15 февраля: первый в мире цифровой цифровой компьютер общего назначения выдается в Университете Пенсильвании

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 09:37

Этот день в истории: 15 февраля 1946 года

В этот день в истории 1946 года в Университете Пенсильвании был открыт первый в мире цифровой электронный компьютер общего назначения. Машина называлась ENIAC (электронный цифровой интегратор и компьютер). Он стоил более 500 000 долларов (около 6 миллионов долларов сегодня), весил около 57 000 фунтов и занял 1800 квадратных футов. Кроме того, в нем было представлено 17 468 вакуумных труб, 70 000 резисторов, 7200 диодов, 10 000 конденсаторов, и наиболее впечатляюще было около 5 миллионов соединений, которые необходимо было припаять вручную. Чтобы обеспечить все это, потребовалось 150 кВт электроэнергии. Этого достаточно для питания около 114 домов в США.

ENIAC был детищем нескольких разных людей, особенно Джон Мочли и Дж. Преспер Экерт. За четыре года до благоприятного дебюта ENIAC Мочли написал заметку о невероятном ускорении скорости, которое можно было бы получить, если бы вместо того, чтобы полагаться на механические движущиеся части, компьютер был предназначен для использования только цифровой электроники. Эта записка дошла до сведения лейтенанта Германа Голдстайна из армии США, который затем попросил Мочли создать официальное предложение о том, чтобы Голдстайн отдал в армию. Мочли сделал это, и армия с ним договорилась и Дж. Преспер Экерт 5 июня 1943 года, чтобы создать машину под кодовым названием «Project PX».

В это время уже было доступно несколько разных компьютеров, но они либо не были созданы как «общие цели», либо полагались на электромеханические детали, что резко уменьшало скорость, с которой они могли выполнять вычисления. ENIAC был общим назначением и был полностью цифровым электронным компьютером. Одним из его более впечатляющих атрибутов была его способность выполнять около 5000 дополнений в секунду, или 357 умножений в секунду, что было примерно в 1000 раз быстрее, чем другие машины в день. В дополнение к основным вычислениям математики (add / subtract / divide / multiple / square root), он также мог выполнять условные ветви, петли и Input / Output. Самое главное, это была полная машина Тьюринга, которая просто означает, что она способна делать что-то, что может сделать теоретическая машина с Т-образной пленкой с одним типом. Для тех, кто не знаком, почему это важно, с точки зрения непрофессионала, заключается в том, что это означает, что его можно в основном использовать для решения любой разрешимой вычислительной проблемы (теоретически, хотя и не на практике из-за ограничений реального мира на системных ресурсах),

Его первой задачей было выполнить расчеты, помогающие в разработке водородной бомбы. Для этой задачи было создано более миллиона карт ввода-вывода, что в конечном итоге оказалось успешным пробным запуском. Эта задача была выполнена по поручению математика Джона фон Неймана, который работал над проектом Манхэттена и позже случайно присвоил свое имя «архитектуре фон Неймана» компьютеров, которые до сих пор широко используются сегодня.

ENIAC работал около 9 месяцев подряд, прежде чем закрываться для обновления системы памяти. Затем он был перемещен и возвращен вместе и вернулся семь месяцев спустя и оставался в течение следующих 8 лет, постоянно используется, выполняя множество задач, таких как расчет артиллерийских таблиц для военных и различные расчеты для аэронавтики, метеорологии, так далее.

Следует отметить, что фон Нейман имел эту компьютерную архитектуру, некорректно названную по имени из-за памятки, которую он написал Первый проект отчета об EDVAC 30 июня 1945 года (EDVAC был преемником ENIAC, разработанный в той же школе, где ENIAC был на завершающей стадии завершения и со многими из тех же людей, которые работали над проектом, работая над ENIAC, включая Eckert и Мочли). Документ был в основном синопсисом, написанным с использованием формальной логики, в котором излагались идеи, которые группа обсуждала при создании общего программного обеспечения, хранящегося в программном компьютере. Поскольку это предназначалось скорее как памятка, а не опубликованная статья, он никогда не упоминал имена всех людей, которые помогли разработать архитектуру и, действительно, уже выполнили большую часть дизайна, прежде чем фон Нейманн стал консультантом по проекту (в частности, Экерт и Мочли).

Когда он отправил свои письменные записки в Филадельфию, лейтенант Герман Голдстайн набрал их и распространил среди 24 человек, участвовавших в проекте EDVAC, указав фон Неймана в качестве единственного автора, поскольку он не предназначался для распространения за пределами тех, кто работает по проекту. Однако из-за широкого интереса к докладу он переписал его и отправил в другие учебные и правительственные учреждения, где он был скопирован и распространен по всему миру, а фон Нейманн получил большую часть кредита, хотя он и не был Это значительная часть этого проекта. Таким образом, мы теперь называем это «Архитектурой фон Неймана», хотя это был не совсем его дизайн и, вероятно, более точно назывался Архитектурой Эккер-Мочли.

Это ничего не должно отвлечь от фон Неймана, который был действительно удивительным человеком, который оказал значительное влияние на различные области, включая квантовую механику, информатику, экономику, геометрию и многое другое. (Полный список удивительно длинный.) Он был одним из самых ярких людей в мире, совершив удивительную сумму за 53 года жизни. Он умер от рака, возможно, из-за его воздействия радиации, работая над проектом Манхэттена. Исреал Гальперин, математик, который работал с ним, сказал: «Держаться за него было невозможно. Было ощущение, что вы были на трехколесном велосипеде, гоняющемся за гоночным автомобилем ». Один из профессоров фон Неймана, Джордж Поля, у которого было довольно впечатляющее резюме, также заявил:« Джонни был единственным учеником, которого я когда-либо боялся. Если бы в ходе лекции я сказал нерешенную проблему. Он пришел ко мне в конце лекции с полным решением, написанным на листе бумаги.

У фон Неймана также была настоящая фотографическая память. Как отметил Голдстайн:

«Одной из его замечательных способностей была его сила абсолютного отзыва. Насколько я мог судить, фон Нейман смог однажды прочитать книгу или статью, чтобы процитировать ее дословно; более того, он мог сделать это спустя годы без колебаний. Он также мог бы перевести его без какого-либо снижения скорости с его исходного языка на английский. Однажды я испытал его способность, попросив его рассказать мне, как началась «Сказка о двух городах». После чего, без какой-либо паузы, он немедленно начал читать первую главу и продолжал, пока ее не попросили остановиться примерно через десять или пятнадцать минут ».

Когда он умирал в больнице, фон Нейман также, как сообщается, убирал часы со своим братом, играя в игру, рассказывая по памяти первые несколько строк каждой страницы пьесы «Фауст».

Если вас больше интересует фон Нейманн, я бы рекомендовал собрать его биографию: Джон Фон Нейманн: Научный гений, который первым разработал современный компьютер, теорию игр, ядерное сдерживание и многое другое, Норман МакРей. Это не лучшая биография в мире, в том, как автор написал ее, но увлекательную прочитанную, тем не менее, и, возможно, самую полную книгу о фон Неймане.

Бонусные факты:

• Один простой пример гениальности фон Неймана был, когда ему представили следующую проблему: «Два велосипедиста начинают на двадцать миль друг от друга и направляются друг к другу, каждый из них идет со скоростью 10 миль в час. В то же время муха, которая движется со скоростью 15 миль в час, начинается с переднего колеса южного велосипеда и летит к переднему колесу северного, затем поворачивается и снова летает на переднее колесо южного направления и продолжает таким образом, пока он не раздавится между двумя передними колесами. Вопрос: какое общее расстояние занимала крышка летания? »Существует простой способ решить это, но фон Нейман сделал это сложным способом … в его голове … в считанные секунды. В принципе, он взял сумму бесконечной серии в голове и выплюнул ответ в течение нескольких секунд после того, как был задан вопрос.
• Если вам интересно, простой ответ на самом деле довольно прост, и почти каждый, кто видит, что трюк должен уметь отвечать на него в считанные секунды, не требуется гений … * спойлер впереди *: простое решение - это понять, что два велосипеда путешествуют ровно на один час (двадцать миль друг от друга, идя прямо друг на друга со скоростью 10 миль / ч). Таким образом, если муха перемещается между ними со скоростью 15 миль в час, она должна проехать ровно 15 миль в этот час. Тот факт, что он пошел туда и обратно, несущественен. Очевидно, это также можно решить так, как это сделал фон Нейман, но я не думаю, что когда-либо встречал кого-нибудь, кто мог сделать это через пару секунд в своей голове, и я встретил нескольких настоящих гениев. По-видимому, есть гений, по сравнению с обычными людьми, тогда есть гений фон Неймана, который был гением по сравнению с гениями. 😉
• Фон Нейман также получил степень в области химического машиностроения в Федеральном технологическом институте в Цюрихе и степень доктора философии. в математике в Будапештском университете … в то же время, начиная с 17-летнего возраста и заканчивая в возрасте 22 лет, несмотря на то, что это были две разные области, а университеты были примерно в 600 милях друг от друга.
• Еще один интересный, чуть менее лестный факт о фон Неймане заключался в том, что он был довольно дамским человеком, и не всегда в хорошем смысле. Например, у него была привычка пытаться искать юбки разных секретарей, работающих в Лос-Аламосе во время Второй мировой войны, когда они сидели на своих открытых передних стойках. В результате секретари поставили бы картон на место, чтобы заблокировать открытие на своих столах. Эта «девушка-gawking» была, по-видимому, привычкой к тому, что он часто занимался.
• Группа, участвующая в создании EDVAC, еще больше расстроилась Первый проект отчета об EDVAC широко рассылается как официальная публикация, потому что этот документ теперь сделал это так, чтобы проект EDVAC был неприступным. Это также в конечном итоге помогло получить патент ENIAC недействительным около 27 лет спустя, поскольку его архитектура была очень похожа на EDVAC. Я предполагаю, что Goldstine не был самым популярным членом группы после того, как записки фон Неймана были напечатаны и распространены.
• Одна из главных критических замечаний ENIAC, когда она строилась, исходила от скептиков, которые считали, что, хотя теоретически это была отличная идея, это было бы нецелесообразно, потому что вакуумные трубки постоянно выдувались, что делало его дорогостоящим и требовало машина, которая будет недоступна для вычислений в течение длительных периодов времени в течение дня и ночи при замене труб. В действительности, однако, это не было проблемой, потому что большинство трубок, которые собирались выходить быстро, имели тенденцию делать это, когда они включали или выключали. Чтобы обойти эту проблему, они просто выходили из компьютера все время. Это было дорого (150 кВт и все), но уменьшило частоту отказов трубки только до 15 в месяц, и потребовалось около 15 минут, чтобы найти и заменить неисправную трубку. Учитывая, как мало компьютеров было в мире, и что это был один из самых быстрых в то время в то время, для этого всегда была работа, поэтому он не сидел без дела, тратя деньги на электричество.
• Наибольшее время между отказами вакуумной трубки составляло 4 дня и 20 часов.
• В общей сложности для создания ENIAC потребовалось около 200 000 человеко-часов.
• Помимо помощи в разработке ENIAC и EDVAC, среди прочего, и помогая разработать наиболее успешные компьютерные архитектуры общего назначения на сегодняшний день (архитектура фон Неймана), д-р Мочли также основал Ассоциацию вычислительных машин (ACM), в которой почти все, кто участвует в Информатика должна быть знакома; это крупнейшее в мире образовательное компьютерное общество. Он также помог найти Общество промышленной и прикладной математики (СИАМ).
• Д-р Мочли и д-р Экерт также основали первую в мире коммерческую компьютерную компанию Eckert-Mauchly Computer Corporation.
• Процесс программирования ENIAC был долгим и утомительным, и это делалось в основном шестью женщинами, которые впоследствии были введены в Зал славы женщин в области технологий. Этими женщинами были: Кей МакНульти, Бетти Дженнингс, Бетти Снайдер, Марлин Вескофф, Фрэн Билас и Рут Лихтерман.
• Первым компьютерным программистом были также женщины Ада Лавлейс. Она стала первым компьютерным программистом в мире за 104 года до дебюта ENIAC. Вы можете узнать больше об этом здесь: В 1842 году Ада Лавлейс написала первую в мире компьютерную программу