14 февраля - День компьютерщика

Дорогие мои, этот праздник от нас долго скрывали, замалчивали и делали вид, что ничего не было. Было, еще как было!
Настало время сказать полную правду: 14 февраля - День компьютерщика.
14 февраля 1946 года был запущен первый реально работающий электронный компьютер ENIAC.


Да, были и более ранние компьютеры, но это все прототипы и экспериментальные варианты, а ENIAC был первым реально работающим на практических задачах компьютером (если уж на то пошло, то первым компьютером вообще была аналитическая машина Бэббиджа). Между прочим, именно от ENIACа современные компьютеры унаследовали двоичную систему исчисления, хотя по сравнению с ENIACом они являются очень крутыми суперкомпьютерами (сравните сами их скорострельность).

Зачем появился ENIAC? Это не глупый вопрос. Вы думаете, он так сильно нужен был кибернетикам и электронщикам? Черта с два. Больше всего он нужен был государству. Поясню этот момент.

Одной из серьезных и нужных задач того времени для армии был обсчет баллистических таблиц.
В армии были отделы, занимающиеся обсчетом баллистических таблиц для нужд артиллерии и авиации, укомплектованные разнообразными вычислительными средствами от бумаги с ручкой до хитроумных аналоговых вычислителей, работающих на непонятном принципе, и механических счетных машинок. Работали в этих отделах люди на должности Армейского Калькулятора (можете ржать). Одним из штатных средств было аналоговое устройство типа дифференциального анализатора с десятью модулями интегрирования.
Так вот, мощности и производительности этих "вычислительных ресурсов" армии не хватало (ну куда им столько таблиц?).


А в это время профессора, кибернетики и электронщики Университета штата Пенсильвания баловались с электронными вычисляющими компонентами.
Это привлекло внимание военных, и они начали наезжать на кибернетиков с целью ускорения разработки достаточно мощного вычислительного устройства (иначе кибернетики долго бы баловались).

Дальше события развивались таким образом.
Не выдержав армейских наездов, кибернетики в начале 1943 года приступили к разработке концепции нового вычислительного устройства.
5 июня 1943 года (концепция к тому времени была готова) Университет запросил материальное пособие (сейчас это называется грант) на "научно-исследовательские работы" по созданию электронного числового интегратора и вычислителя. И получил $61 700 (на весь проект Университет урвал 10 грантов на общую сумму $486 804).

Если учесть, что по курсу 1999 года эта сумма составила бы не меньше $4 868 040 (инфляция, знаете ли), то подсчитайте, сколько персоналок можно купить сейчас, и их суммарную производительность.


Куратором проекта от Университета стал профессор Браиндер, главным инженером - Экерт, а основным консультантом - доктор Маучли.
Куратором проекта от армии стал полковник Гиллон. Тот факт, что куратором стал полковник, означал, что армия придает этому проекту серьезное значение, но не настолько большое, чтобы назначить на эту должность генерала.

К осени 1945 года монстр типа ENIAC состоял из 30-ти модулей, включающих сдвигающие модули кольцевые счетчики, сумматоры и функциональные таблицы.
Еще в ENIAC'е было: куча блоков питания и систем принудительного охлаждения, полным водоизмещением в 30 с гаком тонн. Электронная начинка, состоявшая из 19 000 вакуумных ламп, сотни тысяч резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, жрала почти 200 киловатт.
ENIAC мог сравнивать числа, добавлять, вычитать, умножать, делить и извлекать квадратные корни и мог хранить двадцать чисел с 10 цифрами, причем память была ограничена в пределах функциональных модулей.

Программа вбивалась вручную тумблерами и кабельными подключениями. :-)



Каждый функционирующий модуль ENIAC был оборудован местными схемами управления программы. Эти схемы содержали выключатели, которыми устанавливалась требуемая функция, которую модуль выполнял при обращении к нему. После выполнения операции результат передавался следующему модулю в операционной последовательности. В состав ENIAC'а дополнительно включили модуль инициализации, высокоскоростной множитель, делитель, модуль квадратного корня, и три переносных функциональных таблицы.

Высокоскоростной множитель работал аналогично тому, как это делал человек, с использованием встроенной таблицы умножения. Процесс умножения для двух чисел с 10 цифрами занимал 2.6 миллисекунды.
Делитель и модуль квадратного корня использовали методы повторного вычитания и добавления, отнимающие в среднем 25 миллисекунд для числа с 10 цифрами. Делитель вычитался из делимого, и частичный остаток проверялся после каждого шага. Сумматор, обслуживающий регистр частного хранил индекс числа добавлений и вычитаний для последовательных десятичных мест. Извлечение квадратного корня было подобным процессом.


Основная цель функциональных таблиц, которые фактически были банком управляемых выключателем матриц, была хранение произвольных функций, используемых для решения конкретной проблемы. Выключатели выбирали одну из 12 цифр и 2 признаков для каждого из 104 значений независимой переменной, которые были сохранены в каждой таблице. Функциональное подобие между современными компьютерами и ENIAC довольно поразительно, хотя ENIAC был разработан почти пять десятилетий назад.

ENIAC был представлен Университетом штата Пенсильвания 14 февраля 1946 года заинтересованным лицам (проще говоря, была устроена презентация). А в июле он начал решать практические задачи Корпуса Артиллерии армии США, четырьмя годами после первоначального предложения доктора Маучли.

Квалифицированный человек с настольным калькулятором (предполагается, что это были счеты или механическая машинка) мог вычислить 60 траектории за 20 часов. Аналоговый дифференциальный анализатор справлялся с этим за 15 минутам. ENIAC требовал 30 секунд - половина времени полета снаряда.
ENIAC использовался как рабочая лошадь в течение периода 1949-1952 годов для решения научных проблем. Кроме того, это был главный прибор для вычисления всех баллистических таблиц для армии США и Воздушных сил.


Ну, а в 11:45 пополудни 2 октября 1955 года ENIAC (неоднократно увешанный аппаратными сервис-паками) был торжественно списан с отданием последней (и особенно почетной) чести. Под звуки марша ENIAC был торжественно внесен в музей Военной Академии США (по счастливому совпадению пол в музее не провалился от чрезмерной тяжести аппаратуры).

И плюс цитатка:

" ... С появлением каждодневного использования сложных вычислений, скорость стала критической до такой степени, что не существует машины, способной сегодня к удовлетворению полных требований современных вычислительных методов. Наиболее совершенные машины очень уменьшили время, требуемое для достижения решения проблем, которые могли бы требовать месяцев или дней вычислений.
Это усовершенствование, однако, не адекватно для многих проблем, с которыми сталкиваются в современной научной работе, и существующее изобретение предназначено, чтобы уменьшить до секунд такие вычисления ... "

Из патента на ENIAC (номер 3,120,606), зарегистрированного 26 июня 1947.