Войти
| Исторический маркер Пенсильвании | |
 Четыре панели ENIAC и одна из трех функциональных таблиц, выставленные в Школе инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета | |
  Местоположение в Филадельфии | |
| Местоположение | Пенсильванский университет Департамент компьютерных и информационных наук, 3330 Уолнат-стрит, Филадельфия, , США |
|---|---|
| Координаты | 39 ° 57′08 ″ с.ш. 75 ° 11′28 ″ з.д. / 39,9522012 ° с.ш. 75,1909932 ° з. 39.9522012; -75.1909932 Координаты : 39 ° 57'08 ″ с.ш., 75 ° 11'28 ″ з.д. / 39,9522012 ° с.ш., 75,1909932 ° з.д. / 39,9522012; -75.1909932 |
| PHMC выделенный | Четверг, 15 июня 2000 г. |
Глен Бек (на заднем плане) и Бетти Снайдер (на переднем плане) программы ENIAC в BRL 328. (фотография армии США, 1947-1955 гг.) ENIAC (; Электронный числовой интегратор и компьютер ) первым был программируемый, электронный, универсальный цифровой компьютер. Он был полным по Тьюрингу и мог решать «большой класс числовых задач» посредством перепрограммирования.
Хотя ENIAC был разработан и в основном использовался для расчета артиллерии таблицы стрельбы для Лаборатории баллистических исследований стала армии США (которая позже частью Армейской исследовательской лаборатории ), ее первая Программа представляла собой исследование возможности создания термоядерного оружия ..
ENIAC был завершен в 1945 году и впервые задействован в практических целях 10 декабря 1945 года.
ENIAC официально был посвящен в Пенсильванский университет 15 февраля 1946 года и был провозглашен прессой «Гигантским мозгом». Он имел скорость порядка тысячи раз быстрее, чем у электромеханических машин; эта вычислительная мощность в сочетании с универсальной программируемостью волновала как ученых, так и промышленников. Комбинация скорости и программирования позволяет выполнить тысячи вычислений для одного, поскольку ENIAC использует траекторию за 30 секунд, на которую рассчитывает человека 20 часов (позволяет часу ENIAC заменить 2400 человеческих часов). Готовая машина была объявлена вечером 14 февраля 1946 года и официально посвящена на следующий день в Пенсильванском университете, ее стоимость составила почти 500000 (что примерно эквивалентно 7 195000 в 2019 году). Он был официально принят артиллерийским корпусом армии США в июле 1946 года. ENIAC был закрыт 9 ноября 1946 года для ремонта и обновления памяти и был переведен в Абердинский полигон, Мэриленд в 1947 году. Там 29 июля 1947 года он был включен и проработал непрерывно до 23:45. 2 октября 1955 года.
Проектирование и строительство ENIAC финансировалось Армией США, Корпусом артиллерийского вооружения, Командованием по исследованиям и разработкам под руководством генерал-майора Гладеона М. Барнса. Общая стоимость составила около 487 000 долларов, что эквивалентно 7 195 000 долларов в 2019 году. Контракт на строительство был подписан 5 июня 1943 года; работа над компьютером началась секретно в Пенсильванского университета в Школе электротехники Мура в следующем кодовом названии «Project PX» с Джоном Гристом Брейнерд в главном качестве исследователя. Герман Х. Голдстайн убедил армию профинансировать проект, в результате чего ему поручилизор над ним.
ENIAC был разработан Джоном Мочли и Дж. Преспер Эккерт из Пенсильванского университета, США В команду инженеров-проектировщиков, участвующих в разработке, входили Роберт Ф. Шоу (функциональные таблицы), Джеффри Чуан Чу (делитель / квадратный корень), Томас Кайт Шарплесс (мастер-программист), Фрэнк Мурал (мастер-программист), Артур Бёркс (множитель), Гарри Хаски (считыватель / принтер) и Джек Дэвис (аккумуляторы). Значительная работа по развитию была проделана женщинами-программистами ENIAC. В 1946 году исследователи уволились из Пенсильванского университета и сформировали Eckert-Mauchly Computer Corporation.
ENIAC представляет собой модульный компьютер, состоящий из отдельных панелей для выполнения различных функций. Двадцать из этих модулей были установлены аккумуляторы, которые не только складывать и вычитать, но и хранить в памяти десятизначное десятичное число. Номера передавались между этими блоками через несколько универсальных автобусов (или лотков, как их называли). Для достижения высокой скорости панели должны быть отправлять и получать числа, вычислять, запускать первую операцию, и все это без каких-либо движущихся частей. Ключом к его универсальности была способность ветвления; он может запускать различные операции в зависимости от знака вычисленного результата.
К концу своей работы в 1956 году ENIAC содержал 18 000 электронных ламп ; 7200 кристаллических диодов ; 1500 реле ; 70 000 резисторов ; 10 000 конденсаторов ; и примерно 5 000 000 паяных соединений вручную. Он весил более 30 коротких тонн (27 т), имел размеры примерно 2,4 м × 0,9 м × 30 м (8 футов × 3 футов × 98 футов), занимал 167 м (1800 квадратных футов) и потреблял 150 кВт электроэнергии. Это требование к мощности привело к появлению слухов о том, что всякий раз, когда компьютер включается, в Филадельфии гаснет свет. Ввод был возможен с устройства чтения карт IBM , для вывода был использован перфоратор IBM . Эти карты можно использовать для автономного вывода на печать с использованием бухгалтерской машины IBM, такой как IBM 405. Хотя изначально у ENIAC не было системы для хранения памяти, эти перфокарты можно было использовать для внешней памяти. В 1953 году в ENIAC была добавлена память на 100- слов с магнитным сердечником, созданная Burroughs Corporation.
ENIAC использовал десятипозиционный счетчики звонков для хранения цифр; каждая цифра требует 36 электронных ламп, 10 из которых были двойными триодами, составляющими триггеры кольцевого счетчика. Арифметика выполнялась путем «подсчета» импульсов вращения, если счетчик «вращался», возникла идея имитации работы цифровых колесиков механического79>суммирующего устройства.
ENIAC имел 20 десятизначных знаков аккумуляторы, которые использовали . десяти и может выполнять 5000 простых операций или вычитания между любым из них (например, другим аккумулятором или передатчиком константы) на второй. Можно было подключить несколько аккумуляторов для одновременной работы, поэтому пиковая скорость работы намного выше из-за параллельной работы.
капрал. Ирвин Голдштейн (на переднем плане) устанавливает переключатели на одну из функциональных таблиц ENIAC в Школе электротехники Мура. (Фотография США) Можно было подключить перенос одного аккумулятора к другому для выполнения арифметических операций с удвоенной точностью, но синхронизация цепи аккумулятора не позволила подключить или более аккумулятора для еще большей точности. ENIAC использовал четыре аккумулятора (управляемых специальным умножителем) для выполнения до 385 операций умножения в секунду; пять накопителей управлялись специальным блоком делителя / квадратного корня, который выполнял до 40 операций в секунду или трех квадратного корня в секунду.
Остальные девять блоков в ENIAC были блоком инициации (запускал и останавливал машину), блоком циклирования (используемым для других блоков), основным программатором (последовательным циклом), считывателем (управляемым чтением перфокарт IBM), принтером (управляемый перфоратор IBM)), постоянный датчик и три функциональные таблицы.
Ссылки Рохаса и Хашагена (или Уилкса) дать более подробную информацию о времени операций, которое несколько отличается от выше.
Базовый машинный цикл составляющий 200 микросекунд (20 циклов тактовой частоты 100 кГц в циклическом блоке) или 5000 циклов в секунду для операций с 10-значными числами. В одном из этих циклов ENIAC может записать число вр, прочитать число из регистра или сложить / вычесть два числа.
Умножение 10-значного числа на d-значное число (для d до 10) заняло d + 4 цикла, поэтому умножение 10 на 10 цифр заняло 14 циклов, или 2800 микросекунд - скорость 357 в секунду. Если в одном из чисел было меньше 10 цифр, операция выполнялась быстрее.
На деление и извлечение квадратного корня ушло 13 (d + 1) циклов, где d - количество цифр в результате (частное или квадратный корень). Таким образом, деление или извлечение квадратного корня заняло 143 цикла, или 28 600 микросекунд, то есть 35 в секунду. (Уилкс 1956: 20 утверждает, что деление с десятизначным частным требовало 6 миллисекунд.) Если результат содержал меньше десяти цифр, он был получен быстрее.
ENIAC использовал обычные оптические радиолампы дня; десятичные аккумуляторы были сделаны из 6SN7 триггеров, а 6L7s, 6SJ7s, 6SA7s и 6AC7s использовались в логических функциях. Многочисленные блоки 6L6 и 6V6 служили линейными драйверами для передачи сигналов через кабели между стоечными сборками.
Несколько ламп перегорали почти каждый день, в результате чего ENIAC не работал примерно в половине случаев. Специальные высоконадежные лампы не были доступны до 1948 года. Однако большинство этих отказов происходило в периоды прогрева и охлаждения, когда трубчатые нагреватели и катоды подвергались наибольшей тепловой нагрузке. Инженеры снизили количество отказов трубок ENIAC до более приемлемого уровня - одна лампа каждые два дня. Согласно интервью Эккерту в 1989 г., «каждые два дня у нас выходила из строя лампа, и мы смогли определить причину проблемы в течение 15 минут». В 1954 году самый продолжительный период непрерывной работы без сбоев составляющих 116 часов - почти пять дней.
ENIAC можно запрограммировать для выполнения сложных последовательностей, включая циклы, переходы и подпрограммы. Однако вместо компьютеров с хранимыми программами, которые существуют сегодня, ENIAC был просто большим набором арифметических машин, в которых изначально были программы, встроенные в машину с помощью комбинаций plugboard проводки. и три переносные функциональные таблицы (содержит по 1200 десятипозиционных переключателей каждую). Задача взять проблему и указать ее на машине сложной и обычно занимала недели. Из-за сложности отображения программ на машине, программы были только после огромного количества тестов программы. Использование через ENIAC путем манипулирования его переключателями и кабелями может занять несколько дней. За этим последовал период проверки и отладки, что способствовало возможности пошагового выполнения программы. Учебное пособие по программированию функций по модулю с использованием симулятора ENIAC представляет собой представление о том, как выглядела программа на ENIAC.
Шесть основных программистов ENIAC, Кей МакНалти, Бетти Дженнингс, Бетти Снайдер, Марлин Вескоф, Фрэн Билас и Рут Лихтерман, не только определили, как вводить программы ENIAC, но и развил понимание внутренней работы ENIAC. Программистам часто удавалось сузить ошибки до отдельной неисправной трубки, на которую можно было указать для замены техническим специалистом.
Программисты Бетти Джин Дженнингс (слева) и Фрэн Билас (справа) управлять главной панелью управления ENIAC в Школе электротехники Мура. (Фотография армии США из архивов технической библиотеки ARL) Кей МакНалти, Бетти Дженнингс, Бетти Снайдер, Марлин Мельцер, Фран Билас и Рут Лихтерман были первыми программистами ENIAC. Они не были, как однажды сказали ученому-информатику и историку Кэтрин Клейман, «дамами-холодильниками», то есть моделями, позирующими машинами для фотосъемки в прессе. Тем не менее, некоторые женщины не получили признания за свою работу над ENIAC при жизни.
Эти первые программисты были набраны из группы примерно из двухсот женщин, которые работали компьютерами в Школа электротехники Мура Пенсильванского университета. Задача компьютеров заключалась в том, чтобы числовой результат математических формул, необходимых для научного исследования или инженерного проекта. Обычно они делали это с помощью механического калькулятора. Женщины изучали логику, физическую устойчивость, работу и схемы машины, чтобы понять не только математику вычислений, но и саму машину. Это была одна из немногих категорий должностей, доступных в то время. Бетти Холбертон (урожденная Снайдер) продолжала помогать в написании первой системы генеративного программирования (SORT / MERGE ) и помогала в разработке первых коммерческих электронных компьютеров UNIVAC и BINAC вместе с Джин Дженнингс. МакНалти разработал использование подпрограмм, чтобы помочь увеличить вычислительные возможности ENIAC.
Герман Голдстайн выбрал программистов, которых он называл оператора, из компьютеров, которые вычисляют баллистические таблицы с помощью механического стола. калькуляторы и дифференциальный анализатор до и во время разработки ENIAC. Под руководством Германа и Адель Голдстайн компьютеры изучили чертежи и физическую устойчивость ENIAC, чтобы определить, как управлять его переключателями и кабелями, поскольку языков программирования еще не существовало. Хотя современники считали программирование канцелярской проверкой и не признавали публично влияние программистов на успешную работу и анонс ENIAC, МакНалти, Дженнингс, Снайдер, Вескоф, Бескилас и Лихтерман с тех пор были признаны за их вклад в вычисления.
Должности "программист" и "оператор" изначально не считались профессиями, подходящими для женщин. Нехватка рабочей силы, вызванная Второй мировой войной, помогла женщинам выйти на поле. Однако эта область не считалась престижной, и привлечение женщин рассматривалось как способ высвободить мужчин для более квалифицированной работы. По сути, женщины рассматривались как удовлетворение потребности во временном кризисе. Например, Национальный консультативный комитет по аэронавтике заявил в 1942 году: «Считается, что освобождение инженеров от подробных расчетов дает достаточно большую отдачу, чтобы покрыть любые увеличенные расходы на зарплату компьютеров. Инженеры сами признают, что компьютеры-девушки делают работа выполняется быстрее и точнее, чем они бы сделали.
Следуя за первыми шестью программистами, для продолжения работы над ENIAC, набрана расширенная команда из ста ученых. Среди них было несколько женщин, в том числе Глория Рут Гордон. Адель Голдстайн написала оригинальное техническое описание ENIAC.
Хотя Лаборатория баллистических исследований был спонсором ENIAC, через год после начала этого трехлетнего проекта Джон фон Нейман, математик, работающий над водородной бомбой в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, узнал об этом компьютере. -Аламос настолько увлекся ENIAC, что первая тестовая задача состояла из расчетов водородной бомбы, не артиллерийских бомбы таблиц. Ввод / вывод для этого теста составлял один миллион карт.
Связанная с ролью ENIAC в водородной бомбе была его роль в Монте-Карло. метод становится популярным. Ученые, участвовавшие в разработке оригинальной ядерной бомбы, использовали огромные группы людей, выполняющих огромное количество вычислений («компьютеры» в терминологии того времени), чтобы исследовать расстояние, которое нейтроны, вероятно, пройдут через различные материалы. Джон фон Нейман и Станислав Улам поняли, что ENIAC позволит выполнять эти скорости намного быстрее. Успех этого проекта показал ценность методов Монте-Карло в науке.
1 февраля 1946 года состоялась пресс-конференция, и общественности было объявлено о готовой машине. вечером 14 февраля 1946 г., где былианы его возможности. Элизабет Снайдер и Бетти Джин Дженнингс отвечали за демонстрацию программы демонстрационной траектории, хотя Герман и Адель Голдстайн взяли на себя ответственность за нее. На следующий день машина была официально посвящена в Пенсильванском университете. Ни одна из женщин, участвовавших в программировании машины или создании демонстрации, не была приглашена ни на официальное открытие, ни на праздничный ужин, который проводился после этого.
Первоначальная сумма контракта составляющая 61 700; окончательная стоимость составила почти 500000 долларов (примерно 7 195000 долларов в 2019 году). Он был официально принят артиллерийским корпусом армии США в июле 1946 года. ENIAC был закрыт 9 ноября 1946 года для ремонта и обновления памяти и был переведен в Абердинский полигон, Мэриленд в 1947 году. Там 29 июля 1947 года он был включен и проработал непрерывно до 23:45. 2 октября 1955 года.
Через несколько месяцев после открытия ENIAC летом 1946 года в рамках «экстраординарной попытки дать толчок исследованиям в поле», Пентагон пригласил «ведущих специалистов в области» »Электроники и математики из США и Великобритании» на серию из сорока восьми лекций, прочитанных в Филадельфии, штат Пенсильвания; все вместе они назывались «Теория и методы проектирования цифровых компьютеров» - чаще называемые лекциями школы Мура. Половина этих лекций была прочитана изобретателями ENIAC.
ENIAC был единственным в своем роде дизайном и никогда не повторялся. Замораживание дизайна в 1943 году означало, что в компьютерном дизайне не хватало некоторых нововведений, которые стали хорошо развиты. Эккерт и Мочли начали работу над новым дизайном, который позже будет называться EDVAC, который будет и проще, и мощнее. В частности, в 1944 году Эккерт написал свое описание блока памяти (ртутная линия задержки ), которая будет хранить как данные, так и программу. Джон фон Нейман, который консультировал Школу Мура по EDVAC, присутствовал на собрании Школы Мура, представленная сохраненная концепция. Фон Нейман составил неполный набор заметок (Первый проект отчета о EDVAC ), которые были зарегистрированы в качестве внутреннего меморандума, описывая, развивая и излагая на формальном языке идеи, развитые в встречи. Администратор ENIAC и сотрудник службы безопасности Герман Голдстайн распространил копии этого Первого проекта в правительстве и образовательных учреждений, что вызвало всеобщий интерес к созданию нового поколения электронных вычислительных машин, включая Электронное хранилище задержки Автоматический калькулятор ( EDSAC) в Кембриджском университете, Англия, и SEAC в Бюро США.
В ENIAC был внесен ряд улучшений после 1947, включая примитивный доступный только для чтения механизма программирования, использующий таблицы функций в качестве программы ROM, после чего программирование было выполнено путем установки переключателей. Идея была предоставлена технологиями предоставления услуг Ричардом Клиппингером и его группой, с одной стороны, и Голдстайнами, другими, и была включена патент ENIAC. Клиппер посоветовался с фон Нейманом о том, какой набор инструкций применять. Клиппер придумал трехадресную мощностьуру, а фон Нейман одноадресную мощностьуру, потому что ее было реализовать. Три цифры одного аккумулятора (№6) использовались как счетчик программы, другой аккумулятор (№15) использовался как основной аккумулятор, третий аккумулятор (№8) использовался как указатель адреса для чтения данных из таблиц функций, и большинство других аккумуляторов (1–5, 7, 9–14, 17–19) использовались для памяти данных.
В марте 1948 года был установлен преобразователь, который сделал возможное программирование через считыватель со стандартных карт IBM. В апреле последовал «первый производственный цикл» новых методов кодирования для проблем Монте-Карло. После переезда ENIAC в Абердин была также построена регистрационная панель для памяти, но она не работала. Также был добавлен главный блок управления для включения и небольшой выключения машины.
Программирование сохраненной программы для ENIAC было выполнено Бетти Дженнингс, Клиппингер, Адель Голдстайн и другими. Впервые он был использован как компьютер с хранимой программой в апреле 1948 года, на выполнялась программа Адель Голдстайн для Джона фон Неймана. Эта модификация снизила скорость ENIAC в 6 раз и устранила возможность параллельных вычислений, но, поскольку она также сократила время перепрограммирования до часов вместо дней, это было сочтено оправданным производительности потерь. Также анализ показал, что из-за различий между электронной скоростью вычислений и электромеханической скоростью ввода / вывода почти любая реальная проблема была привязана к вводу / выводу, даже без использования использования исходной машины. параллелизм. Большинство вычислений по-прежнему связаны с вводом-выводом, даже после снижения скорости, вызванного этой модификацией.
В начале 1952 года был добавлен высокоскоростной переключатель, который увеличил скорость переключения передач в пять раз. В июле 1953 года в системе было добавлено расширение на 100 слов основная память с использованием двоично-десятичного представления, избыточного числа-3. Для расширяемой памяти ENIAC был оснащен новым селектором таблицы функций, селектором адреса памяти, этой системой импульсов, и в модуле программирования были добавлены три новых порядка.
Механические вычислительные машины существуют со времен Архимеда (см.: механизм Antikythera ), но 1930-е и 1940 -е годы начала современной компьютерной эры.
ENIAC, как IBM Harvard Mark I и немецкий Z3, был способен выполнять произвольную последовательность математических операций, но не считывал их с ленты. Как и британский Colossus, он был запрограммирован с помощью коммутационной панели и переключателей. ENIAC объединил полную программируемость по Тьюрингу с электронной скоростью. В использовались Atanasoff - Berry Computer (ABC), ENIAC и Colossus термоэмиссионные клапаны (вакуумные лампы). Регистры ENIAC выполняли десятичную арифметику, а не двоичную арифметику, как Z3, ABC и Colossus.
Как и Колосс, ENIAC требовал перепрограммирования до апреля 1948 года. В июне 1948 года Manchester Baby запустил свою первую программу и заслужил звание первого электронного компьютера с хранимой программой.. Хотя идея компьютера с завершенной программой и объединенной памятью для программ и данных была задумана во время разработки ENIAC, она не была реализована в ENIAC, потому что приоритеты Второй мировой войны требовали, чтобы машина была быстрой, а 20 мест хранения ENIAC. завершены. быть слишком маленьким для хранения данных и программ.
Z3 и Colossus были разработаны независимо друг от друга, а также от ABC и ENIAC во время Второй мировой войны. Работа над ABC в Университете штата Айова была остановлена в 1942 году после того, как Джон Атанасов был вызван в Вашингтон, округ Колумбия, для физических исследований для ВМС США, и Впоследствии он был разобран. Z3 был уничтожен бомбардировками Берлина союзниками в 1943 году. «Колосс», оставшиеся секретом до конца 1970-х годов, были предоставлены британским сотрудникам и приглашали американцев. ENIAC, напротив, был подвергнут прессе в 1946 году и «захватил воображение всего мира». Следовательно, более ранние истории вычислительной техники не исчерпывающие данные за период. Все машины Colossus, кроме двух, были разобраны в 1945 году; оставшиеся два использовались для расшифровки советских сообщений GCHQ до 1960-х годов. Публичная демонстрация ENIAC была использована Снайдером и Дженнингсом, которая продемонстрировала, которая недель рассчитывала траекторию полета ракеты за 15 секунд, что потребовало бы нескольких для человеческого компьютера.
По ряду причин (включая исследование Мочли) в июне 1941 г. компьютера Атанасова-Берри, прототипа которого в 1939 г. сделали Джон Атанасов и Клиффорд Берри ), США Патент 3120606 на ENIAC, поданный в 1947 году и выданный в 1964 году, был аннулирован в 1973 году решением знаменательного федерального суда компьютера по делу Ханиуэлл против Сперри Рэнд, в результате чего изобретение электронного цифрового стало достоянием общественности . и юридическое признание Атанасова как изобретателя первого электронного цифрового компьютера.
Днища трех аккумуляторов в Форт Силл, Оклахома, США 
Функциональная таблица от ENIAC, выставленная в музее Абердинского полигона. Основными частями были 40 панелей и три переносные таблицы функций (с именами A, B и C). Расположение панелей было (по часовой стрелке, начиная с левой стены):
Устройство чтения карт IBM было подключено к C Панель передатчика 3 и перфоратор IBM для карточек были прикреплены к панели принтера 2. Переносные функциональные таблицы можно было подключить к таблицам функций 1, 2 и 3.
Деталь задней части раздела ENIAC, показывающий электронные лампы Части ENIAC принадлежат следующим учреждениям:
ENIAC был назван IEEE Milestone в 1987 году.
ENIAC на чипе, Пенсильванский университет (1995) - Музей компьютерной истории В 1996 году, в честь 50-летия ENIAC, Пенсильванский университет спонсировал проект под названием «ENIAC-on-a- Chip », где очень маленький кремниевый компьютерный чип размером 7,44 мм на 5,29 мм был построен с той же функциональностью, что и ENIAC. Хотя этот чип 20 МГц был во много раз быстрее, чем ENIAC, он имел лишь небольшую часть своих современных микропроцессоров в конце 1990-х.
В 1997 году шесть женщин, выполнивших часть большого программирования ENIAC, были внесены в Международный Зал славы женщин в технологиях . Роль программистов ENIAC в документальном документе 2010 года под названием Совершенно секретные розы: женские «компьютеры» Второй мировой войны Лиэнн Эриксон. Короткометражный документальный фильм Кейт МакМахон «Компьютеры» 2014 года история шести программистов; это стало результатом 20-летнего исследования Кэтрин Клейман и ее команды в проекте проекта ENIAC.
В 2011 году в честь 65-летия открытия ENIAC, город Филадельфия объявил 15 февраля as День ENIAC.
15 февраля 2016 года ENIAC отпраздновал свое 70-летие.
 | Викискладе есть материалы, связанные с ENIAC. |
