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.