|
|
|
ENIAC építése
|
|
Az aberdeeni
kísérleti lõteret 1935-tõl Herman H. Zornig vezette,
aki Atanasoff mellett végezte el a Iowa State College-ot, majd katona lett.
Vezetésével jött létre Aberdeenben a Ballisztikai Kutató Laboratórium.
|
|
1940-ben három
tiszt: Simon, Zornig és Gillon felkereste a IBM-et lyukkártyás berendezések
tudományos felhasználása ügyében. Ennek eredményeképpen az IBM épített két
speciális szorzógépet, az egyiket Aberdeenben, a másikat Los Alamosban
állították munkába. De a lõtéren folyó fejlesztés ekkor már az
IBM-tõl alapvetõen külön indult el.
|
|
Nõket
képeztek ki a kutatóállomás számára szükséges számítások elvégzésére,
elsõsorban a kutatók feleségeit, majd késõbb Baltimore-ban és
Philadelphiában is létrejött egy kiképzõ hely, ahol végül kb. 100
ember támogatta az Aberdeenben dolgozó másik száz ember munkáját.
|
|
A laboratórium
fõ feladata a tüzérség és a bombázók lõelem táblázatainak
kiszámítása volt, így mint katonai cél államérdek is lett.
|
|
Relé vagy
elektroncsõ?
|
|
A jelfogó
gyorsítása lehetetlen, noha csak kb. 1 gramm körüli az érintkezõ,
tehetetlensége miatt 1 ms idõre van szükség a kapcsoláshoz. Ezzel
szemben az elektroncsõ kapcsolási ideje 1s. (Ma már 1 tized ps-nál
rövidebb idõ alatt kapcsol az IC.)
|
|
A megbízhatóság
volt a relé melletti fõ érv. A csövek élettartama átlagosan 2500 óra
volt ez idõben. A majd 18 000 darab, 16 különbözõ típusú
elektroncsõ egy központi órajelre dolgozott, amely másodpercenként 100
000 impulzust adott. Ez azt jelenti, hogy amikor a gép szinkron üzemben
dolgozott, akkor egy másodperc alatt 1,8 milliárd hibalehetõség
fordult elõ, ami naponta majd 2×1014 hiba. Azaz a gépnek
billiomod valószínûséggel volt csak szabad hibáznia!
|
|
Mégis a csövek
mellett döntöttek, Eckertnek köszönhetõen. A megoldás egyszerû
volt. A szokásos 6,3 V helyett csak 5,2 V-on mûködtették õket,
sohasem kapcsolták ki a készüléket, így állandó hõmérsékleten tudták
tartani az izzószálakat, ami kevesebb kiégést okozott, valamint az
elõírt feszültség szint 25%-án üzemeltették az anódot és a rácsokat.
Így csak hetente egyszer történt nagyobb meghibásodás, és kellett hibás
csöveket keresgélni, jóllehet naponta történt ellenõrzés.
|
|
Eckert által
személyesen végzett következetes minõségi válogatásnak és az alacsony
feszültségi szintû üzemeltetésnek köszönhetõen a meghibásodási
arány igen alacsony volt. Mauchly inkább a gép elméleti kidolgozásában
játszott fontos szerepet, a fejlesztés problémás helyzeteiben sikerült új
ötletekkel lendítenie a munkán, de az üzemeltetés már nem igen kötötte le.
|
|
Az
elõkészület
|
|
1941-ben
Atanasoff korábbi gépeinek terveit Mauchly átvizsgálja és javítási
terveket készít. 1942-ben ifjabb J. Presper Eckert beleveti
magát a számolóáramkörök csekélyke irodalmába, és hamarosan a terület
szakértõjévé válik. 1943. április 9-én Mauchly, Goldstine és Simon
találkozik, megkötik az ENIAC megépítésérõl szóló megállapodást. A
gépbe építendõ közel 18 ezer csõ miatt van ugyan némi
fenntartása továbbra is Simonnak a Laboratórium részérõl, de ennek
dacára 1943. május 31-én elkezdõdik a munka.
|
|
A gép
felépítése
|
|
30
egységbõl állt a gép, minden egység egy megkövetelt funkciónak tett
eleget. A fõleg aritmetikai mûveletek végrehajtására tervezett
egységek között 20 akkumulátor található az összeadáshoz és a kivonáshoz,
továbbá egy szorzó egy osztó és egy négyzetgyökvonó egység is. A számokat egy
IBM kártyaolvasóval összekapcsolt ún. konstans átviteli egységgel
lehetett bevinni, amelyek szabványosak voltak, kártyánként 16 jelet és 80
számot lehetett bevinni. A konstans átviteli egység tárolt is, így a bevitt
jel késõbb is elérhetõ volt. Az eredményeket kártyára
lyukasztva adta ki az ENIAC nyomtatója, amely egy IBM kártyalyukasztóval volt
összekapcsolva. A kártyákról egy IBM tabulátor segítségével készült el
automatikusan a nyomtatott táblázat.
|
|
Három
függvénytábla egység tárolta a táblázatok adatait: 104 független változót ,
12 jeggyel és 2 elõjellel. A késõbbi feldolgozáshoz szükséges
részeredmények az akkumulátorban maradtak, ha ennek kapacitása kevésnek
bizonyult, akkor azt kártyára lyukasztva a konstans átviteli egységen
keresztül vissza lehetett tölteni. Az elektronikus gyûrûs
számlálók a mechanikus gépekhez hasonlóan mûködtek. Két fõ
áramkör volt a: flip-flop és a trigger. Az ENIAC számlálója
sorosan kapcsolt flip-flopokból állt. A gyûrûs számláló azt
jelenti, hogy az utolsó állapot után újra az elsõ következett. Ez
mûködésében nagyon hasonlít a fordulatszámlálóhoz. A gép decimális
volt, 10 darab 10-fokozatú és egy kétfokozatú gyûrûs számlálóval,
utóbbi az elõjel jelzésére szolgált. A 9. fokozat után a
következõ gyûrûsszámláló egy áramlökést kapott, jelezve
hogy átvitel történt. Elsõként bevitték a számot egy megfelelõ
vezetéken, amit hozzáadtak az akkumulátor tartalmához. A kivonást
összeadásként végezte el, komplementer-képzéssel.
|
|
A P (plusz) a
pozitív, az M (mínusz) a negatív szám elõjelét szimbolizálja, pozitív
a szám, ha nem kap áramlökést és negatív ha kap.
|
|
P 0 0 0 0 0 0
1 3 4 5
|
|
M 9 9 9 9 9 1
4 5 6 5
|
|
Egy összeadás
vagy kivonás 0,0002 s-ot vett igénybe, a szorzás 14 összadásnyi ideig tartott
a szorzóegységgel, amelybe a gyorsítás érdekében egy szorzótáblára
emlékeztetõ elektronikus eszköz volt beépítve. Az osztás 143
összeadásnyi ideig tartott, azaz kb. 30 ms-ig, a négyzetgyökvonás hasonlóan.
A függvénytáblának nevezett rész szolgált a számok tárolására, ami az
ENIAC-kal megegyezõ sebességgel dolgozott, így lehetõvé tette a
folyamatos munkát.
|
|
Az
elsõ számítások
|
|
1944-ben ugyan
Goldstine fertõzõ májgyulladást kapott és kórházba került, de
látható volt, hogy a gépet megadott határidõre nélküle is be fogják
fejezni. Egyetlen rész nem készült el idõben: az adatok közvetlen be-
és kiírására szolgáló egység. 1944. októberében kezdett el mûködni a
két akkumulátoregység, innentõl mindenki derûlátó lett, hogy
1945. január 1-ére a gép mûködésképes lesz. Goldstine 1944. júliusában
állt újra szolgálatba. Neumann augusztus 7-én látogatta meg az ENIAC-et
elsõként. Neumann az, aki Goldstine nyers továbbfejlesztési ötleteiben
meglátta a fantáziát és segített õket letisztázni.
|
|
1945.
õszére az ENIAC építése a befejezéséhez közeledett, de a tervezett
szeptember 30-a helyett november közepére csúszott az indulás.
Idõközben átszállították a a pennsylvaniai Moore Intézetbe.
|
|
Az elsõ
feladat 1 000 000 IBM-kártyára lyukasztva érkezett, ami egy Los
Alamosi probléma megoldásához kellett. 1945. november 23-án fogtak neki a
probléma géprevitelének, ami már december 10-én futott. Egy 25-i
gõzcsõtörés miatt ugyan vízben úszott a gép, öt ember
cserélgette a vödröket és törölte a vizet.
|
|
1945. júliusában
kezdték el a programozók képzését. Ezt fõként Adele Goldstine
irányította, mivel õ és férje volt csak teljes egészében tisztában az
ENIAC programozásával. Az utasításkészlet 51 utasításból állt, amelyet
késõbb 60, majd 92 utasításra növeltek meg. A teljes dokumentáció 301
oldal hosszúságú volt, 122 ábrát tartalmazott. 1946. február 15-én tartották
a nyílt nappal egybekötött bemutatót és az ünnepélyes átadást. Ekorra az
ENIAC már több mint 1000 órát futott. A kormány hivatalosan 1946. június
30-án vette át, és sorolta be a gépet a Philadelphiai Kerületi
Hadianyag-ellátási Szolgálat Fõnökségéhez.
|
|
1946 november
9-én visszavitték Aberdeenbe, ahol csak 1947. július 29-én helyezték újra
üzembe. Ettõl kezdve egészen 1955. október 2-ig mûködött, majd
innen egy washingtoni múzeumba került.
|
|
|
|
|