В феврале этого года нашему привычному персональному компьютеру исполнилось 75 лет. Правда основатель рода ПК был так же далек от современных ноутбуков, компьютеров и планшетов, как воздушный шар от авиалайнера.
Прародителем современных компьютеров считается ЭНИАК. По большому счету самым первым компьютером его назвать сложно, однако именно он представлял из себя хоть что-то похожее на компьютер, ведь с помощью перепрограммирования его можно было настроить на решение задач широкого спектра. А первым его заданием стало математическое моделирование термоядерного взрыва супербомбы. Впрочем, ЭНИАК оказался в какой-то степени пацифистом и с поставленной задачей не справился. Разве что при сильном упрощении специальной формулы.
Да, представьте себе, создавали компьютер отнюдь не с целью серфить по Интернету, а тем более играть в игры.
Дитя войны и… метеорологии
История электронных вычислительных машин началась, как и многое другое с войны. Со Второй мировой. Что неудивительно: любая война — это не только противостояние армий, но и гонка ученых умов и технологий.
На сей раз сотрудники Лаборатории баллистических исследований министерства обороны США работали над созданием таблиц баллистики, в которых нуждались артиллеристы на полях сражений. Значение таблиц было очень велико: они помогали солдатам корректировать наводку орудия с учётом расстояния до цели, её высоты над уровнем моря, метеорологических условий, таких как температура воздуха, скорость и направление ветра и др.
В те времена, вышеупомянутые расчеты баллистических таблиц проводились вручную на настольных арифмометрах. Чтобы рассчитать всего одну траекторию, приходилось выполнять от 750 до 1000 арифметических операций. А любая таблица включала в себя почти 2000 траекторий.
Между тем в войну втягивались новые государства, площадь боевых действий разрасталась. Лаборатория, проводившая баллистические расчеты не справлялась и в итоге запросила помощь. Так, в расположенном неподалеку Высшего технического училища Пенсильванского университета, появился вспомогательный вычислительный центр. В училище был свой дифференциальный анализатор, однако, ученый вышеупомянутого университета Джон Уильям Мокли и студент с отличными инженерными способностями Джон Преспер Экерт предложили более совершенное решение… Еще раз подтвердив мнение, что инженеры – воистину ленивые, но гениальные люди.
Джон Мокли, физик, по совместительству занимающийся метеорологией, давно задумывался о создании устройства, способного применить методы статистики для прогнозирования погоды. Еще перед Второй Мировой он сконструировал несколько несложных цифровых счётных устройств на электронных лампах.
В августе 1942 года Мокли написал семистраничный труд «The Use of High-Speed Vacuum Tube Devices for Calculation», в котором он предлагал Институту построить электронную вычислительную машину, основу которой составляли бы вакуумные лампы. К сожалению, руководство Института не уделило вниманием работу и отправило ее в архив, после чего следы труда теряются.
Сотрудничество Института Мура с Лабораторией Баллистики по вычислению таблиц стрельбы велось через Германа Голдстайна, капитана армии США, который до поступления на службу работал профессором математики в Университете штата Мичиган. В начале 1943 года из случайной беседы с работником Института Голдстайн узнал об идее электронного вычислителя Мокли и сразу же оценив значение предлагаемого проекта компьютера, начал хлопотать от имени военного командования, чтобы проект приняли к разработке. Они встретились и Герман предложил Джону составить и подать заявку в Лабораторию, ведь для постройки вычислительной машины требовались немалые средства. Мокли смог восстановить свой документ из 7 страниц, после чего работа закипела.
9 апреля 1943 года, в день, когда Д.Экерту исполнилось 24 года, армия заключила с учеными контракт почти на $400 тыс. долларов на создание компьютера ЭНИАК (аббревиатура от Electronic Numerical Integrator and Computer — что в переводе: Электронный числовой интегратор и вычислитель).
В середине июля 1944 года Мокли и Эккерт собрали два первых «аккумулятора» — модули, которые использовались для сложения чисел. Соединив их вместе, они перемножили два числа 5 и 1000 и получили верный результат. Этот результат был продемонстрирован руководству Института и Баллистической лаборатории и доказал всем скептикам, что электронный компьютер действительно может быть построен.
Компьютер был полностью готов лишь осенью 1945 года. Так как война к тому времени уже была закончена и острой необходимости в быстром расчете таблиц стрельбы уже не было, военное ведомство США решило использовать ЭНИАК в расчетах по разработке термоядерного оружия.
Будучи сверхсекретным проектом Армии США, компьютер был представлен публике и прессе лишь много месяцев спустя после окончания войны — 14 февраля 1946 года.
Когда размер имеет значение
Надо сказать, выглядел ЭНИАК впечатляюще. Это был агрегат 30 метров в длину, 4 в ширину и 6 в высоту. Весила эта громадина тоже солидно – 27 тонн (кто там жаловался, что двухкилограммовый ноутбук – это слишком тяжело?). Потребляемая мощность этого монстра составляла 174 кВт (для сравнения, нынешние компьютеры потребляют 0,5 кВт.), а тактовая частота была 100 кГц.
На его создание ушло более чем 200 тыс. человеко-часов и $500 тыс. Всего комплекс включал в себя 17 468 ламп 16 различных типов, 7,2 тыс. кремниевых диодов, 1,5 тыс. реле, 70 тыс. резисторов и 10 тыс. конденсаторов.
Кроме того, у ЭНИАК было несколько электромеханических частей. В частности, релейный регистр, служивший буфером между электронными аккумуляторами и перфораторными машинами от IBM, использовавшимися для ввода и вывода.
Компьютер мог совершать 5 тыс. сложений в секунду, если не… ломался.Дело в том, что выход из строя одной детали означал остановку работы всей машины и необходимость замены. Всего существовало 1,8 млрд вариантов отказа в каждую секунду — до этого человечество не создавало ни один прибор такой сложности и с таким требованием к надежности.
Послужной список
Как мы уже говорили широкой общественности ЭНИАК представили в 1946 году. Во время презентации перед собравшимися важными шишками и прессой операторы притворились, что включают машину (хотя она, конечно, всегда была включена), провели на ней несколько церемониальных подсчетов, вычислив баллистическую траекторию, чтобы продемонстрировать небывалую скорость электронных компонентов. После этого работники раздали пробитые перфокарты с этих расчетов всем присутствующим.
За 1946 год ЭНИАК решил несколько более реальных проблем. В частности это был набор подсчетов по потоку жидкостей (например, для обтекания крыла самолета) для британского физика Дугласа Хартри. Или еще один набор расчетов для моделирования имплозии ядерного оружия. А также подсчеты траекторий для новой девяностомиллиметровой пушки в Абердине.
Главный недостаток ЭНИАКа заключался в трудном изменении вводимых в него инструкций (программы). Объема внутренней памяти машины едва хватало для хранения числовых данных, используемых в расчетах. Если нужно было перейти от вычислений таблиц баллистики к расчету параметров аэродинамической трубы, то приходилось бегать по комнате как при пожаре, подсоединяя и отсоединяя сотни контактов. В зависимости от сложности программы данная работа могла занять часы, если не дни. Это и стало достаточно веским аргументом, чтобы отказаться от попыток использовать ЭНИАК в качестве универсального компьютера.
Посему он был разобран и сменил место прописки с Университета Пенсильвании на Лабораторию баллистических исследований Армии США. В результате чего замолчал почти на полтора года. На новом месте машина блестяще продемонстрировала, что военный полигон и тонкая техническая натура несовместимы. В результате для того, чтобы ЭНИАК выполнял хоть какую-то полезную работу, понадобилась крупная модернизация, закончившейся в марте 1948.
В общей сложности ЭНИАК проработал более 10 лет и был окончательно выключен 2 октября 1955 года в 23:45. Город Абердин. Лаборатория баллистики. Но это уже не имело значения. Никому не было дела до ЭНИАК. Уже шла гонка по созданию его преемника. Джина выпустили из бутылки…
