Дивовижний комп'ютер: Історія ENIAC



/ фото terren in Virginia CC

Ми у 1cloud пишемо не лише про свій досвід розробки, але розповідаємо про технологіях, пов'язаних з різними аспектами функціонування хмарних сервісів. Сьогодні ми звернемося до історії і поговоримо про ENIAC.

Цей дивовижний комп'ютер ознаменувала цілу епоху. Вся історія інформатики і обчислень розділилася з його створенням на до і після. Подивимося, на його розквіт і те, що стало з цією приголомшливою машиною після того, як вона відслужила своє.

Навіщо знадобився ENIAC і звідки в ІТ прийшло слово «комп'ютер»

ENIAC, вінець американської інженерної думки сорокових років, створювався (як і багато інновації) за замовленням військових – і це не дивно, адже в розпал Другої Світової армії США були як ніколи потрібні балістичні таблиці. Ці таблиці необхідні були артилеристам для точної стрільби і враховували безліч показників, що впливають на траєкторію польоту снаряда.

До 1943 Лабораторія балістичних досліджень, в якій велася робота по розрахунку таблиць (вручну з використанням «настільного калькулятора»), ледве справлялася зі зростаючим обсягом обчислень. Тоді-то її представники звернулися до Електротехнічну школу Мура при Пенсільванському університеті в розрахунку на те, що вчені допоможуть автоматизувати роботу «комп'ютерів».

Комп'ютерами тоді називали клерків, які займалися розрахунком таблиць (тобто «компьютингом»). Саме тому ENIAC стали також називати комп'ютером – за аналогією з сотнями людей, які розв'язували ті ж завдання вручну. Друга світова справила великий вплив на розвиток інформаційних технологій і зокрема на створення ENIAC незважаючи на те, що сам комп'ютер був готовий до роботи лише восени 1945 року. Тим не менш, для розрахунку таблиць його все-таки використовували, хоча найбільш значиму роль ENIAC зіграв у створенні набагато більш грізного зброї, ніж просто точно потрапляє в ціль снаряд – на ньому виконувалися розрахунки при моделюванні термоядерного вибуху.

Технології до ENIAC

На момент появи ENIAC більшість розрахунків – як в побутових, так і в наукових цілях – все ще проводилося «вручну», тобто без використання якого б то не було «розумної» техніки. Людина з папером і олівцем може скласти два числа довжиною в 10 цифр приблизно за 10 секунд. З кишеньковим калькулятором – за 4 секунди. Гарвардський Mark 1 був останнім електромеханічним комп'ютером і міг скласти два десятизначных числа за 0,3 секунди, в десять разів швидше, ніж людина.

В одному з интервью, записаному сином його близького друга в 1989 році (і виданому лише у 2006), Джон Преспер Еккерт, один з тих, хто зробив найбільш вагомий внесок у створення ENIAC, згадує, що під час його навчання в електротехнічній школі Мура було два «аналізатора» – копії машини Вэнивара Буша з MIT.

Ці аналізатори могли вирішувати лінійні диференціальні рівняння – але не більше того. При цьому аналізатор Буша залишався механічним пристроєм. Еккерт же хотів створити електронний обчислювач, тому першою його ідеєю було удосконалення аналізатора Буша:

Ми додали [...] більше 400 електронних ламп, що, як і все, що пов'язане з електронікою, було непросто зробити. [...] Згодом мені захотілося перевірити, чи можна зробити весь обчислювальний процес «електронним». Я поговорив про це з Джоном Мокли.
В результаті з'явився ENIAC – перший електронний цифровий комп'ютер, який міг скласти ті самі два десятизначных числа за 0,0002 секунди – в 50 000 разів швидше людини, в 20 000 разів швидше калькулятора і в 1 500 разів швидше, ніж Mark 1. А для спеціалізованих наукових обчислень він був ще швидше. При цьому у вчених не було ані необмеженого запасу часу, ні права на помилку:

Вся суть в тому, що ми зробили машину, яка не зазнала невдачі. Якби проект не добився результату, розробки в цій області сповільнилися б надовго. Зазвичай люди будують прототипи, бачать свої помилки і починають роботу заново. Ми не могли так. Ми повинні були зробити таку машину, яка заробила б з першого разу.


/ фото Marcin Wichary CC

Джон Преспер Еккерт – один з «батьків» ENIAC

До моменту початку роботи над першим повністю електронним комп'ютером, придатним до практичного використання, Джону Пресперу Эккерту було всього 24 роки. До речі, на проекті він був в числі провідних інженерів і одним з небагатьох, хто працював над ENIAC на повну ставку. Еккерт розповідав, що все над ENIAC працювали близько 50 осіб, з них інженерів і представників технічних напрямів було 12. Джон Вільям Мокли, ще один знаменитий «со-засновник» ENIAC, суміщав цю роботу з іншими проектами.

Ми звикли думати, що в 24 роки більшість молодих людей тільки закінчує навчання в університеті, і вже ніяк не отримує провідну роль у важливому і терміновому проекті, який курирує військове відомство. Сам Еккерт говорив, що, незважаючи на досить невеликий вік, він був добре підготовлений до цієї роботи:

Еккерт говорив, що своєрідною «школою», яка допомогла йому почати роботу над комп'ютером, стало його захоплення електротехнікою. Еккерт народився у Філадельфії, в дні його молодості називалося «Долиною електронних ламп» (Vacuum Tube Valley): саме там спочатку виготовлялася основна маса радіоприймачів і телевізорів, що виробляються в США. Не дивно, що ще підлітком Еккерт працював над проектом простенького телевізора в лабораторії Фарнсуорта (він приєднався до Філадельфійському Клубу Інженерів), а, ставши трохи старше, займався проблемами радарів.

Першу власну розробку Еккерт запатентував у віці 21 року і згодом (як до, так і після ENIAC) працював над десятками винаходів. Однак, незважаючи на все це, він не вважає, що без нього створення комп'ютера було б неможливо:

Кожен винахідник робить свою роботу на підставі результатів діяльності інших вчених. І якщо б не я побудував ENIAC, це зробив би хтось інший. Все, що робить винахідник – прискорює процес.

Міфи і реальність

Зрозуміло, на початку п'ятдесятих ніхто і помислити не міг, що сучасні комп'ютери будуть уміщатися на долоні. Еккерт згадує: Джон Мокли вважав, що всьому світові буде потрібно не більше шести комп'ютерів. Це не дивно – в робочому стані ENIAC займав площу близько 1800 квадратних футів [ок. 167 кв. м.] і важив 27 тонн.

ENIAC був трохи менше 18 000 електронних ламп. За спогадами Еккерта, в розпорядженні проекту були всі лампи, які могли надати їм постачальники. Розробники використовували 10 типів ламп, «хоча [технічно] вистачило б і чотирьох типів» – просто їх загальної кількості було недостатньо.

Зроблено це було в надії таким чином знизити ймовірність поломки. Теоретично у ENIAC була величезна кількість точок відмови (1,8 мільярда варіантів відмови в секунду), із-за чого багатьом ідея практичного використання комп'ютера здавалася неймовірною. Тим не менш, ламався ENIAC не так вже й часто – всього один раз в 20 годин.

З-за того, що машина використовувала просто величезна кількість ламп (і була безпрецедентним винаходом по тим часам), навколо ENIAC постійно ходили різноманітні міфи і чутки. Наприклад, популярністю користується історія про те, що працюючий ENIAC вирубував світ у всій Філадельфії – Еккерт в інтерв'ю її спростував. Кажуть ще, що хтось повинен був бігати у машини з коробкою ламп та замінювати по одній лампі кожні кілька хвилин. Це ще один міф.

Багато хто просто не вірили в можливості повністю електронного комп'ютера – звідси і міф про те, що він міг виконувати лише примітивні арифметичні дії. Проте цього було явно недостатньо для того, щоб радикально прискорити складання таблиць стрільби – насправді ENIAC міг вирішувати диференціальні рівняння другого порядку. Точно такий же вигадкою є і перебільшено шанобливе ставлення до комп'ютера – Еккерт у своєму інтерв'ю категорично заперечує нібито «факт» того, що військові віддавали машині честь.

На думку Джона Еккерта, роль Джона фон Неймана в розробці ENIAC теж сильно перебільшена. Тим не менш, кумедні випадки в історії ENIAC все-таки відбувалися. Наприклад, чистою правдою Еккерт називає «мишачий тест»:

Ми знали, що миші будуть гризти ізоляційний шар дротів, тому взяли всі зразки проводів, які могли знайти, і поклали їх у клітку з мишами, щоб подивитися, яку ізоляцію вони не стануть їсти. Ми використовували лише ті дроти, які пройшли «мишачий тест».


/ фото Marcin Wichary CC

після

ENIAC став родоначальником цілого напряму в ІТ. По відношенню до сьогоднішніх комп'ютерів він займає приблизно таке ж місце, як лампочка Едісона – до сучасних ламп.

Незважаючи на свою значимість для військових завдань початку Холодної війни і для розвитку всієї галузі інформаційних технологій, ENIAC після закінчення його роботи (комп'ютер б вимкнений 2 жовтня 1955 року) чекала незавидна доля. Комп'ютер, що представляє історичну цінність, фактично згнив на військових складах.

40 панелей комп'ютера, вагою майже 390 кілограмів кожна, після урочистої зупинки розділили. Частина панелей опинилася в руках університетів: одна була пожертвувана Університету Мічигану, ще пару придбав Смітсонівський Інститут. Однак інші панелі просто відправили на склади – система записів на деяких з них велася недостатньо ретельно, йшли роки, і нове керівництво, приходячи на роботу, вже не підозрювало, що купа металу в тому чи іншому ангарі представляє хоч якусь цінність.

Пошуками того, що залишилося від ENIAC, зайнялася команда мільярдера Росса Перо, коли той вирішив розшукати раритети зі світу технологій для декорування свого офісу. З'ясувалося, що частина панелей колись була перевезена з випробувального полігону в Абердіні (штат Меріленд) у Форт Сілла в Оклахомі у військовий музей польової артилерії.

Куратор музею був в шоці, дізнавшись, що в музеї знаходився найбільший у світі блок ENIAC – в загальній складності дев'ять панелей, всі з яких зберігалися в безіменних дерев'яних ящиках, які ніхто не відкривав багато років. Представники Форту Сілла заявили, що їм невідомо, як у них виявилася практично чверть комп'ютера ENIAC.

Форт Сілла погодився віддати Перо панелі в обмін на обіцянку, що залишки ENIAC відреставрують хоча б зовні. Інженерам, які взялися за справу, відразу стало ясно – в робочий стан комп'ютер привести не вийде хоча б тому, що для цього знадобилися б всі 40 панелей, не кажучи про всіх інших компонентах і втрачених знаннях. Тому перед ними постала більш просте завдання: зробити те, що залишилося від ENIAC, хоча б зовні схожим на епохальний комп'ютер в період його розквіту.

Панелі очистили від пилу і іржі, обробили піскоструминним апаратом і заново покрили фарбою, після чого акуратно припаяли до них нові лампи (для виду, звичайно). Якийсь час оновлені панелі перебували в офісі Perot Systems, однак після її злиття з Dell керівництво прийняло рішення повернути відреставровані блоки ENIAC в музей Форту Сілла. На жаль, від колишньої величі цього комп'ютера залишилася тільки оболонка – та й та не повністю збереглася.

Співробітники Росса Перо порівнюють ENIAC з Ковчегом Завіту з фільму про Індіану Джонса – він точно так само виявився остаточно втрачений, незважаючи на всю свою важливість, тому що військові музеї та склади навіть не підозрювали про те, що саме стільки років зберігалося в їх запасниках. Тим не менше, кілька років тому в Dell ще говорили про спроби відшукати інші не зруйновані остаточно панелі ENIAC – залишається сподіватися, що вони все ще існують.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.