első jelentéstervezet az EDVAC-ról 1945. június 30-án (az EDVAC az ENIAC utódja, amelyet ugyanabban az iskolában terveztek, ahol az ENIAC a befejező szakaszban volt, és ugyanazok az emberek dolgoztak a projekten, mint az ENIAC-on, köztük Eckert és Mauchly). A cikk alapvetően egy szinopszis volt, amelyet formális logikával írtak, és felvázolta azokat a ötleteket, amelyeket a csoport az általános célú tárolt program számítógép létrehozásáról beszélt. Mivel inkább emlékirat volt, és nem egy publikált cikk, soha nem említette az összes olyan ember nevét, akik segítettek az építészet kifejlesztésében, sőt, már a terv többségét már megtette, mielőtt von Neumann tanácsadóvá lett volna a projekten (különösen Eckert és Mauchly).

Amikor Philadelphiába küldte kézjegyét Philadelphiába, Herman Goldstine hadnagy felírta őket, és elosztották az EDVAC projektben részt vevő 24 embernek, és von Neumannt egyetlen szerzőként szerepeltette, mivel nem szándékában állt elosztani a dolgozókon túlra a projekten. Azonban a jelentés iránti széles körű érdeklődés miatt sok más oktatási és kormányzati intézménybe másolta és elküldte, ahol tovább másolták és elterjedt a világ minden tájáról, von Neumann pedig végül a legtöbb hitelhez jutott, bár nem volt ez a projekt jelentős része. Mint ilyen, most már "Von Neumann Architecture" -nek nevezzük, annak ellenére, hogy nem igazán volt a tervezése, és valószínűleg pontosabban az Eckert-Mauchly Architecture-nak nevezik.

Ez nem von el semmit von Neumann-tól, aki igazán csodálatos ember volt, aki jelentős hatással volt különböző területekre, mint például a kvantummechanika, a számítástechnika, a közgazdaságtan, a geometria és még sok más. (A teljes lista elképesztően hosszú.) Az egyik legfényesebb ember volt a világon, és elképesztő mennyiséget ért el az 53 éve alatt. Rákban halt meg, valószínűleg a sugárzásnak való kitettsége miatt, miközben a Manhattan projekten dolgozott. Isreal Halperin, egy matematikus, aki vele dolgozott, azt mondta: "Nem lehetett vele tartani. Az volt az érzés, hogy egy tricikli volt, amely egy versenyautót kergetett. "Von Neumann egyik professzora, George Pólya, aki maga is elég lenyűgöző folytatással rendelkezik, szintén kijelentette:" Johnny volt az egyetlen diák, akiről valaha is féltem. Ha egy előadás során egy megoldatlan problémát fogalmaztam meg. Az előadás végén jött hozzám, a teljes megoldással, amit egy papírlapon megcsípett.

Von Neumann igazi fotográfiai emléke is volt. Ahogy Goldstine megjegyezte:

"Az egyik figyelemreméltó képessége az abszolút visszahívás ereje volt. Amennyire én tudtam, von Neumann képes volt egyszer olvasni egy könyvet vagy cikket, hogy idézték vissza szó szerint; ráadásul több év múlva is megteheti, habozás nélkül. Lefordíthatta is, ha a sebesség nem csökken az eredeti nyelvétől az angol nyelvig. Egy alkalommal megpróbáltam tesztelni a képességeit, amikor megkérte, mondja el, hogyan kezdődött a két város talaja. Ezért, szünet nélkül, azonnal elkezdte mondani az első fejezetet, és addig folytatta, amíg tíz vagy tizenöt perc múlva meg nem állt."

Amikor a kórházban halt meg, vonzásában Neumann is állítólag elárasztotta az órákat testvérével, játszani egy játékot, amely a memória emlékezetéből szólt, a Faust minden egyes oldalának első néhány sorát.

Ha többet szeretne von Neumann-ról, azt javasolnám, hogy vegye fel az életrajzát: John Von Neumann: A tudományos számítógép, a játékelmélet, a nukleáris megrongálódás és még sok más, a Norman MacRae úttörő tudományos géniusz. Ez nem a világ legjobb életrajza, ahogyan azt a szerző írta, de egy lenyűgöző olvasás, és vitathatatlanul a legkomplexebb egyetlen könyv a von Neumann-ról.

Bónusz tények:

• A von Neumann géniuszának egyik egyszerű példája volt, amikor bemutatták a következő problémát: "Két kerékpáros indul húsz mérföldre egymástól, és egymás felé haladnak, mindegyik állandóan 10 mph. Ezzel egyidejűleg a 15 km / órás sebességgel közlekedő légy a déli kerékpár első kerékéről indul, és az északi irányba elölről repül, majd megfordul és elutazik a déli út első kerekére, és folytatja. ily módon, amíg a két első kerék között meg nem zúzódik. Kérdés: mekkora távolságot fedeztek fel a repülés? "Van egy egyszerű trükk megoldani ezt, de von Neumann ezt a bonyolult módon … a fejében … másodpercek alatt. Alapvetően a végtelen sorozatot vette a fejébe, és másodperceken belül a kérdést megkérdezték.
• Ha kíváncsi vagy, az egyszerű válasz nagyon egyszerű, és bárki, aki látja ezt a trükköt, másodpercek alatt képes lesz arra, hogy válaszoljon rá, nem szükséges géniusz … * spoiler ahead *: Az egyszerű megoldás csak annak felismerése, hogy a két kerékpár pontosan egy óráig halad (húsz mérföldre egymástól, egyenesen egymás felé, 10 km / h sebességgel). Így, ha a szárnyasok egymás között 15 km / h sebességgel közlekednek, akkor az adott órában pontosan 15 mérföldet kellett volna haladnia. Az a tény, hogy oda-vissza ment, nem jelentéktelen. Nyilvánvalóan megoldható, ahogyan von Neumann megtette, de nem hiszem, hogy valaha találkoztam valakivel, aki pár másodperc alatt meg tudta csinálni a fejükben, és találkoztam néhány igaz zsenialitással. Nyilvánvaló, hogy zseniális, mint a normális emberekhez képest, van von Neumann zseni, aki zseniális a zseniálishoz képest. 😉
• Von Neumann is sikerült egy vegyészmérnöki diplomát szereznie a Zürichi Szövetségi Műszaki Intézetben és Ph.D. a matematikában a Budapesti Egyetemen … ugyanabban az időben, 17 éves korától kezdődően, és 22 évesen befejeződött, annak ellenére, hogy két különböző területen és az egyetemek körülbelül 600 mérföld távolságban voltak egymástól.
• A von Neumann másik érdekes, kicsit kevésbé hízelgő ténye az volt, hogy ő a női ember, és nem mindig jó módja. Például szokott arra törekedni, hogy megkeresse a Los Alamos második világháborúban dolgozó különféle titkárainak szoknyáját, amikor a nyitott íróasztalán ülnek. Ennek eredményeképpen a titkárok felhelyezték volna a kartonokat, hogy megakadályozzák a nyitóasztalukat. Ez a "lány-gawking" nyilvánvalóan olyan szokás volt, amit gyakran használ.
• Az EDVAC elkészítésében részt vevő csoportot tovább megzavarta a Első jelentéstervezet az EDVAC-ról mivel ezt a dokumentumot úgy tették, hogy az EDVAC-design szabadalmaztatható legyen. Végül is hozzájárult ahhoz, hogy az ENIAC szabadalom érvénytelenné váljon 27 évvel később, mivel az építészet nagyon hasonló volt az EDVAC-hoz. Azt hiszem, Goldstine nem volt a legnépszerűbb tagja a csoportnak, miután von Neumann jegyzeteit beírta és elosztotta.
• Az ENIAC építésének egyik fő kritikája olyan szkeptikusoktól származott, akik úgy érezték, hogy bár elméletben ez egy nagy ötlet volt, nem lenne praktikus, mert a vákuumcsövek folyamatosan kifújtak volna, ami drága lenne fenntartani és megkövetelni a gép nem érhető el hosszú távú számításokhoz nappal és éjszaka, miközben a csöveket kicserélték. A valóságban azonban ez nem volt igazán probléma, mert a legtöbb cső, amelyik hamarosan kimaradt, hajlamos volt erre, amikor bekapcsolt állapotban volt. A probléma megoldásához egyszerűen elhagyta a számítógépet. Ez drága volt (150 kW és az összes), de csökkentette a cső meghibásodási arányát csak havi 15 körül, és csak egy 15 perces időt vett igénybe a hibás cső elhelyezése és cseréje. Tekintettel arra, hogy a világon kevés számítógép létezett, és hogy az egyik leggyorsabb volt ott abban az időben, mindig ott volt a munka, ezért nem üldögélt, pénzt pazarolva árammal.
• A vákuumcsövek közötti leghosszabb idő 4 nap és 20 óra volt.
• Összességében körülbelül 200 000 emberóra volt szükség az ENIAC létrehozásához.
• Azon kívül, hogy segítene az ENIAC és az EDVAC tervezésén, valamint a legsikeresebb általános célú számítógépes architektúrák tervezésén (a von Neumann architektúrán), Dr. Mauchly megalapította a Computing Machinery (ACM) társulását is. Ismernie kell a számítógépes tudományt; mivel ma a világ legnagyobb oktatási számítástechnikai társadalma. Segített az Ipari és Alkalmazott Matematika Társaság (SIAM) megtalálásában is.
• Dr. Mauchly és Dr. Eckert szintén elindította a világ első kereskedelmi számítógépes cégét, az Eckert-Mauchly Computer Corporation-t.
• Az ENIAC programozásának folyamata hosszú és fárasztó volt, elsősorban hat nővel, akiket később a Women in Technology Nemzetközi Csarnoka Hallba vittek be. Azok a nők voltak: Kay McNulty, Betty Jennings, Betty Snyder, Marlyn Wescoff, Fran Bilas és Ruth Lichterman.
• Az első számítógépes programozó szintén nők voltak, Ada Lovelace. A világ első számítógépes programozója 104 évvel azelőtt, hogy az ENIAC debütált. Erről többet olvashat itt: 1842-ben Ada Lovelace írta a világ első számítógépes programját