Появление универсального компьютера

Война разрасталась, военные разработки требовали ускорения, Лаборатория баллистических исследований министерства обороны США не справлялась с работой и в конце концов была вынуждена обратиться за помощью. В расположенном наподалеку Высшем техническом училище Пенсильванского университета был создан вспомогательный вычислительный центр. Училище располагало дифференциальным анализатором, однако двое сотрудников вычислительного центра, Джон У. Мочли и Дж. Преспер Экерт, вознамерились придумать кое-что получше.

9 апреля 1943 г.—в день, когда Экерту исполнилось 24 года,—армия заключила с училищем контракт на $400000, предусматривающий создание компьютера “Эниак”. Группа специалистов, работавшая над этим проектом, в конечном счете выросла до 50 человек. Мочли был главным консультантом проекта, Экерт—главным конструктором. Разные по своему характеру и привычкам эти два человека прекрасно дополняли друг друга.

Конструкция машины выглядела фантастически сложной—предполагалось, что она будет содержать 17 468 ламп. Такое обилие ламп отчасти объяснялось тем, что “Эниак” должен был работать с десятичными числами. Мочли предпочитал десятичную систему счисления, ибо хотел, чтобы “машина была понятна человеку”. Однако столь большое количество ламп, которые, перегреваясь, выходили из строя, приводило к частым поломкам. При 17000 ламп, одновременно работающих с частотой 100000 имп./с, ежесекундно возникало 1,7 млрд. ситуаций, в которых хотя бы одна из ламп могла не сработать. Экерт решил эту проблему, позаимствовав прием, который широко использовался при эксплуатации больших электроорганов в концертных залах: на лампы стали подавать несколько меньшее напряжение, и количество аварий снизилось до одной-двух в неделю.

В конце 1945 г., когда “Эниак” был наконец собран и готов к проведению первого официального испытания, война, нуждам которой он был призван служить, окончилась. Однако сама задача, выбранная для проверки машины,—расчеты, которые должны были ответить на вопрос о принципиальной возможности создания водородной бомбы,—указывала на то, что роль компьютера в последние годы и годы “холодной войны” не снижалась, а скорее возростала.

“Эниак” успешно выдержал испытания, обработав около миллиона префокарт фирмы IBM. Спустя два месяца машину продемонстрировали представителям прессы. По своим размерам (около 6 м в высоту и 26 м в длину) этот компьютер более чем вдвое превосходил “Марк-1” Говарда Эйкена. Однако двойное увеличение в размерах сопровождалось тысячекратным увеличением в быстродействии. По словам одного восхищенного репортера, “Эниак” работал “быстрее мысли”.

Возможности программ, хранимых в памяти

Не успел “Эниак” вступить в эксплуатацию, как Мочли и Экерт уже работали по заказу военных над новым компьютером. Главным недостатком компьютера “Эниак” были трудности, возникавшие при изменении вводимых в него инструкций, т. е. программы. Объема внутренней памяти машины едва хватало для хранения числовых данных используемых в расчетах. Это означало, что программы приходилось буквально впаивать в электронные схемы машины. Если требовалось перейти от вычислений баллистических таблиц к расчету параметров аэродинамической трубы, то приходилось бегать по комнате, подсоединяя и отсоединяя сотни контактов, как на ручном телефонном коммутаторе. В зависимости от сложности программы такая работа занимала от нескольких часов до двух дней. Это было достаточно веским аргументом, чтобы отказаться от попыток использовать “Эниак” в качестве универсального компьютера.

Следующая модель—машина “Эдвак” (EDVAC, от Electronic Discrete Automatic Variable Computer—электронный дискретный переменный компьютер)—была уже более гибкой. Ее более вместительная внутренняя память содержала не только данные, но и программу. Инструкции теперь не “впаивались” в схемы аппаратуры, а записывались электронным образом в специальных устройствах, о которых Экерт узнал работая над созданием радара: это заполненные ртутью трубки, называемые линиями задержки. Кристаллы, помещенные в трубку, генерировали импульсы, которые, распространяясь по трубке, сохраняли информацию, как ущелье “хранит” эхо. Существенно и то, что “Эдвак” кодировал данные уже не в десятичной системе, а в двоичной, что позволило значительно сократить количество электронных ламп.