IAS kone

IAS-machine ( eng.  IAS machine , kirjaimellisesti: Machine of the Institute for Advanced Study ) on yksi ensimmäisistä elektronisista tietokoneista, jotka on rakennettu Institute for Advanced Studyssa ( IAS, Institute of Advanced Studies ) Princetonissa, pc. New Jersey, USA . Tietokonetta kutsutaan joskus myös " von Neumann-koneeksi ", koska se kehitettiin John von Neumannin [1] johdolla hänen ollessa sekä Institute for Advanced Studyssa että matematiikan professorina Princetonin yliopistossa . Tietokone on valmistettu vuosina 1945-1951.

Tietokoneen yleinen suunnittelu tuli tunnetuksi " von Neumann-arkkitehtuurina " (tai " Princeton-arkkitehtuurina " toisin kuin " Harvard-arkkitehtuurina "), ja se toimi mallina muille vastaaville tietokoneille Yhdysvalloissa ja ympäri maailmaa.

Luontihistoria

Ajatusta koneen luomisesta harkitsi von Neumann jo marraskuussa 1945, kun Moore-instituutti oli juuri saanut päätökseen ensimmäisen elektronisen tietokoneen ENIAC -työskentelyn ja aloitti työskentelyn seuraavan tietokoneen - EDVAC :n - parissa . Toisen maailmansodan päättymisen yhteydessä hankkeen osallistujien velvollisuudet sotilasosastoa kohtaan olivat umpeutuneet, ja demobilisoinnin jälkeen jokainen heistä sai vapaasti jatkaa uraansa oman harkintansa mukaan. Moore Instituten kanssa keksintöjen tekijänoikeuksia koskevien kiistojen vuoksi maaliskuussa 1946 Eckert ja Mauchly jättivät projektin ja päättivät perustaa kaupallisen tietokonevalmistusyrityksen . Von Neumann päätti palata Institute for Advanced Study (IAS) -instituuttiin, jossa hän halusi jatkaa työskentelyä uuden tieteellisen suunnan - elektronisten tietokoneiden ja niiden sovellusten tieteessä - parissa. Muita paikkoja, joita von Neumann harkitsi kesällä 1945, olivat Massachusetts Institute of Technology ja Chicagon yliopisto [3] .

IAS:n valinta tietokoneen luomispaikaksi oli hyvin epätavallinen, koska Advanced Study -instituutti harjoitti yksinomaan teoreettista tiedettä, eikä sillä ollut laboratorioita ja laitteita kokeiden suorittamiseen, ei edes tilaa insinööreille. [4] . Siitä huolimatta sähköistä tietokoneprojektia (” Electronic Computer Project ”, kuten instituutissa virallisesti kutsuttiin) tukivat instituutin johtavat tutkijat, erityisesti Oswald Veblen ja instituutin johtaja Frank Aydelotte [5] , ja sai myös taloudellista tukea RCA -yhtiöltä , joka hoiti kaikki projektin tyhjiöputkien toimittamiseen liittyvät asiat , sekä Yhdysvaltain armeijan (Army Ordnance Department) ja merivoimien (Office of Naval Research) osastoilta: von von Neumann vakuutti laivastoosaston, että IAS-konetta voitaisiin käyttää numeeriseen sääennusteeseen . Von Neumann ehdotti prototyypiksi IAS-koneen luomista, jolla testattaisiin erilaisia ​​laskentamenetelmiä ja teknologioita. IAS-koneen kuvassa ja kaltaisessa muodossa useat tietokoneita tarvitsevat laitokset rakentavat omat koneensa ja säästävät näin tutkimusrahojaan [6] .

Maaliskuussa 1946 Julian Bigelow nimitettiin projektin pääinsinööriksi. Von Neumannista tuli projektin johtaja. Herman Goldstein (projektin apulaisjohtaja), Arthur Burks, Robert Shaw ja John Davis muuttivat EDVAC - projektista poistuttuaan Moore Institutesta . Von Neumann tarjosi pääinsinöörin paikkaa Eckertille, mutta perui tarjouksensa, kun kävi selväksi, että Eckert aikoi aloittaa liiketoiminnan. Projektiin osallistuivat myös James Pomerene (James Pomerene), Ralph Schlutz (Ralph J. Slutz), Willis Weir (Willis H. Ware). Koko projektin aikana tiimin henkilömäärä ei ylittänyt kuutta [7] . Projektin oli tarkoitus valmistua 3 vuodessa. Työn nopeuttamiseksi kaikki työ tietokoneella päätettiin tehdä rinnakkain, joten tiimi jaettiin neljään ryhmään, jotka tutkivat projektin eri osa-alueita:

  1. tietokoneen looginen laite (Burks, Goldstein, von Neumann)
  2. tekninen laite (Bigelow, vuodesta 1951 - Pomeren)
  3. matemaattiset kysymykset (Goldstein ja von Neumann)
  4. Numeerinen sääennustusryhmä ( Meteorology Project ) ( Jules Charney ).

Teorian kehitys

Heinäkuussa 1946 Burks, Goldstein ja von Neumann kirjoittivat kuuluisan monografian nimeltä " Preliminary Discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument" [8] , jossa kuvattiin yksityiskohtaisesti tulevan tietokoneen laite ja tekniset ominaisuudet, joista myöhemmin tuli tunnetaan " von Neumann - arkkitehtuurina " [9] . Tämä työ kehitti ideoita, jotka von Neumann hahmotteli toukokuussa 1945 käsikirjoituksessaan " Ensimmäinen raporttiluonnos EDVAC:sta ". Tuossa käsikirjoituksessa, jota ei ollut tarkoitettu yleisjulkaisuun, von Neumann kuvasi vain "ihanteellisen" tietokoneen loogisen rakenteen, kun taas teoksessa "Alustava tarkastelu" kuvattiin kaikki tekniset yksityiskohdat. Monografian toisessa osassa Planning and Coding Problems for Electronic Computing Instruments, joka esitettiin kolmessa osassa (osa I - huhtikuu 1947, osa II - 15. huhtikuuta 1948, osa III - 16. elokuuta 1948, osa IV ei koskaan nähnyt valoa ), tulevan tietokoneen ohjelmointimenetelmät kuvattiin yksityiskohtaisesti. Sen kirjoittajat ovat virallisesti julkaisseet tämän tärkeän monografian, ja Burksin, Goldsteinin ja von Neumannin valaehtoisen todistuksen kera säilytetään sen kopiota Yhdysvaltain patenttivirastossa ja Kongressin kirjastossa [10] . Tiedemiehinä Goldstein ja von Neumann pitivät tietokonetyötään tieteellisenä tutkimuksena ja jättivät huomiotta sen luomisprosessissa tehtyjen löytöjen ja keksintöjen kaupalliset hyödyt.

Tietokoneen rakentaminen

Suurin tekninen ongelma tietokoneen luomisessa oli RAM-ongelma. Päätettiin olla käyttämättä elohopeaviivelinjoja, kuten tehtiin kilpailevassa EDVAC-projektissa. IAS-koneen vaadittua suurta nopeutta varten (2000-4000 kertolaskua sekunnissa) muistin piti olla satunnaiskäyttöinen. Elohopean viiveviivat tekivät muistista yhtenäisen ja hitaan. Aluksi sen piti hyödyntää RCA:n tarjousta, joka lupasi toimittaa projektille Selectron-nimisen staattisen putkimuistin. Mutta RCA:lla oli ongelmia tämän tekniikan kehittämisessä, ja Selectronit eivät saapuneet luvattuun päivämäärään mennessä. Kesällä 1948 IAS:n koneinsinöörit päättivät käyttää Williams-putkia RAM-muistina ja onnistuivat siinä tammikuuhun 1950 mennessä [11] .

IAS-koneen virallinen seremoniallinen lanseeraus tapahtui 10. kesäkuuta 1952, mutta kone oli ollut laskettavissa keväästä 1951 lähtien. Kone ratkaisi ensimmäisen suuren ongelmansa kesällä 1951 Los Alamos National Laboratoryssa [12] . Koko vuoden 1952 tietokone työskenteli kahdessa tai kolmessa vuorossa vuoden 1953 puoliväliin asti. Joulukuussa 1953 se purettiin ja siirrettiin toiseen tilavampaan ja hyvin jäähdytettyyn huoneeseen. Vuonna 1954 tietokoneeseen lisättiin graafinen näyttö, jossa oli 7 tuuman CRT 512x512 pikseliä, vuonna 1955 - uusi, suurempi ERA Model 1107 -magneettirumpu.

Numeerinen sääennuste

Ryhmä sääennusteen suuntaan osallistuneita tiedemiehiä oli valmiina laskelmiin jo loppukesästä 1949. IAS-kone ei kuitenkaan ollut siihen mennessä vielä valmis. Jotta ei tuhlata aikaa odotellessa IAS-koneen töiden loppumista, ja ottaen huomioon sääennusteen suunnan merkityksen maan strategisille tarpeille, von Neumann ehdotti aluksi ENIAC :ia . Ohjelman valmistelu laskentaa varten kesti peräti 5 viikkoa ja sääennusteen laskeminen seuraaville 24 tunnille ENIACissa 24 tuntia. Ohjelman suorittaminen samalla mallilla ja samoilla tiedoilla IAS-koneella 30.6.1953 kesti 6 minuuttia eli 240 kertaa nopeammin [13] .

Johdannaisten tietokoneiden luominen

1950-luvun alussa, kun Neuvostoliitto liittyi ydinkilpailuun , Yhdysvaltain hallituksen tietokoneiden tarve kasvoi dramaattisesti. Odotamatta IAS-koneen valmistumista sen malliin rakennettiin Los Alamos National Laboratoryn MANIAC -koneet ja  Argonnen kansallisen laboratorion AVIDAC- koneet . IAS-koneen luomisesta kertyneen kokemuksen ansiosta MANIACin ja AVIDACin luojat onnistuivat välttämään monia virheitä ja umpikujia ja käynnistämään tietokoneensa useita kuukausia nopeammin kuin esi-isänsä. Samaa IAS-konetta alettiin pitää myös puolustusaiheiden kiireellisten laskelmien työkaluna, vaikka se rakennettiin kokeelliseksi prototyypiksi.

Kuvaus

Koneessa oli "uutuus" yleiskäyttöisten rekistereiden muodossa: AC-rekisteri on akku ja MQ-rekisteri on kertoja / jakaja.

Seuraava kohtalo

Tietokone kesti luojansa vain vuodella. Von Neumannin kuoleman jälkeen vuonna 1957 IAS-kone työskenteli instituutissa 15.7.1958 asti, minkä jälkeen tietokone päätettiin täytti tehtävänsä ja Electronic Computer Project suljettiin [19] .

Muutamassa päivässä se purettiin ja kuljetettiin Washingtonin Smithsonian Institutionin National Museum of American History -museoon , jossa sitä säilytetään tähän päivään asti toimimattomana näyttelynä. [20] Institute for Advanced Study ei enää koskaan käsitellyt tietokoneita, ja IAS-koneelle varattu huone muutettiin lastentarhaksi.

IAS-johdannaiset

IAS-kone rakennettiin ensisijaisesti kokeellisena, jolla testattiin erilaisia ​​teknologioita ja ideoita, tehtiin tutkimusta ja testausta. Oletuksena oli, että IAS-kone toimisi valmiina mallina, jolle (eri variaatioin) syntyisi nopeasti muita koneita eri kiinnostuneille organisaatioille. Kaikki IAS-koneen kaltaiset tietokoneet kuuluivat " IAS-koneiden perheeseen ", koska ne rakennettiin " von Neumann-arkkitehtuurin " mukaan, vaikka ne eivät olleetkaan ohjelmistotasolla yhteensopivia [21] .

Tässä on lyhyt luettelo tällaisista koneista:

Kirjallisuus

Muistiinpanot

  1. ↑ IAS-tietokone, 1952 . National Museum of American History , Smithsonian Institution. Haettu 26. toukokuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 4. joulukuuta 2013.
  2. ↑ Kuva Computer History Museumin sivuilta, jossa IAS-kone näkyy paremmin . Haettu 26. marraskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 23. syyskuuta 2015.
  3. ↑ Aspray, 1990 , s. 51.
  4. ↑ Goldstine, 1980 , s. 220.
  5. ↑ Goldstine, 1980 , s. 243.
  6. ↑ Aspray, 1990 , s. 56.
  7. ↑ Aspray, 1990 , s. 57.
  8. ↑ Burks AW, Goldstine HH, Neumann J. Alustava keskustelu elektronisen laskentalaitteen loogisesta suunnittelusta. - Institute for Advanced Study, Princeton, NJ, heinäkuu 1946.
  9. ↑ Goldstine, 1980 , s. 255.
  10. ↑ Goldstine, 1980 , s. 256.
  11. ↑ Aspray, 1990 , s. 79-84.
  12. ↑ Aspray, 1990 , s. 85.
  13. ↑ katso "Loppuraportti sopimuksesta nro. DA-36-034-ORD-1023", sivu II-134
  14. ↑ Goldstine, 1980 , s. 265.
  15. ↑ Aspray, 1990 , s. 66.
  16. ↑ Goldstine, 1980 , s. 263.
  17. ↑ 1 2 Goldstine, 1980 , s. 315.
  18. ↑ Aspray, 1990 , s. 87.
  19. ↑ Dyson, George (maaliskuu 2003), George Dyson tietokoneen syntyessä , TED (Technology Entertainment Design) , TED Conferences, LLC Arkistoitu 17. maaliskuuta 2012 Wayback Machinessa 
  20. ↑ IAS-tietokone | National Museum of American History . Haettu 16. marraskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 4. joulukuuta 2013.
  21. ↑ 12 Elektroninen tietokoneprojekti . Institute for Advanced Study . Haettu 26. toukokuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 10. kesäkuuta 2011.

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat