Войти
 Крупный план считывателей ввода / вывода и управления | |
| Также известен как | IBM Калькулятор с автоматическим управлением последовательностью (ASCC) |
|---|---|
| Разработчик | Ховард Эйкен / IBM |
| Дата выпуска | 7 августа 1944 г.; 76 лет назад (1944-08-07) |
| Мощность | 5 лошадиных сил (3,7 кВт) |
| Размеры | 816 кубических футов (23 м) - 51 фут (16 м) длиной, 8 футов (2,4 м) в высоту и 2 фута (0,61 м) в глубину |
| Масса | 9,445 фунтов (4,7 коротких тонны; 4,3 т) |
| Преемник | Harvard Mark II |
Левый конец состоял из электромеханических вычислительных компонентов 
На правом конце располагались считыватели данных и программ, а также автоматические пишущие машинки IBM Калькулятор с автоматическим управлением последовательностью (ASCC ), названный Mark I сотрудниками Гарвардского университета, был электромеханическим компьютером общего назначения, который использовался в ходе военных действий во время последней части Второй мировой войны.
Одна из первых программ, запускаемых на Mark I, была инициирована 29 марта 1944 года Джоном фон Нейманом. В то время фон Нейман работал над Манхэттенским проектом, и ему нужно было определить, является ли имплозия жизнеспособным выбором для взрыва атомной бомбы, которая будет использована год спустя. Mark I также рассчитывал и печатал математические таблицы, что было первоначальной целью британского изобретателя Чарльза Бэббиджа для его «аналитической машины ».
Mark I был разобран в 1959 году, но его части выставлены в Научном центре как часть Гарвардской коллекции исторических научных инструментов. Другие части исходной машины были переданы IBM и Смитсоновскому институту.
Первоначальная концепция была представлена IBM Ховард Эйкен в ноябре 1937 года. После технико-экономического обоснования, проведенного инженерами IBM, председатель компании Томас Уотсон-старший лично одобрил проект и его финансирование в феврале 1939 года.
Ховард Эйкен начал искать компанию для разработки и создания своего калькулятора в начале 1937 года. После двух отказов ему показали демонстрационный набор, который сын Чарльза Бэббиджа подарил Гарвардскому университету 70 лет назад. Это привело его к изучению Бэббиджа и к добавлению ссылок на аналитическую машину к своему предложению; Получившаяся машина «почти полностью реализовала принципы аналитической машины Бэббиджа, добавив при этом важные новые функции».
ASCC был разработан и построен IBM на их заводе Endicott и отправлен в Гарвард в феврале 1944 года. Он начал вычисления для Корабельного бюро ВМС США в мае и был официально представлен университету 7 августа 1944 года.
ASCC состоит из переключателей, реле, вращающихся валов и муфт. В нем использовалось 765 000 электромеханических компонентов и сотни миль проводов, в том числе объемом 816 кубических футов (23 м) - 51 фут (16 м) в длину, 8 футов (2,4 м) в высоту и 2 метра. футов (0,61 м) глубиной. Он весил около 9 445 фунтов (4,7 коротких тонны; 4,3 т). Основные вычислительные блоки должны были быть синхронизированы и приводиться в действие механически, поэтому они приводились в действие с помощью 50-футового (15 м) приводного вала, соединенного с электродвигателем мощностью 5 лошадиных сил (3,7 кВт), который служил основным источник питания и системные часы. Из архивов IBM:
Калькулятор с автоматическим управлением последовательностью (Harvard Mark I) был первой рабочей машиной, которая могла автоматически выполнять длинные вычисления. По проекту доктора Ховарда Эйкена из Гарвардского университета, Mark I был построен инженерами IBM в Эндикотте, штат Нью-Йорк. Стальная рама длиной 51 фут и высотой 8 футов удерживала калькулятор, который состоял из взаимосвязанной панели небольших шестеренок, счетчиков, переключателей и цепи управления, все глубиной всего несколько дюймов. ASCC использовала 500 миль (800 км) проводов с тремя миллионами соединений, 3500 многополюсных реле с 35000 контактами, 2225 счетчиков, 1464 десятиполюсных переключателя и ярусы из 72 суммирующих машин, каждое из которых имеет 23 значащих числа. Это был самый большой электромеханический калькулятор в отрасли.
Корпус для Mark I был разработан американским футуристическим промышленным дизайнером Норманом Белом Геддесом. Айкен считал сложный корпус пустой тратой ресурсов, поскольку вычислительные мощности пользовались большим спросом во время войны, и средства (50 000 долларов или более, согласно Грейс Хоппер ) могли быть использованы для создания дополнительного компьютерного оборудования.
Mark I имел 60 наборов по 24 переключателя для ручного ввода данных и мог хранить 72 числа, каждое из которых состоит из 23 десятичных цифр. Он мог делать 3 сложения или вычитания за секунду. Умножение заняло 6 секунд, деление - 15,3 секунды, а логарифм или тригонометрическая функция заняли более одной минуты.
Mark I считывает свои инструкции с 24-канального перфорированная бумажная лента. Он выполнил текущую инструкцию, а затем прочитал следующую. Отдельная лента могла содержать числа для ввода, но форматы ленты не были взаимозаменяемыми. Инструкции не могут быть выполнены из регистров хранения. Такое разделение данных и инструкций известно как Гарвардская архитектура (хотя точная природа этого разделения, которая делает машину Гарвардской, а не Фон Неймана, была затушевана отрывком из время; см. Модифицированная гарвардская архитектура ).
Механизм основной последовательности был однонаправленным. Это означало, что сложные программы должны были быть физически длинными. Программный цикл выполнялся путем разворачивания цикла или присоединения конца цикла бумажная лента, содержащая программу, возвращающуюся к началу ленты (буквально создавая цикл ). Сначала условное ветвление в Mark I выполнялось вручную. В более поздних модификациях в 1946 году были введены автоматические ветвление программы (вызовом подпрограммы ). Первыми программистами Mark I были пионеры вычислений Ричард Милтон Блох, Роберт Кэмпбелл и Грейс Хоппер. небольшая техническая группа, целью которой было фактически управлять машиной, некоторые из которых были сотрудниками IBM до того, как ему потребовалось пойти на флот для работы над машиной. Техническая группа не была проинформирована о цели своей работы во время работы в Гарварде.
Перфорация ленты, используемая для подготовки программ
Программная лента с видимыми программными патчами
Поворотные переключатели, используемые для ввода констант данных программы
Индикаторы последовательности и переключатели
Вычислительный блок, вид сзади
24 канала входной ленты были разделены на три поля по восемь каналов. Каждому аккумулятору , каждому набору переключателей и регистрам , связанным с входом, выходом и арифметическими блоками был назначен уникальный идентификатор. индекс. Эти числа были представлены в двоичном формате на контрольной ленте. Первое поле было двоичным индексом результата операции, второе было источником данных для операции, а третье поле было кодом для операции будет выполнено.
В 1928 г. ЖЖ Комри был первым, кто обратил IBM «оборудование с перфокартами для научного использования: вычисление астрономических таблиц методом конечных разностей, как это предвидел Бэббидж 100 лет назад для его разностной машины». Вскоре после этого IBM начала модифицировать свои табуляторы для облегчения такого рода вычислений. Одним из таких табуляторов, созданных в 1931 году, был The Columbia Difference Tabulator.
Джон фон Нейман имел команду в Лос-Аламосе, которая использовала «модифицированные перфокартные машины IBM» для определения эффектов имплозии. В марте 1944 года он предложил решить некоторые задачи относительно взрыва на Mark I, а в 1944 году он прибыл с двумя математиками, чтобы написать программу моделирования для изучения взрыва первой атомной бомбы.
Группа Лос-Аламоса завершила его работа в гораздо более короткие сроки, чем в Кембриджской группе. Однако машина с перфокартой вычисляла значения с точностью до шести знаков после запятой, тогда как Mark I вычисляла значения с точностью до восемнадцати знаков после запятой. Кроме того, Марк I интегрировал уравнение в частных производных с гораздо меньшим размером интервала [или меньшей сеткой] и таким образом... достиг гораздо большей точности.
"Фон Нейман присоединился к Манхэттенскому проекту в 1943 году, работая на огромном количестве вычислений, необходимых для создания атомной бомбы. Он показал, что конструкция имплозии, которая позже будет использована в бомбах Trinity и Fat Man, вероятно, была быстрее и эффективнее конструкции пистолета "
Айкен опубликовал пресс-релиз, в котором объявил, что Mark I внесен в список себя единственным «изобретателем». Джеймс У. Брайс был единственным упомянутым человеком из IBM, хотя несколько инженеров IBM, включая Клера Лейка и Фрэнка Гамильтона, помогали создавать различные элементы. Председатель IBM Томас Дж. Уотсон был в ярости и неохотно присутствовал на церемонии посвящения 7 августа 1944 года. Эйкен, в свою очередь, решил строить новые машины без помощи IBM, и ASCC стал широко известен. как «Гарвард Марк I». IBM продолжила создание своего электронного калькулятора выборочной последовательности (SSEC) как для тестирования новой технологии, так и для обеспечения большей рекламы собственных усилий компании.
Mark I. за ним последовали Harvard Mark II (1947 или 1948), Mark III / ADEC (сентябрь 1949) и Harvard Mark IV (1952) - все работа Айкена. Mark II был улучшением по сравнению с Mark I, хотя он по-прежнему был основан на электромеханических реле. В Mark III в основном использовались электронные компоненты - электронные лампы и кристаллические диоды, но также были механические компоненты: вращающиеся магнитные барабаны для хранения, плюс реле для передачи данных между барабанами. Mark IV был полностью электронным, заменив оставшиеся механические компоненты на память на магнитных сердечниках. Mark II и Mark III были доставлены на базу ВМС США в Дальгрен, Вирджиния. Mark IV был построен для ВВС США, но остался в Гарварде.
Mark I был разобран в 1959 году, но его части выставлены в Научном центре, как часть Гарвардской коллекции исторических научных инструментов. Другие части оригинальной машины были переданы IBM и Смитсоновскому институту.
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Гарвардским Марком I. |
