Cómo era: la primera computadora del mundo. La primera computadora: ENIAC Eniak 1946 que inventó

Cuando comenzó a trabajar en la primera computadora totalmente electrónica adecuada para uso práctico, John Presper Eckert tenía sólo 24 años. Por cierto, fue uno de los ingenieros líderes en el proyecto y uno de los pocos que trabajó en ENIAC a tiempo completo. Eckert dijo que en total trabajaron en ENIAC unas 50 personas, de las cuales 12 eran ingenieros y representantes de áreas técnicas. John William Mauchly, otro famoso “cofundador” de ENIAC, compaginó este trabajo con otros proyectos.

Estamos acostumbrados a pensar que a la edad de 24 años, la mayoría de los jóvenes recién terminan sus estudios en la universidad y ciertamente no obtienen un papel de liderazgo en un proyecto importante y urgente supervisado por el departamento militar. El propio Eckert afirmó que, a pesar de su corta edad, estaba bien preparado para este trabajo:

Eckert dijo que una especie de “escuela” que lo ayudó a comenzar a trabajar en una computadora fue su pasión por la ingeniería eléctrica. Eckert nació en Filadelfia, en su juventud conocido como el Vacuum Tube Valley, donde se fabricaron inicialmente la mayoría de las radios y televisores producidos en Estados Unidos. No es de extrañar que, cuando era adolescente, Eckert trabajara en un sencillo proyecto de televisión en el laboratorio de Farnsworth (se unió al Club de Ingenieros de Filadelfia) y, cuando era un poco mayor, trabajara en problemas de radar.

Eckert patentó su primer desarrollo a la edad de 21 años y posteriormente (antes y después de ENIAC) trabajó en decenas de inventos. Sin embargo, a pesar de todo ello, no cree que sin él la creación de un ordenador hubiera sido imposible:

Cada inventor hace su trabajo basándose en los resultados del trabajo de otros científicos. Y si yo no hubiera construido ENIAC, alguien más lo habría hecho. Lo único que hace el inventor es acelerar el proceso.

Mitos y realidad

Por supuesto, a principios de los años cincuenta, nadie podría haber imaginado que las computadoras modernas cabrían literalmente en la palma de su mano. Eckert recuerda: John Mauchly creía que el mundo entero no necesitaría más de seis ordenadores. Esto no es sorprendente: en condiciones de funcionamiento, ENIAC ocupaba un área de aproximadamente 1800 pies cuadrados [aprox. 167 m2] y pesaba 27 toneladas.

ENIAC tenía poco menos de 18.000 tubos de vacío. Según recuerda Eckert, el proyecto contaba con todas las lámparas que los proveedores podían proporcionarles. Los desarrolladores utilizaron 10 tipos de lámparas, "aunque [técnicamente] cuatro tipos habrían sido suficientes", simplemente no había suficientes en total.

Esto se hizo con la esperanza de reducir así la probabilidad de avería. Teóricamente, ENIAC tenía una gran cantidad de puntos de falla (1.8 mil millones de modos de falla por segundo), lo que hizo que la idea del uso práctico de la computadora pareciera increíble para muchos. Sin embargo, ENIAC no se estropeaba con mucha frecuencia: sólo una vez cada 20 horas.

Debido al hecho de que la máquina utilizaba simplemente una gran cantidad de lámparas (y era un invento sin precedentes en ese momento), circulaban constantemente varios mitos y rumores en torno a la ENIAC. Por ejemplo, una historia popular es que un ENIAC en funcionamiento apagó las luces en toda Filadelfia; Eckert lo negó en una entrevista. También dicen que alguien tenía que correr alrededor del coche con una caja de lámparas y cambiar una lámpara cada pocos minutos. Este es otro mito.

Muchos simplemente no creían en las capacidades de una computadora completamente electrónica, de ahí el mito de que solo podía realizar operaciones aritméticas primitivas. Sin embargo, esto claramente no sería suficiente para acelerar radicalmente la compilación de tablas de tiro; de hecho, ENIAC podría resolver ecuaciones diferenciales de segundo orden. Exactamente la misma ficción es la actitud exagerada de respeto hacia la computadora: Eckert en su entrevista niega categóricamente el supuesto "hecho" de que los militares saludaron la máquina.

Según John Eckert, el papel de John von Neumann en el desarrollo de ENIAC también está muy exagerado. Sin embargo, sucedieron cosas curiosas en la historia de ENIAC. Por ejemplo, Eckert llama a la “prueba del ratón” la pura verdad:

Sabíamos que los ratones masticarían el aislamiento de los cables, así que tomamos todas las muestras de cables que pudimos encontrar y las pusimos en una jaula para ratones para ver qué aislamiento no comían. Sólo utilizamos cables que pasaron la prueba del ratón.

Que paso despues

ENIAC se convirtió en el fundador de toda una tendencia en TI. En relación con las computadoras actuales, ocupa aproximadamente el mismo lugar que la bombilla de Edison en las lámparas modernas.

A pesar de su importancia para las tareas militares de principios de la Guerra Fría y para el desarrollo de toda la industria de la tecnología de la información, ENIAC, después del final de su trabajo (la computadora se habría apagado el 2 de octubre de 1955) tuvo un destino poco envidiable. Una computadora de valor histórico se pudrió en almacenes militares.

40 paneles de ordenador, con un peso de casi 390 kilogramos cada uno, fueron divididos tras su parada ceremonial. Algunos de los paneles terminaron en manos de universidades: uno fue donado a la Universidad de Michigan y un par más fueron comprados por el Instituto Smithsonian. Sin embargo, los paneles restantes simplemente se enviaron a los almacenes: el sistema de registros en algunos de ellos no se mantuvo con suficiente cuidado, pasaron los años y la nueva dirección, al ponerse a trabajar, ya no sospechaba que la pila de metal en tal o cual hangar tenía algún valor.

La búsqueda de lo que quedaba de ENIAC la emprendió el equipo del multimillonario Ross Perot cuando decidió encontrar rarezas del mundo de la tecnología para decorar su oficina. Resultó que algunos de los paneles alguna vez fueron transportados desde el sitio de pruebas en Aberdeen (Maryland) a Fort Sill en Oklahoma y al museo de artillería de campaña militar.

El curador del museo se sorprendió al saber que el museo albergaba la unidad ENIAC más grande del mundo: un total de nueve paneles, todos ellos almacenados en cajas de madera sin marcar que no se habían abierto durante muchos años. Los funcionarios de Fort Sill dijeron que no saben cómo terminaron con casi una cuarta parte de la computadora ENIAC.

Fort Sill acordó entregar los paneles de Pero a cambio de la promesa de que los restos de ENIAC serían restaurados, al menos externamente. Inmediatamente quedó claro para los ingenieros que se pusieron manos a la obra que sería imposible poner la computadora en condiciones de funcionamiento, aunque solo fuera porque para ello se necesitarían los 40 paneles, sin mencionar todos los demás componentes y el conocimiento perdido. Por lo tanto, se enfrentaron a una tarea más sencilla: hacer que lo que quedaba del ENIAC fuera al menos superficialmente similar a la computadora que hizo época en su apogeo.

Los paneles se limpiaron de polvo y óxido, se lijaron y se volvieron a pintar, después de lo cual se les soldaron cuidadosamente lámparas nuevas (para su apariencia, por supuesto). Durante algún tiempo, los paneles actualizados estuvieron en la oficina de Perot Systems, pero después de su fusión con Dell, la gerencia decidió devolver las unidades ENIAC restauradas al Museo Fort Sill. Desgraciadamente, de la antigua grandeza de este ordenador sólo queda la cáscara, y ni siquiera eso se conserva por completo.

El equipo de Ross Perot compara el ENIAC con el Arca de la Alianza de la película Indiana Jones: a pesar de toda su importancia, también se perdió por completo, porque los museos y almacenes militares ni siquiera sospechaban lo que había estado almacenado en sus almacenes durante tantos años. Sin embargo, hace unos años, Dell todavía hablaba de intentar encontrar los paneles ENIAC restantes que no se hubieran colapsado por completo; sólo podemos esperar que todavía existan.

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Hace 70 años, John Presper Eckert y John William Mauchly, empleados de la Universidad de Pensilvania, por encargo del Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de EE. UU., crearon la primera computadora electrónica universal para calcular tablas de tiro de artillería.
En 1941, en Estados Unidos, el matemático de Harvard Howard Aiken, bajo contrato con IBM, basándose en las ideas del matemático inglés Charles Babbage, construyó la computadora Mark I, que constaba de relés e interruptores electromecánicos. Creada por Babbage en 1822, la computadora constaba de engranajes y palancas y se utilizaba para calcular tablas logarítmicas y trigonométricas.

La máquina de Babbage

El Mark I fue lanzado el 7 de agosto de 1941 en la Universidad de Harvard.
Referencia:
"Mark I" (Calculadora automática controlada por secuencia) fue la primera computadora programable estadounidense. La máquina estaba encerrada en un cuerpo de vidrio y acero inoxidable. La computadora contenía alrededor de 765 mil piezas (relés electromecánicos, interruptores, etc.), alcanzaba una longitud de casi 17 m (la máquina ocupaba un área de varias decenas de metros cuadrados en la Universidad de Harvard), una altura de más de 2,5 my pesaba alrededor de 4, 5 toneladas. La longitud total de los cables de conexión era de casi 800 km. Los principales módulos informáticos se sincronizaron mecánicamente mediante un eje de 15 metros impulsado por un motor eléctrico de 5 caballos de fuerza. Con. (4 kilovatios).
La computadora operaba con 72 números compuestos por 23 decimales, realizando 3 operaciones de suma o resta por segundo. La multiplicación tomó 6 segundos, la división 15,3 segundos y los cálculos de logaritmos y funciones trigonométricas tomaron más de un minuto.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Mark_I_(computadora)

"Marco yo"

La Mark I era simplemente una máquina sumadora mejorada y reemplazó el trabajo de 20 operadores con máquinas sumadoras manuales convencionales, pero debido a que era programable, a la Mark I a veces se la considera la primera computadora que realmente funciona. Pero, para ser precisos, el inventor alemán Konrad Zuse creó el ordenador Z3 en 1939.
La máquina de Zuse constaba de relés telefónicos. Un año después, Zuse propuso mejorarlo reemplazando los relés por tubos de vacío. Si su idea se hubiera hecho realidad, se habría adelantado a los americanos con su ENIAC. Pero debido a la prohibición de realizar investigaciones científicas a largo plazo, la propuesta de Zuse fue rechazada. Hoy en día, los visitantes del Museo de Múnich pueden ver el Z3 restaurado.

Coche Z3 en el museo de Munich.

John Mauchly, incluso antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial, diseñó varias computadoras simples usando tubos de vacío. En agosto de 1942, escribió un breve artículo, "El uso de dispositivos de tubos de vacío de alta velocidad para el cálculo", en el que fundamentó la posibilidad de construir una potente computadora electrónica basada en tubos de vacío. Pero nadie se interesó por su propuesta.
No fue hasta principios de 1943 que el capitán del ejército estadounidense Herman Goldstein se enteró de la idea de una computadora electrónica a través de una conversación informal, apreció su importancia militar y se reunió con Mauchly. Al unir fuerzas, lograron conseguir un contrato con el ejército. A Mauchly se le unió un estudiante capaz, Eckert, y el trabajo empezó a hervir.
En febrero de 1944, habían completado un diseño técnico y comenzaron a implementarlo en hardware. En ese momento, 50 personas ya trabajaban bajo su dirección. Mauchly fue el principal generador de ideas y el cuidadoso y reflexivo Eckert fue el diseñador jefe.
ENIAC aún no se había creado, pero los científicos estadounidenses ya estaban desarrollando máquinas más avanzadas. En enero de 1944, Eckert hizo un diseño preliminar para una computadora en la que los programas se almacenaban en la memoria de la computadora y no se generaban cambiando y reorganizando bloques, como en ENIAC. En el verano de 1944, el curador militar del proyecto, Herman Goldstein, conoció al famoso matemático John von Neumann y lo atrajo a trabajar en la computadora. Von Neumann hizo una importante contribución teórica al proyecto. Como resultado, se creó la base teórica para el proyecto de Eckart: el siguiente modelo de computadora llamada EDVAC (EDVAK) con un programa almacenado en la memoria.

El diseño de la máquina era extremadamente complejo. Al principio se supuso que contendría alrededor de 17,5 mil lámparas, ya que ENIAC tenía que trabajar con el sistema numérico decimal, porque Mauchly creía que su computadora debería ser comprensible para cualquier persona. Los tubos de vacío a menudo se sobrecalentaban y fallaban, lo que impedía que toda la máquina funcionara. Había alrededor de dos mil millones de opciones de fracaso diferentes en ENIAC. Como resultado, se quemaban entre 2 y 3 lámparas por semana y el tiempo medio de funcionamiento de las lámparas era de 2500 horas. Mauchly y Eckert lograron alcanzar 20 horas de funcionamiento continuo de ENIAC sin averías. Por cada 20 horas de funcionamiento, la computadora realizó el trabajo de un mes por parte de operadores con máquinas sumadoras mecánicas.
Cuando ENIAC pasó todas las pruebas, la guerra ya había terminado y se reorientó para calcular los parámetros de una bomba termonuclear.

Eckert y Mauchly en ENIAC

En términos de velocidad, ENIAC era mil veces más rápido que el Mark-I. Comenzó a realizar cálculos sobre todos los problemas relacionados con las armas termonucleares, en particular sobre los pronósticos meteorológicos en la Unión Soviética para predecir la dirección de la lluvia nuclear en caso de una guerra nuclear, y también compiló tablas para el disparo de armas nucleares.
En 1950, en la ENIAC, bajo la dirección de von Neumann, se realizó la primera previsión meteorológica numérica, que tardó cinco semanas enteras.
ENIAC funcionó durante 10 años y no quedó fuera de servicio hasta 1955.
Como saben, la primera bomba termonuclear (de hidrógeno) fue creada por la URSS, que en ese momento no tenía computadoras como la estadounidense ENIAC. Los parámetros de la superbomba doméstica se calcularon de la siguiente manera: había tres largas filas de mesas, un operador se sentaba en cada una de ellas y realizaba solo una acción en la máquina sumadora Felix. El resultado se registraba en una tarjeta y se pasaba al siguiente operador de la fila.
Las tres series realizaron los mismos cálculos, cuyos resultados se compararon. En caso de discrepancia, se determinó el operador que cometió el error, y a partir de este punto se repitieron nuevamente los cálculos.
De la misma forma se calcularon las órbitas de los primeros satélites soviéticos.
La primera computadora soviética fue desarrollada por el laboratorio de S. A. Lebedev sobre la base del Instituto de Ingeniería Eléctrica de Kiev de la Academia de Ciencias de la República Socialista Soviética de Ucrania y lanzada al mercado el 6 de noviembre de 1950.
Me gustaría llamar la atención sobre algunos rasgos del desarrollo de ENIAC que son característicos del proceso de innovación estadounidense.
En primer lugar, el capitán Herman Goldstein, el “descubridor” de Mauchly y su idea de una computadora electrónica, fue nombrado supervisor del desarrollo. A nadie se le ocurrió nombrar en su lugar a algún general de cuatro estrellas; no hubo sobornos ni nepotismo; En segundo lugar, el propio Mauchly reconoció la superioridad del alumno de Eckart como diseñador y nunca intimidó a su socio.
Hoy en día, la tradición de competencia leal se ha perdido en gran medida en los niveles más altos del complejo militar-industrial estadounidense. Por eso nacen “demostradores de tecnología”, como los destructores Zamvolt o el desafortunado caza furtivo F-111, inadecuados para operaciones de combate reales, y los presupuestos para su creación crecen hasta proporciones cósmicas.
Quizás esta sea la razón por la que las computadoras modernas más poderosas se encuentran hoy en China. En cuanto al conocido retraso en la ingeniería informática nacional, en mi opinión, no fue el resultado del estancamiento científico y técnico (en la URSS hubo suficientes diseñadores talentosos en todo momento), sino de la desaparición del establecimiento de objetivos estratégicos. Y me parece que este problema no ha sido superado hasta el día de hoy.
Autor: Vladimir Prokhvatilov, presidente de la Fundación Política Real (Realpolitik), experto de la Academia de Ciencias Militares

ENIAC constaba de 42 bloques de aproximadamente 2,75-0,7-0,3 m, en los que se ubicaban 30 dispositivos (unidades) separados: sistema de energía; dispositivo para arrancar y detener la máquina; generador de reloj (unidad de ciclo); el dispositivo de programación central es un cuadro de distribución (campo de composición), cuyos enchufes individuales están conectados mediante enchufes; 20 registros acumuladores, que desempeñaban el papel de RAM y dispositivo de suma (resta); multiplicador; dispositivo de división/raíz cuadrada; tres mesas de funciones reemplazables; un dispositivo de memoria intermedia de retransmisión que comunicaba entre la máquina y el lector de tarjetas perforadas; el llamado programador maestro (“programador de control”) y algunos otros.

Los dispositivos estaban conectados entre sí mediante dos grupos de cables coaxiales de 11 hilos. Un conjunto de cables formaba una columna vertebral digital que transportaba trenes de pulsos que representaban datos numéricos. Un conductor separado (núcleo) en el cable correspondía a un decimal (más el núcleo del signo numérico), y el valor del dígito transmitido era igual al número de pulsos que pasaban a través de este conductor. El segundo grupo de cables era la línea de programa y transmitía pulsos que controlaban la secuencia de operaciones en varios dispositivos, dependiendo de la configuración de los enchufes en el tablero de conexiones. Cada conductor del cable era una línea de programa independiente (canal de programa) y transportaba una señal de control específica del generador de reloj (TG).

Computadora ENIAC-2

ENIAC era una máquina sincrónica: el TG, cuyos pulsos se transmitían continua y simultáneamente a todos los dispositivos de la máquina, coordinaba sus acciones. El generador funcionó a una frecuencia de 100 kHz y cada 200 μs produjo un conjunto de pulsos, cuya duración fue de aproximadamente 2 μs y el intervalo de tiempo entre ellos fue de 10 μs. El primero de estos pulsos se llamó pulso de programación central (CPP) y especificaba el comienzo y el final de las operaciones de la máquina (un dispositivo separado, habiendo completado su operación inherente, transmitía CPP como su pulso de programa de salida a otro dispositivo, iniciando su operación). El ciclo principal de la máquina fue igual al tiempo de una adición, que tomó 200 μs (es decir, se realizaron 5000 adiciones por segundo). El tiempo de ejecución de las operaciones aritméticas restantes fue un ciclo de suma de números enteros.

Los pulsos de programa enviados simultáneamente, cada uno de los cuales tenía su propio propósito, permitieron paralelizar en cierta medida la ejecución de las operaciones: por ejemplo, un acumulador realizó la suma, otro recibió datos de la tabla de funciones, el tercero transmitió datos para perforar, etc. (por supuesto, siempre que el resultado del cálculo almacenado en el acumulador no sea necesario para la siguiente operación aritmética).

Los principales circuitos electrónicos de la máquina eran flip-flops, celdas "y", que actuaban como interruptores, y celdas "o", diseñadas para combinar pulsos provenientes de diferentes fuentes en una sola salida. Se conectaron diez flip-flops en un anillo para formar un contador decimal (decadal), que cumplía la misma función que la rueda de contar en las máquinas sumadoras mecánicas (por lo que requería 20 triodos para representar un dígito decimal). Diez de estos anillos más un disparador para representar el signo de un número constituían un registro de almacenamiento (había 20 en ENIAC). Cada uno de los registros estaba equipado con un circuito para transferir decenas y era un acumulador, es decir, se usaba no solo como memoria, sino también como sumador-restador. Estas operaciones se realizaron contando los pulsos que llegaban a la entrada de los contadores.

La operación de multiplicación se realizó en un dispositivo multiplicador de alta velocidad (multiplicador). Utilizaba cuatro baterías y una tabla de multiplicar 9-9 incorporada hecha en una matriz resistiva (en los casos en que era necesario obtener un producto de 20 bits, se usaban seis baterías). Se utilizaron dos acumuladores para almacenar operandos y dos para almacenar productos privados. Cuando aparecieron pulsos correspondientes a un bit del multiplicando y un bit del multiplicador en las entradas de la matriz, generó pulsos que representaban su producto parcial. Los dígitos de las unidades de este producto se enviaron a un acumulador y las decenas a otro. Después de completar la multiplicación por el siguiente dígito del multiplicador, se desplazó un dígito hacia la izquierda y se realizó nuevamente la multiplicación. Cuando se multiplicaron todos los dígitos de dos números de 10 bits, uno de los acumuladores sumó los productos del cociente acumulado (el método para dividir estos productos en partes "unitarias" y "decimales" era, por lo tanto, el mismo que en Harvard Mark I; consulte Fig. "Coloso electromecánico" Todo el proceso de multiplicar dos números de 10 bits tomó 2,8 ms en ENIAC (o 357 multiplicaciones por segundo).

El dispositivo para dividir y extraer raíces cuadradas también constaba de cuatro acumuladores: el primero contenía el dividendo (o expresión radical), el segundo contenía el divisor (o raíz cuadrada duplicada), el tercero contenía el cociente y el cuarto acumulador servía para realizar la operación de cambio. Durante la división, el divisor se restaba del dividendo hasta que la diferencia se volvía negativa. Luego de esto, se interrumpía el proceso, el resto del dividendo se enviaba al cuarto acumulador para ser desplazado una posición hacia la izquierda y luego regresado al primer acumulador y sumado con el divisor hasta que la suma se volvía positiva. En este caso, se envió +1 o -1 al bit correspondiente del acumulador de cociente (dependiendo de si el divisor se sumó o restó). El proceso de extracción de raíces se realizó de manera similar. Operando con números de 10 bits, ENIAC realizó 40 operaciones de división y 3 operaciones de extracción de raíz por segundo.

Las tablas de funciones también usaban matrices resistivas y conjuntos de interruptores que podían usarse para establecer 12 dígitos y 2 signos para cada uno de los 104 argumentos independientes. Inicialmente, las tablas de funciones fueron concebidas para almacenar valores de funciones, pero luego comenzaron a usarse para almacenar constantes necesarias en los cálculos. Al resolver cualquier problema, solo una mesa estaba conectada a ENIAC, mientras que las otras dos eran preparadas por los operadores para resolver los siguientes problemas (una idea tomada del diseño de los tabuladores de IBM).

Los datos iniciales se introdujeron en la máquina mediante tarjetas perforadas. Para esto se utilizó un dispositivo de lectura estándar de IBM. Dado que la velocidad de lectura (aproximadamente 2 números por segundo) era muchas veces menor que la velocidad de las operaciones aritméticas, para evitar que las baterías estuvieran inactivas durante la entrada de datos, los desarrolladores complementaron la máquina con un búfer que consta de 1500 relés telefónicos (fue desarrollado por Samuel Williams, uno de los diseñadores de las máquinas de Bell Labs. El búfer, o, como se le llamaba, el "transmisor constante", convertía el número leído en una secuencia de). pulsos equivalentes a este número, y luego de recibir el CPP de ENIAC, enviaba datos a las baterías. El buffer también recibió los resultados de los cálculos de las baterías, liberándolas para realizar sus operaciones inherentes y envió los datos recibidos al punzón final o (para imprimir) al tabulador. Además, el transmisor de constantes convertía los números negativos representados por el complemento decimal a forma ordinaria y tenía un conjunto de interruptores en el panel frontal mediante los cuales se podía ingresar una serie de constantes en la máquina.

Por supuesto, los creadores de ENIAC proporcionaron un conjunto de medidas para diagnosticar dispositivos individuales de la máquina. Una de ellas fue aplicar pulsos individuales de un generador de reloj a las baterías, lo que permitió determinar un disparador defectuoso (por el brillo característico). de bombillas de neón conectadas a las baterías). Otro tipo de diagnóstico fue la ejecución paso a paso del programa de prueba.

La programación de la máquina (los desarrolladores llamaron a este proceso "configuración") fue realizada por un grupo de siete jóvenes matemáticas (entre ellas se encontraban las esposas de Mauchly, Burks y Goldstein). Se llevó a cabo de la siguiente manera. En primer lugar, mediante un tablero de conexiones y enchufes, se conectaron entre sí los dispositivos que se suponía debían participar en la solución de un problema específico. En segundo lugar, los llamados interruptores transceptores, ubicados en el panel frontal de cada uno de estos dispositivos, se colocaron en la posición "encendido" y formaron circuitos de control de programa locales. La posición de encendido de los interruptores permitió que el dispositivo realizara sus acciones después de la llegada de un pulso de programa desde el TG. Además, se instaló un interruptor paso a paso multipolar en el panel del dispositivo, lo que permitió repetir las mismas operaciones varias veces (hasta nueve veces seguidas).

Para organizar un número determinado de ciclos iterativos, conectar secuencias individuales de cálculos en un solo circuito, cambiar el orden de ejecución de estas secuencias mediante el comando de salto condicional, se introdujo un dispositivo en la máquina, llamado programador maestro por los autores y que contiene Diez contadores de pasos de 6 bits conectados a varios contadores de décadas.

La acción descrita anteriormente estuvo precedida de un largo papeleo. Utilizando la tabla de configuración, se describió en detalle la secuencia de operaciones necesarias para resolver un problema específico. La tabla tenía 27 columnas (una para cada acumulador y tablas de funciones, para el programador de control, transmisor constante, etc.) y contenía una secuencia temporal de ajustes del programa, pulsos de entrada y salida para cada operación. Por lo tanto, programar la máquina era un proceso laborioso y que requería mucho tiempo (a veces llevaba días o incluso semanas). Cualquier "instalación" de la máquina cambiaba su configuración y la convertía en un dispositivo especializado para resolver una tarea específica, y el "programa" se convertía en una parte interna e integral del ENIAC. Esto, por supuesto, era una desventaja en comparación con las máquinas electromecánicas. controlado mediante cintas perforadas.

¿Consiguieron los militares lo que querían? Creo que sí. En una máquina calculadora de escritorio, calcular la trayectoria de vuelo de un proyectil de 60 segundos tomó 20 horas, un analizador diferencial permitió obtener el mismo resultado (aproximadamente) en 15 minutos, mientras que ENIAC tomó solo 30 segundos, la mitad del tiempo de vuelo.

Durante todo 1946, el coche permaneció en la Escuela Moore. Aunque la guerra terminó, ENIAC continuó utilizándose con fines militares: para calcular tablas de disparo y cálculos que supuestamente confirmarían la posibilidad de crear una bomba de hidrógeno (la máquina completó con éxito esta tarea, que requirió procesar alrededor de un millón de tarjetas perforadas). Sin embargo, no descuidó las tareas pacíficas. ENIAC fue transferido a Aberdeen a principios de 1947 y volvió a estar en servicio en agosto. Su trabajo posterior incluyó la resolución de problemas para meteorólogos y físicos que estudiaban los rayos cósmicos y la propagación de ondas de choque, etc.

El principal problema de ingeniería al que se enfrentaron los creadores y usuarios de ENIAC fue el problema de las frecuentes fallas de los tubos electrónicos. Historiadores posteriores calcularon que con casi 17,5 mil tubos, que en ese momento no eran muy confiables y operaban simultáneamente a 100 kHz, había cada segundo. Hubo 1.700 millones de situaciones en las que al menos uno de ellos "voló", lo que provocó un mal funcionamiento en el funcionamiento de todo el coloso. Recordemos que en ese momento ni en la ingeniería de radio, ni en los radares y dispositivos de decodificación6 existía tal ". tipo de tubo”. La “abundancia” ni siquiera estaba cerca, y muchos oponentes de Mauchly-Eckert dudaban de que el ENIAC pudiera durar incluso unas pocas horas sin fallar (a pesar de que los componentes electrónicos destinados a la máquina fueron probados cuidadosamente y se prestó especial atención). (se presta atención a la calidad de la soldadura).

Los primeros años de funcionamiento de la máquina casi confirmaron las dudas de los escépticos (en 1946, el tiempo medio entre fallos del ENIAC era de 5,6 horas). Más tarde, la situación mejoró un poco, principalmente debido al hecho de que, por consejo de los ingenieros de la corporación RCA, el voltaje de suministro de las lámparas fue menor que el estándar recomendado por los libros de referencia, y las lámparas fueron "entrenadas" para un Mucho tiempo antes de ser instalado en el coche. Además, los ingenieros operativos han descubierto que las fallas más comunes en las lámparas ocurren cuando se enciende y apaga ENIAC (lo cual se explica bastante por los procesos físicos que ocurren en ellas en modo transitorio, de ahí una forma radical, aunque costosa, de aumentar la potencia). Fiabilidad de la máquina: ¡nunca la apague! Siguiéndolo, fue posible lograr que ENIAC funcionara sin fallas durante varios años (la máquina funcionó durante un tiempo récord: 116 horas seguidas en 1954).

Otra fuente de dolores de cabeza para los operadores, que era la influencia de la inestabilidad de la tensión de la red industrial en el funcionamiento de las unidades electrónicas, fue eliminada en 1950, cuando la máquina empezó a funcionar desde un sistema autónomo de motor-generador (el soviético M-20, creado mucho más tarde, también fue impulsado donde trabajó el autor).

Los ingenieros y programadores del Laboratorio de Aberdeen realizaron otros cambios útiles en ENIAC. Por ejemplo, en 1951 se desarrolló un dispositivo electrónico para recuperar información de tablas de funciones; al año siguiente, se introdujo en la máquina un dispositivo de cambio de alta velocidad, que redujo significativamente el tiempo necesario para realizar operaciones de división y raíz cuadrada; finalmente, en julio de 1953, se incorporó a la máquina una memoria con núcleo de ferrita de 100 palabras desarrollada por Burroughs Corp.

Pero quizás la innovación más importante fue una modificación del proceso de programación propuesto en 1947 por John von Neumann e implementado al año siguiente por el Dr. Richard H. Clippinger (1914-2003), empleado de BRL. Se fabricó una unidad electrónica que, durante el ciclo de suma, convirtió uno de las seis docenas de números de dos dígitos instalados en la tabla de funciones en el número correspondiente de pulsos CPP, que se enviaron a lo largo de la autopista del software e iniciaron la ejecución de uno de los 60 comandos. . Gracias a esta innovación, no hubo necesidad de juegos de enchufes en el tablero de conexiones, lo que redujo significativamente (hasta varias horas) el tiempo de programación y, además, simplificó las pruebas de cualquier dispositivo de la máquina. Así, cada tabla de funciones se convirtió en un dispositivo de memoria de sólo lectura de pequeña capacidad y ENIAC se convirtió en una máquina secuencial con un programa almacenado internamente. Al mismo tiempo, sin embargo, se le privó de la posibilidad de ejecutar varios pasos del programa en paralelo y su rendimiento se redujo aproximadamente seis veces. Posteriormente, Eckert escribió que él y Mauchly asumieron la posibilidad de tal modificación ya en la etapa inicial de diseño de la máquina (lo que se confirma con el mismo número de núcleos de cables "digitales" y "software").

La primera computadora universal funcionó durante un total de 80.223 horas y finalizó su vida útil el 2 de octubre de 1955 a las 23:15. La suerte de sus principales “constructores” no fue fácil.

Mauchly y Eckert creían que los derechos de autor de la máquina les pertenecían, ya que ninguno de los ejecutivos del MSEE participó en la implementación del "Proyecto PX". Entonces se dirigieron al rector de la universidad para pedir permiso para solicitar una patente a su propio nombre. El presidente estuvo de acuerdo, pero con la condición de que el texto de la solicitud dijera: "Los autores concederán al gobierno de Estados Unidos y a la universidad una licencia libre de regalías para fabricar dichas máquinas con fines no comerciales". Mauchly y Eckert se negaron a realizar cambios en el texto ya preparado y abandonaron la universidad el 31 de marzo de 1946 para organizar su propia empresa (de la que hablaremos en un artículo futuro).

Recibieron una patente para ENIAC (N° 3120606 del 26 de junio de 1947) junto con varios miembros de su equipo, pero sus desventuras no terminaron ahí.

Treinta años después de que comenzaran los trabajos en la máquina, el 19 de octubre de 1973, el juez federal Earl Richard Larsen dictaminó en el Tribunal de Distrito de Minneapolis después de 135 días de deliberaciones: “Eckert y Mauchly no inventaron por primera vez una computadora digital electrónica automática, sino que extrajeron la esencia de el concepto de la invención." Dr. John Vincent Atanasoff."

¿Tenía Larsen algún motivo para tomar una decisión tan sorprendente para el mundo de la informática? Más sobre esto en el próximo artículo.

Notas

Fundada en 1923, lleva el nombre del fabricante de cables Alfred Fitler Moore, quien donó un edificio independiente a la Facultad de Ingeniería Eléctrica.

En 2004, un chip de 0,5 metros cuadrados. mm proporcionó el mismo rendimiento que ENIAC.

El problema de la paralelización de programas se resolvió por completo muchos años después.

La resta se realizó como una suma con suma decimal.

A finales de 1943, se puso en funcionamiento en Gran Bretaña la máquina informática y lógica Colossus, destinada a descifrar las interceptaciones de radio de los mensajes de las fuerzas armadas fascistas. La máquina contenía 1.500 tubos de vacío, pero la información sobre ella no fue desclasificada hasta la década de 1970.

Cabe señalar que, gracias a su velocidad, ENIAC podría realizar en una hora un volumen de cálculos que una máquina de retransmisión como el Modelo V de Bell podría realizar en 15 días de funcionamiento continuo.

De la serie de artículos de Yu. Polunov “Máquinas históricas”.
El artículo fue publicado en PCWeek/RE No. 13 del 19 de abril de 2006.

computadora ENIAC

14 de febrero de 1946: cumpleaños de la primera computadora. ENIAC, el predecesor de las computadoras modernas.

“... Con la llegada del uso cotidiano de cálculos complejos, la velocidad de su ejecución se ha vuelto de suma importancia en un grado muy alto, y actualmente no existe en el mercado ninguna computadora electrónica capaz de satisfacer la demanda de la aplicación. de métodos computacionales”. — De la patente ENIAC (US #3120606) presentada el 26 de junio de 1947.

En 1946 John Mauchly y John Eckert Presper desarrollado ENIAC I(Integrador y calculadora numérica eléctrica - integrador y calculadora digital). El ejército estadounidense financió su investigación. En ese momento, el Ejército necesitaba una computadora para calcular las tablas de disparo de artillería, calculando los parámetros utilizados para muchas armas en diferentes condiciones para garantizar la precisión del disparo al objetivo.

El Laboratorio de Investigación en Balística (BRL, también una rama de la división del Departamento de Defensa de EE. UU. responsable del cálculo de tablas) se enteró de la investigación de John Mauchly en la Universidad de Ingeniería Eléctrica, ubicada en Pensilvania. John Mauchly había creado previamente varias computadoras, algunas con pequeños motores eléctricos en su interior. Comenzó a diseñar (en 1942) computadoras mejoradas utilizando tubos de vacío para acelerar los cálculos.

El 31 de mayo de 1943, una comisión militar comenzó a trabajar en una nueva computadora, con John Mauchly como consultor jefe y John Eckert Presper como ingeniero jefe.

Eckert era un estudiante de posgrado y estudió en la universidad donde trabajaba John Mauchly. Se conocieron en 1943. Eckert fue reclutado para el equipo de desarrollo de ENIAC, que debía desarrollarlo en 18 meses con un presupuesto de 500.000 dólares. Para entonces la guerra había terminado. Se suponía que ENIAC también realizaría cálculos en el desarrollo de la bomba de hidrógeno, realizaría pronósticos meteorológicos, se utilizaría en cálculos aerodinámicos y serviría como sensor de números aleatorios. También cabe señalar que la investigación sobre ENIAC condujo a muchas mejoras en el diseño del tubo de vacío.

¿Qué había dentro de ENIAC?

La computadora ENIAC contenía 17.468 tubos de vacío, junto con 70.000 resistencias, 10.000 condensadores, 1.500 relés, 6.000 interruptores manuales y 5 millones de uniones soldadas. Cubría 1.800 pies cuadrados (167 metros cuadrados) de espacio habitable, pesaba 30 toneladas y consumía 160 kilovatios de electricidad. Incluso hubo un rumor de que encender ENIAC provocó una caída de voltaje en Filadelfia, lo que desde entonces se ha convertido en un mito urbano.

En un segundo, ENIAC (mil veces más rápido que cualquier otro ordenador de la época) podía realizar 5.000 sumas, 357 multiplicaciones o 38 divisiones. El uso de tubos de vacío en lugar de interruptores y relés aumentó la velocidad de la máquina, pero aumentó el tiempo dedicado a reprogramarla y repararla.

Tiempo de lectura: 6 minutos. Vistas 182 Publicado el 23/02/2018

La historia de la creación de una computadora moderna ni siquiera se remonta a cien años, aunque los primeros intentos de facilitar el conteo fueron realizados por el hombre en el año 3000 a. C. en la antigua Babilonia. Sin embargo, hoy en día no todos los usuarios saben cómo era.. Vale la pena señalar que tenía poco en común con un dispositivo personal moderno.

Excursión a la historia.

Aunque el primer ordenador no se presentó al público hasta finales de la Segunda Guerra Mundial, los trabajos en él comenzaron a principios del siglo XX. Pero todas las computadoras creadas antes de ENIAC nunca encontraron aplicación práctica, sin embargo, también se convirtieron en ciertas etapas en el movimiento del progreso.

• El investigador y científico ruso A. Krylov desarrolló la primera máquina que resolvió ecuaciones diferenciales en 1912.
• 1927 Estados Unidos, los científicos desarrollan el primer dispositivo analógico.
• 1938 Alemania, Konrad Tzue crea el modelo de computadora Z1. Tres años más tarde, el mismo científico desarrolló la siguiente versión de la computadora Z3, que se parecía más a los dispositivos modernos que otros.
• 1941 Estados Unidos, se crea la primera computadora automática “Mark 1” bajo un acuerdo de subcontrato con IBM. Los siguientes modelos fueron creados sucesivamente con intervalos de varios años: “Mark II”, “Mark III/ADEC”, “Mark IV”.
• 1946 Estados Unidos, presentado al público.la primera computadora del mundo- ENIAC, que era prácticamente aplicable en cálculos militares.
• 1949 Rusia, Sergei Lebedev presentó la primera computadora soviética en dibujos; en 1950, MESM fue construido y puesto en producción en masa.
• 1968 Rusia, A. Gorokhov crea un proyecto para una máquina que contiene una placa base, un dispositivo de entrada, una tarjeta de vídeo y una memoria.
• 1975 EE.UU., se crea la primera computadora en serie Altair 8800. El dispositivo estaba basado en un microprocesador Intel.

Como puede ver, la evolución no se detuvo y el progreso avanzó a pasos agigantados. Pasó muy poco tiempo y aparatos enormes y ridículos se transformaron en los modernos ordenadores personales que conocemos.

ENIAC- la primera computadora del mundo

Me gustaría prestar un poco más de atención a este dispositivo. Fue él quien recibió el título de primer ordenador del mundo, a pesar de que algunos modelos ya se habían desarrollado antes. Esto se debe al hecho de que ENIAC se convirtió en la primera computadora en encontrar una aplicación práctica. Cabe señalar que la máquina se puso en funcionamiento en 1945 y finalmente se desconectó del suministro eléctrico en octubre de 1955. De acuerdo, 10 años de servicio continuo es un período considerable para la primera computadora que encontró una aplicación práctica.

Cómo se usó la computadora

Inicialmente la primera computadora del mundofue creado para calcular las tablas de tiro requeridas para las tropas de artillería. Los equipos de cálculo no pudieron hacer frente a su trabajo, ya que los cálculos llevaban tiempo. Luego, en 143, se presentó a la comisión militar un proyecto para una computadora electrónica, que fue aprobado y comenzó la construcción activa de la máquina. El proceso no se completó hasta 1945, por lo que no fue posible utilizar ENIAC con fines militares y fue llevado a la Universidad de Pensilvania para realizar cálculos en el desarrollo de armas termonucleares.

El modelado matemático se convirtió en una tarea difícil para la primera computadora, por lo que la formación de modelos se realizó de acuerdo con los esquemas más simplificados. Sin embargo, se logró el resultado deseado y se demostró la posibilidad de crear una bomba de hidrógeno con la ayuda de ENIAC. En 1947, la máquina comenzó a utilizarse para cálculos mediante el método de Montecarlo.

Además, en 1946, el ENIAC resolvió un problema aerodinámico; el físico D. Hartree analizó el problema del aire que fluye alrededor del ala de un avión a velocidades supersónicas.

En 1949, Von Neumann calculó las constantes Pi ymi.ENIAC presentó los datos con una precisión de 2 mil decimales.

En 1950, se realizó en una computadora un cálculo numérico del pronóstico del tiempo, que resultó ser bastante preciso. A pesar de que los cálculos en sí tomaron mucho tiempo.

Los creadores de la máquina.

Es difícil nombrar al único creador de la primera computadora. En ENIAC trabajó un gran equipo de ingenieros y programadores. Inicialmente, los creadores del proyecto fueron John Mauchly y John Eckert. Mauchly era miembro de la facultad del Instituto Moore en ese momento y Eckert estaba matriculado como estudiante allí. Comenzaron a desarrollar una arquitectura informática y presentaron el proyecto informático a la comisión.

Además, en la creación de la máquina participaron las siguientes personas:

• desarrollo de baterías - Jack Davey;
• módulo de entrada/salida de datos – Harry Husky;
• módulo de multiplicación - Arthur Burks;
• módulo de división y extracción de raíces - Jeffrey Chuan Chu;
• Programador principal: Thomas Kite Sharples;
• tablas de funciones - Robert Shaw;
• consultor científico - John von Neumann.

Además, en la máquina trabajó todo un equipo de programadores.

Configuración de dispositivo

Como ya se dijo anteriormente,la primera computadora del mundoEra completamente diferente de los dispositivos modernos. Era una estructura muy masiva, que constaba de más de 17 mil lámparas de 16 tipos, más de 7 mil diodos de silicio, 1,5 mil relés, 70 mil resistencias y 10 mil condensadores. Como resultado, el peso de la primera computadora en funcionamiento fue de 27 toneladas.

Especificaciones:

• capacidad de memoria del dispositivo: 20 palabras;
• la potencia consumida por la máquina es de 174 kW;
• potencia de cálculo 5000 operaciones de suma por segundo. Para la multiplicación, la máquina utilizaba sumas múltiples, por lo que el rendimiento disminuyó y ascendió a solo 357 operaciones.
• frecuencia de reloj – 100 kHz;
• Tabulador de tarjetas perforadas para entrada y salida de información.

Para realizar los cálculos se utilizó el sistema numérico decimal, aunque los científicos ya conocían el código binario.

Vale la pena señalar que durante el proceso de cálculo, ENIAC requirió tanta electricidad que la ciudad más cercana a menudo se quedaba sin electricidad durante muchas horas. Para cambiar el algoritmo de cálculo, fue necesaria la reconexión del dispositivo. Luego, Von Neumann mejoró la computadora y agregó memoria que contenía programas informáticos básicos, lo que simplificó enormemente el trabajo de los programadores.

ENIAC se convirtió en una computadora de generación cero. En su diseño es imposible adivinar los requisitos previos para la creación de dispositivos modernos. Los procesos de cálculo tampoco fueron tan productivos como los científicos hubieran deseado. Sin embargo, fue esta máquina la que demostró que era posible crear una computadora completamente electrónica y dio impulso a un mayor desarrollo.

Algunos detalles hoyla primera computadora del mundose conservan en el Museo Nacional de Historia Americana. La estructura completa ocupa demasiado espacio para ser presentada para su revisión. A pesar de que este fue uno de los primeros intentos de crear una máquina que funcionara, la computadora permaneció en funcionamiento durante 10 años y en el momento de su creación jugó un papel enorme e insustituible en el desarrollo de la tecnología informática.

Posteriormente, las máquinas se hicieron cada vez más pequeñas y sus capacidades cada vez más amplias. El primer Apple 1 fue lanzado en 1976. Y el primer juego de ordenador se lanzó en 1962. Incluso ahora, el desarrollo de la tecnología informática no se detiene. ¿Qué crees que nos espera en el futuro?