IAS maskin

IAS-maskin ( eng.  IAS machine , bokstavligen: Machine of the Institute for Advanced Study ) är en av de första elektroniska datorerna som byggdes vid Institute for Advanced Study ( IAS, Institute of Advanced Studies ) i Princeton, pc. New Jersey, USA . Datorn kallas också ibland för en " von Neumann-maskin " eftersom den utvecklades under ledning av John von Neumann [1] medan han var både vid Institutet för avancerade studier och professor i matematik vid Princeton University . Datorn byggdes mellan 1945 och 1951.

Datorns övergripande design blev känd som " von Neumann-arkitekturen " (eller " Princeton-arkitekturen " i motsats till " Harvard-arkitekturen ") och fungerade som en modell för andra liknande datorer i USA och runt om i världen.

Skapande historia

Idén att skapa en maskin övervägdes av von Neumann redan i november 1945, när Moore Institute precis hade avslutat arbetet med den första elektroniska datorn ENIAC och började arbeta med nästa dator - EDVAC . I samband med slutet av andra världskriget var projektdeltagarnas skyldigheter gentemot militäravdelningen uttömda, och efter demobilisering var var och en av dem fri att fortsätta sin karriär efter eget gottfinnande. På grund av tvister med Moore Institute angående upphovsrätt för uppfinningar lämnade Eckert och Mauchly i mars 1946 projektet och bestämde sig för att bilda ett kommersiellt datortillverkningsföretag . Von Neumann bestämde sig för att återvända till Institutet för avancerade studier (IAS), där han ville fortsätta arbetet med en ny vetenskaplig riktning - elektroniska datorer och deras tillämpningar inom vetenskapen. Andra platser som von Neumann övervägde sommaren 1945 var Massachusetts Institute of Technology och University of Chicago [3] .

Valet av IAS som en plats för att skapa en dator var mycket ovanligt, eftersom Institutet för avancerade studier var engagerat uteslutande i teoretisk vetenskap och inte hade några laboratorier och utrustning för att utföra några experiment, det fanns inte ens ett utrymme för ingenjörer att arbeta [4] . Icke desto mindre stöddes det elektroniska datorprojektet (" Electronic Computer Project " som projektet officiellt kallades vid institutet) av ledande forskare vid institutet, i synnerhet Oswald Veblen och institutets chef, Frank Aydelotte [5] , och fick också ekonomiskt stöd från sidan av RCA- företaget , som tog hand om alla frågor om att förse projektet med vakuumrör , och armén (Army Ordnance Department) och marinens (Office of Naval Research) avdelningar i USA: von Neumann övertygade marinavdelningen att IAS-maskinen kunde användas för numeriska väderprognoser . Von Neumann föreslog att skapa en IAS-maskin som en prototyp, på vilken olika metoder för beräkning och teknik skulle testas. I bilden och likheten med IAS-maskinen kommer olika institutioner som behöver datorer att bygga sina egna maskiner och på så sätt spara sina pengar på forskning [6] .

I mars 1946 utsågs Julian Bigelow till chefsingenjör för projektet. Von Neumann blev chef för projektet. Från Moore Institute , efter att ha lämnat EDVAC- projektet, flyttade Herman Goldstein (biträdande chef för projektet), Arthur Burks, Robert Shaw och John Davis . Von Neumann erbjöd tjänsten som chefsingenjör till Eckert, men drog sedan tillbaka sitt erbjudande när det stod klart att Eckert planerade att gå i affärer. Projektet involverade också James Pomerene (James Pomerene), Ralph Schlutz (Ralph J. Slutz), Willis Weir (Willis H. Ware). Under hela projektet översteg det totala antalet personer i teamet inte sex [7] . Projektet var planerat att vara klart om 3 år. För att påskynda arbetet beslutades det att utföra allt arbete på datorn parallellt, så teamet delades in i fyra grupper som utforskade olika områden i projektet:

  1. datorlogisk enhet (Burks, Goldstein, von Neumann)
  2. teknisk anordning (Bigelow, sedan 1951 - Pomeren)
  3. matematiska frågor (Goldstein och von Neumann)
  4. Numerisk väderprognosgrupp ( Meteorology Project ) ( Jules Charney ).

Utveckling av teorin

I juli 1946 skrev Burks, Goldstein och von Neumann en berömd monografi med titeln " Preliminär diskussion om den logiska designen av ett elektroniskt datorinstrument" [8] , som i detalj beskrev enheten och tekniska egenskaper hos den framtida datorn, som senare blev känd som " von Neumann-arkitekturen " [9] . Detta arbete utvecklade idéerna som skisserades av von Neumann i maj 1945 i ett manuskript med titeln " First Draft Report on the EDVAC ". I det manuskriptet, som inte var avsett för allmän publicering, beskrev von Neumann endast den "ideala" datorns logiska struktur, medan i verket "Preliminär övervägande" beskrevs alla tekniska detaljer. I den andra delen av monografin med titeln Planning and Coding Problems for Electronic Computing Instrument, presenterad i tre delar (del I - april 1947, del II - 15 april 1948, del III - 16 augusti 1948, del IV såg aldrig ljuset ), metoderna för att programmera den framtida datorn beskrevs i detalj. Denna nyskapande monografi har officiellt släppts till det offentliga området av dess författare, och en kopia av den innehas med en bekräftelse av Burks, Goldstein och von Neumann vid US Patent Office och Library of Congress [10] . Goldstein och von Neumann, som är vetenskapsmän, såg sitt arbete på datorn som vetenskaplig forskning och ignorerade de kommersiella fördelarna med upptäckterna och uppfinningarna som gjordes under skapandet.

Bygga en dator

Det största tekniska problemet med att skapa en dator var problemet med RAM. Det beslutades att inte använda kvicksilverfördröjningslinjer, vilket gjordes i det konkurrerande EDVAC-projektet. För den erforderliga höga hastigheten för IAS-maskinen (2000-4000 multiplikationer per sekund) måste minnet vara direktåtkomst. Mercury fördröjningslinjer gjorde minnet konsekvent och långsamt. Till en början var det meningen att det skulle dra nytta av erbjudandet från RCA, som lovade att förse projektet med ett statiskt rörminne som heter Selectron. Men RCA hade problem med utvecklingen av denna teknik, och Selectrons anlände inte vid det utlovade datumet. Sommaren 1948 beslutade IAS maskiningenjörer att använda Williams-rör för RAM och gjorde det framgångsrikt i januari 1950 [11] .

Den officiella ceremoniella lanseringen av IAS-maskinen var den 10 juni 1952, men maskinen hade varit tillgänglig för datoranvändning sedan våren 1951. Maskinen löste sitt första stora problem sommaren 1951 för Los Alamos National Laboratory [12] . Under hela 1952 arbetade datorn i två eller tre skift fram till mitten av 1953. I december 1953 monterades den ner och flyttades till ett annat rymligare och välkylt rum. 1954 lades en grafisk display med en 7-tums CRT 512x512 pixlar till datorn, 1955 - en ny, större ERA Model 1107 magnetisk trumma.

Numerisk väderförutsägelse

En grupp forskare involverade i väderprognosens riktning var redo för beräkningar redan i slutet av sommaren 1949. Men vid den tidpunkten var IAS-maskinen ännu inte klar. För att inte slösa tid på att vänta på slutet av arbetet på IAS-maskinen, och med tanke på vikten av väderprognosens riktning för landets strategiska behov, föreslog von Neumann att man skulle använda ENIAC först . Förberedelsen av programmet för beräkningen tog så mycket som 5 veckor, och beräkningen av väderprognosen för de kommande 24 timmarna på ENIAC tog 24 timmar. Utförandet av programmet på samma modell och med samma data på IAS-maskinen den 30 juni 1953 tog 6 minuter, det vill säga 240 gånger snabbare [13] .

Skapa härledda datorer

I början av 1950-talet, med Sovjetunionens inträde i kärnvapenkapplöpningen , ökade den amerikanska regeringens behov av datorer dramatiskt. Utan att vänta på färdigställandet av IAS-maskinen byggdes MANIAC- maskinerna vid Los Alamos National Laboratory och AVIDAC- maskinerna  vid Argonne National Laboratory på dess modell . Tack vare den samlade erfarenheten av att skapa IAS-maskinen lyckades skaparna av MANIAC och AVIDAC undvika många misstag och återvändsgränder och starta sina datorer flera månader snabbare än deras förfäder. Samma IAS-maskin började också betraktas som ett verktyg för brådskande beräkningar på försvarsämnen, trots att den byggdes som en experimentell prototyp.

Beskrivning

Maskinen hade en "nyhet" i form av allmänna register: AC-registret är en ackumulator och MQ-registret är en multiplikator / delare.

Ytterligare öde

Datorn överlevde sin skapare med bara ett år. Efter von Neumanns död 1957 arbetade IAS-maskinen på institutet fram till den 15 juli 1958, varefter det beslutades att datorn hade fullgjort sin uppgift och Electronic Computer Project stängdes [19] .

Inom några dagar demonterades den och transporterades till National Museum of American History of the Smithsonian Institution i Washington , där den förvaras till denna dag som en icke-fungerande utställning. [20] Institutet för avancerade studier sysslade aldrig med datorer igen, och rummet avsatt för IAS-maskinen gjordes om till ett dagis.

IAS-derivat

IAS-maskinen byggdes i första hand som en experimentell sådan, på vilken olika teknologier och idéer testades, forskning och testning genomfördes. Det antogs att IAS-maskinen skulle fungera som en färdig modell, på vilken (med olika variationer) andra maskiner snabbt skulle skapas för olika intresserade organisationer. Alla datorer skapade i likhet med IAS-maskinen tillhörde " familjen av IAS-maskiner ", eftersom de byggdes enligt " von Neumann-arkitekturen ", även om de inte var kompatibla med varandra på mjukvarunivå [21] .

Här är en kort lista över sådana maskiner:

Litteratur

Anteckningar

  1. ↑ IAS-datorn, 1952 . National Museum of American History , Smithsonian Institution. Hämtad 26 maj 2011. Arkiverad från originalet 4 december 2013.
  2. ↑ Foto från webbplatsen Computer History Museum, där IAS-maskinen syns bättre . Hämtad 26 november 2013. Arkiverad från originalet 23 september 2015.
  3. ↑ Aspray, 1990 , sid. 51.
  4. ↑ Goldstine, 1980 , sid. 220.
  5. ↑ Goldstine, 1980 , sid. 243.
  6. ↑ Aspray, 1990 , sid. 56.
  7. ↑ Aspray, 1990 , sid. 57.
  8. ↑ Burks AW, Goldstine HH, Neumann J. Preliminär diskussion om den logiska designen av ett elektroniskt beräkningsinstrument. - Institute for Advanced Study, Princeton, NJ, juli 1946.
  9. ↑ Goldstine, 1980 , sid. 255.
  10. ↑ Goldstine, 1980 , sid. 256.
  11. ↑ Aspray, 1990 , sid. 79-84.
  12. ↑ Aspray, 1990 , sid. 85.
  13. ↑ se "Slutrapport om kontrakt nr. DA-36-034-ORD-1023", sid II-134
  14. ↑ Goldstine, 1980 , sid. 265.
  15. ↑ Aspray, 1990 , sid. 66.
  16. ↑ Goldstine, 1980 , sid. 263.
  17. ↑ 1 2 Goldstine, 1980 , sid. 315.
  18. ↑ Aspray, 1990 , sid. 87.
  19. ↑ Dyson, George (mars 2003), George Dyson vid datorns födelse , TED (Technology Entertainment Design) , TED Conferences, LLC Arkiverad 17 mars 2012 på Wayback Machine 
  20. ↑ IAS-dator | National Museum of American History . Hämtad 16 november 2013. Arkiverad från originalet 4 december 2013.
  21. ^ 12 Elektronisk dator projekterar . Institutet för avancerade studier . Hämtad 26 maj 2011. Arkiverad från originalet 10 juni 2011.

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk