Harvard Mark I - Harvard Mark I
Tunnetaan myös | IBM: n automaattinen sekvenssiohjattu laskin (ASCC) |
---|---|
Kehittäjä | Howard Aiken / IBM |
Julkaisupäivä | 7. elokuuta 1944 |
Virta | 5 hevosvoimaa (3,7 kW) |
Mitat | 816 kuutiometriä (23 m 3 ) - 51 jalkaa (16 m) pitkä, 8 jalkaa (2,4 m) korkea ja 2 jalkaa (0,61 m) syvä |
Massa | 947 kiloa (4,7 lyhyttä tonnia; 4,3 t) |
Seuraaja | Harvard Mark II |
IBM automaattitoimintoa Controlled Calculator ( ASCC ), nimeltään Mark I mukaan Harvardin yliopiston n henkilökunta oli yleiskäyttöinen sähkömekaaninen tietokone , jota käytettiin sotaan viime osa toisen maailmansodan .
John von Neumann aloitti 29. maaliskuuta 1944 yhden ensimmäisistä Mark I: llä ajettavista ohjelmista . Tuolloin von Neumann työskenteli Manhattan -projektissa ja joutui selvittämään, oliko räjähdys toteuttamiskelpoinen vaihtoehto vuoden kuluttua käytettävän atomipommin räjäyttämiseksi. Mark I laski ja painoi myös matemaattisia taulukoita, mikä oli brittiläisen keksijän Charles Babbage'n alkuperäinen tavoite hänen " analyyttiselle moottorilleen ".
Mark I purettiin vuonna 1959, mutta osia siitä esiteltiin tiedekeskuksessa osana Harvardin historiallisten tieteellisten instrumenttien kokoelmaa, kunnes se siirrettiin uuteen tiede- ja tekniikkakompleksiin Allstonissa heinäkuussa 2021. Muut alkuperäisen koneen osat siirrettiin IBM: lle ja Smithsonian Institutionille .
Alkuperät
Howard Aiken esitteli alkuperäisen konseptin IBM: lle marraskuussa 1937. IBM: n insinöörien toteutettavuustutkimuksen jälkeen yrityksen puheenjohtaja Thomas Watson Sr. hyväksyi henkilökohtaisesti hankkeen ja sen rahoituksen helmikuussa 1939.
Howard Aiken oli alkanut etsiä yritystä laskimensa suunnitteluun ja rakentamiseen vuoden 1937 alussa. Kahden hylkäyksen jälkeen hänelle näytettiin esitelmä, jonka Charles Babbagein poika oli antanut Harvardin yliopistolle 70 vuotta aikaisemmin. Tämä johti hänet opiskelemaan Babbagea ja lisäämään viittauksia analyyttiseen moottoriin ehdotukseensa; tuloksena oleva kone "toi Babbage'n analyyttisen moottorin periaatteet lähes täydelliseksi ja lisäsi samalla tärkeitä uusia ominaisuuksia".
IBM kehitti ja rakensi ASCC: n Endicottin tehtaallaan ja toimitti Harvardiin helmikuussa 1944. Se aloitti laskelmat Yhdysvaltain laivaston Bureau of Shipsille toukokuussa ja esiteltiin virallisesti yliopistolle 7. elokuuta 1944.
Suunnittelu ja rakentaminen
ASCC rakennettiin kytkimistä , releistä , pyörivistä akseleista ja kytkimistä . Se käytti 765000 sähkömekaanista komponenttia ja satoja kilometrejä lankaa, joiden tilavuus oli 23 m 3 - 16 jalkaa 51 m, korkeus 2,4 m ja 0,61 m. syvä. Se painoi noin 9445 kiloa (4,7 lyhyttä tonnia; 4,3 t). Peruslaskentayksiköt piti synkronoida ja käyttää mekaanisesti, joten niitä käytettiin 15 metrin käyttöakselilla, joka oli kytketty 5 hevosvoiman (3,7 kW) sähkömoottoriin, joka toimi päävirtalähteenä ja järjestelmän kellona . IBM -arkistosta:
Automaattinen sekvenssiohjattu laskin (Harvard Mark I) oli ensimmäinen kone, joka pystyi suorittamaan pitkiä laskelmia automaattisesti. Harvardin yliopiston tohtori Howard Aikenin suunnittelema projekti Mark I rakennettiin IBM: n insinöörien toimesta Endicottissa, NY. ja ohjauspiirit, kaikki vain muutaman tuuman syvyydessä. ASCC käytti 800 mailia (800 km) johtoa, jossa oli kolme miljoonaa liitäntää, 3500 moninapaista relettä, joissa oli 35 000 kosketinta, 2225 laskuria, 1464 tenpole -kytkintä ja 72 lisäyskoneen tasoa, joista jokaisella oli 23 merkittävää lukua. Se oli alan suurin sähkömekaaninen laskin.
Mark I: n kotelon on suunnitellut futuristinen amerikkalainen teollinen suunnittelija Norman Bel Geddes . Aiken piti kehitettyä koteloa resurssien tuhlauksena, koska laskentateho oli suuri kysyntä sodan aikana ja varoja (50 000 dollaria tai enemmän Grace Hopperin mukaan ) olisi voitu käyttää uusien tietokonelaitteiden rakentamiseen.
Operaatio
Mark I: ssä oli 60 sarjaa 24 kytkintä manuaaliseen tietojen syöttämiseen, ja niihin mahtui 72 numeroa, joista jokainen oli 23 desimaalin pituinen. Se voi tehdä 3 lisäystä tai vähennystä sekunnissa. Kertolasku kesti 6 sekuntia, jako 15,3 sekuntia ja logaritmi tai trigonometrinen funktio kesti yli minuutin.
Mark I luki sen ohjeet 24-kanavaisesta rei'itetystä paperinauhasta . Se suoritti nykyisen käskyn ja luki sitten seuraavan. Erillinen nauha voi sisältää numeroita syötettäväksi, mutta nauhamuodot eivät olleet vaihdettavissa. Tallennusrekisterien ohjeita ei voitu suorittaa. Tämä tietojen ja ohjeiden erottaminen tunnetaan Harvardin arkkitehtuurina (vaikka tämän erottelun tarkka luonne, joka tekee koneesta Harvardin eikä Von Neumannin , on hämärtynyt ajan myötä; katso Muokattu Harvardin arkkitehtuuri ).
Pääjärjestysmekanismi oli yksisuuntainen. Tämä tarkoitti sitä, että monimutkaisten ohjelmien piti olla fyysisesti pitkiä. Ohjelmasilmukka suoritettiin avaamalla silmukka tai liittämällä ohjelman sisältävän paperinauhan loppu takaisin nauhan alkuun (kirjaimellisesti luomalla silmukka ). Aluksi ehdollinen haarautuminen Mark I: ssä suoritettiin manuaalisesti. Myöhemmät muutokset vuonna 1946 ottivat käyttöön automaattisen ohjelman haarautumisen ( aliohjelman kutsulla). Mark I: n ensimmäiset ohjelmoijat olivat tietotekniikan edelläkävijöitä Richard Milton Bloch , Robert Campbell ja Grace Hopper . Siellä oli myös pieni tekninen tiimi, jonka tarkoituksena oli todella käyttää konetta, joista osa oli IBM: n työntekijöitä ennen kuin heidät vaadittiin liittymään laivastolle työskentelemään koneella. Tämä tekninen tiimi ei saanut tietoa työnsä tarkoituksesta Harvardissa ollessaan.
Ohjelmointinauha, jossa näkyvät ohjelmointikorjaukset
Ohjeiden muoto
Syöttönauhan 24 kanavaa jaettiin kolmeen kahdeksan kanavan kenttään. Jokaiselle varaajalle , kullekin kytkinjoukolle ja tulo-, lähtö- ja aritmeettisille yksiköille liittyville rekistereille annettiin yksilöivä tunnistusindeksinumero. Nämä numerot esitettiin binäärinä ohjausnauhalla. Ensimmäinen kenttä oli binaarinen indeksi operaation tulos, toinen oli lähde peruspiste toiminnan ja kolmas kenttä oli koodi , että toimenpide voidaan suorittaa.
Osallistuminen Manhattan -projektiin
Vuonna 1928 LJ Comrie otti ensimmäisenä IBM: n "rei'itetyt korttilaitteet tieteelliseen käyttöön: tähtitieteellisten taulukoiden laskemisen äärellisten erojen menetelmällä, kuten Babbage 100 vuotta aiemmin kuvitteli Difference Engine -laitteelleen". Hyvin pian IBM alkoi muokata tabulaattoreitaan helpottaakseen tällaista laskentaa. Yksi näistä vuonna 1931 rakennetuista tabulaattoreista oli The Columbia Difference Tabulator.
John von Neumannilla oli tiimi Los Alamosissa, joka käytti "modifioituja IBM: n rei'itettyjä korttikoneita" määrittäessään tuhoamisen vaikutukset. Maaliskuussa 1944 hän ehdotti ajavansa tiettyjä Mark I: n räjähdysongelmia, ja vuonna 1944 hän saapui kahden matemaatikon kanssa kirjoittamaan simulaatio -ohjelman ensimmäisen atomipommin räjähdyksen tutkimiseksi .
Los Alamos -ryhmä sai työnsä päätökseen paljon lyhyemmässä ajassa kuin Cambridge -ryhmä. Kuitenkin Meistomallinteen-kortin koneen toiminnan laskennallisiin arvoihin kuuden desimaalin tarkkuudella, kun taas Mark I laskennallisiin arvoihin kahdeksaantoista desimaalin tarkkuudella . Lisäksi Mark I integroi osittaisen differentiaaliyhtälön paljon pienemmällä aikavälillä [tai pienemmällä silmäkoko] ja saavutti siten paljon suuremman tarkkuuden .
"Von Neumann liittyi Manhattan -projektiin vuonna 1943 ja työskenteli valtavan määrän atomipommin rakentamiseen tarvittavien laskelmien parissa. Hän osoitti, että räjähdyssuunnittelu, jota myöhemmin käytettiin Trinity- ja Fat Man -pommissa, oli todennäköisesti nopeampi ja tehokkaampi. kuin aseen suunnittelu. "
Aiken ja IBM
Aiken julkaisi lehdistötiedotteen, jossa hän ilmoitti Mark I: n olevan ainoa keksijä. James W. Bryce oli ainoa mainittu IBM -henkilö, vaikka useat IBM: n insinöörit, mukaan lukien Clair Lake ja Frank Hamilton, olivat auttaneet rakentamaan erilaisia elementtejä. IBM: n puheenjohtaja Thomas J. Watson oli raivoissaan ja osallistui vastahakoisesti vihkiäisseremoniaan 7. elokuuta 1944. Aiken puolestaan päätti rakentaa uusia koneita ilman IBM: n apua, ja ASCC tuli yleisesti tunnetuksi Harvard Mark I ". IBM rakensi valikoivan sekvenssin elektronisen laskimensa (SSEC), jolla testataan uutta tekniikkaa ja tuodaan lisää julkisuutta yrityksen omiin ponnistuksiin.
Seuraajat
Mark I: tä seurasivat Harvard Mark II (1947 tai 1948), Mark III/ADEC (syyskuu 1949) ja Harvard Mark IV (1952) - kaikki Aikenin teokset. Mark II oli parannus Mark I: een, vaikka se perustui edelleen sähkömekaanisiin releisiin . Mark III käytti enimmäkseen elektronisia komponentteja - tyhjiöputkia ja kristallidiodeja - mutta sisälsi myös mekaanisia komponentteja: pyörivät magneettiset rummut säilytykseen sekä releet tietojen siirtämiseen rummujen välillä. Mark IV oli täysin elektroninen ja korvasi jäljellä olevat mekaaniset komponentit magneettisella ytimen muistilla . Mark II ja Mark III toimitettiin Yhdysvaltain laivaston tukikohtaan Dahlgreniin, Virginiaan . Mark IV rakennettiin Yhdysvaltain ilmavoimille , mutta se jäi Harvardille.
Mark I purettiin vuonna 1959, ja osa siitä esiteltiin tiedekeskuksessa osana Harvardin historiallisten tieteellisten instrumenttien kokoelmaa . Se esiteltiin Allstonin uudessa tiede- ja tekniikkakompleksissa heinäkuussa 2021. Muut alkuperäisen koneen osat siirrettiin IBM: lle ja Smithsonian Institutionille .
Katso myös
- Ero-moottori , uraauurtava 1800-luvun mekaaninen tietokone
- Tietokonelaitteiston historia
- Muut varhaiset tietokoneet:
- Zuse Z3 (Saksa)
- Atanasoff – Berry Computer (Yhdysvallat)
- Colossus (Iso -Britannia )
- ENIAC (Yhdysvallat)
- EDSAC (Iso -Britannia )
- Manchester Mark 1 (Iso -Britannia)
- CSIRAC (Australia)
- MESM (Neuvostoliitto)
- WEIZAC (Israel)
- IBM SSEC (Yhdysvallat)
- ARRA (Alankomaat)
- DASK (Tanska)
- BESK (Ruotsi)
- AKAT-1 (Puola)
Viitteet
- Huomautuksia
- Julkaisut
- Cohen, Bernard (2000). Howard Aiken, Tietokoneen edelläkävijän muotokuva . Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN 978-0-2625317-9-5.
- Cohen, Bernard, toim. (1999). Tee numeroita . Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN 0-262-03263-5.
- Campbell, Robert (1999), Aikenin ensimmäinen konejulkaisussa Cohen 1999 , s. 31–63
- Copeland, Jack (2006), Kone konetta vastaanjulkaisussa Copeland 2006 , s. 64–77 harvnb -virhe: useita kohteita (2 ×): CITEREFCopeland2006 ( ohje )
- Copeland, B. Jack , toim. (2006), Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers , Oxford: Oxford University Press, ISBN 978-0-19-284055-4
- Zuse, Konrad (1993). Tietokone - elämäni . Berliini: Pringler-Verlag. ISBN 0-387-56453-5.
Ulkoiset linkit
- Cruz, Frank da (elokuu 2004). "IBM: n automaattinen sekvenssiohjattu laskin" . Columbian yliopiston laskentahistoria . Haettu 23. huhtikuuta 2011 .
- Suullinen historiahaastattelu Robert Hawkinsin kanssa Charles Babbage -instituutissa , Minnesotan yliopisto, Minneapolis. Hawkins keskustelee Harvard-IBM Mark I -projektista, jonka parissa hän työskenteli Harvardin yliopistossa teknikkona, sekä Howard Aikenin johtamisesta projektissa.
- Suullinen historiahaastattelu Richard M.Blochin kanssa Charles Babbage -instituutissa , Minnesotan yliopisto, Minneapolis. Bloch kuvailee työtään Harvardin laskentalaboratoriossa Howard Aikenille Mark I.
- Suullinen historiahaastattelu Robert VD Campbellin kanssa Charles Babbage -instituutissa , Minnesotan yliopisto, Minneapolis. Campbell käsittelee Harvardin ja IBM: n panosta Mark I -projektiin.
- IBM -arkisto: IBM ASCC Reference Room
- [1] , kirjan otteen verkkosivu, jossa on kuvituksia, Herb Grosch , Grosch, Herbert RJ (1991). Tietokone: Bittiviipaleita elämästä . Kolmannen vuosituhannen kirjat. ISBN 0-88733-085-1. (Kolmas painos verkossa vuonna 2003)
- [2] Popular Science, lokakuu 1944, sivu 86.
- ASCC -käyttöopas (PDF)
- Kuva koneen osista: "IBM ASCC-Mark I tietokoneella kehystetty valokuva | Objektit | Historiallisten tieteellisten instrumenttien kokoelma" . waywiser.rc.fas.harvard.edu .