SWAC (förkortning för engelska [National Bureau of] Standards's Western Automatic Computer , Western Automatic Computer of the Bureau of Standards) är den andra elektroniska digitala datorn , skapad 1950 vid US National Bureau of Standards (NBS) i Los Angeles (USA) . Designad av Harry Husky . Den första NBS-datorn var SEAC , installerad i Washington DC .
1945 skapade NBS National Laboratories of Applied Mathematics-avdelningen för att tillhandahålla datortjänster till andra statliga organisationer, och NBS:s styrelse för tillämpad matematik. Till en början planerade laboratorierna att köpa datorer från ett av de privata företagen (sedan början av 1948 pågick förhandlingar med Echert-Mauchly Computer Corporation och Raytheon ), dock på grund av det faktum att dessa företags utveckling av elektroniska datorer var försenad, i maj 1948 beslutade det styrande rådet i tillämpad matematik att bygga sin egen dator i Washington (den framtida SEAC ). Samtidigt beslutades det att köpa från Echert-Mouchly Computer Corporation tre UNIVAC -datorer (som var under utveckling vid den tiden), som sedan skulle installeras vid Census Bureau , vid Air Force Logistics Center (Air Materiel Command) ), och vid Institute of Numerical Analysis ( Institute of Numerical Analysys , INA), som var en del av Laboratories of Applied Mathematics. Köpet av datorer var tänkt att betalas från militärbudgeten, men av ett antal byråkratiska skäl visade sig detta vara omöjligt, så i oktober 1948 beslutade styrelsen att bygga en andra dator vid Institutet för numerisk analys, som låg på campus vid University of California i Los Angeles (UCLA).
Harry Douglas Huskey , som tidigare hade bidragit till utvecklingen av datorerna ENIAC , EDVAC och Pilot ACE , togs in för att leda projektet . Arbetet började i januari 1949. Teamet bestod av tre problemgrupper som arbetade med minne (B.F. Ambrosio (BFAmbrosio), Harry Larson (Harry Larson) och Bill Gunning (Bill Gunning) från Rand Corporation), aritmetisk enhet (ledd av Edward Lacey) och kontrollenhet (ledd av David Ruthland).
Ursprungligen baserad på en design utvecklad av EDVAC- projektet med kvicksilverfördröjningslinjeminne, krävde militären som sponsrade projektet NBS för att bygga datorer som skilde sig i design från andra offentligt finansierade projekt. Därför vände Husky sig till erfarenheten av professor F.K. Williams från University of Manchester om användningen av katodstrålerör (CRT) som minnesenheter, som kallades Williams-rör . Den här upplevelsen var desto mer intressant eftersom den utlovade snabbare minnesåtkomst och därmed snabbare datorprestanda. Det beslutades att datorn skulle ha en bitparallell aritmetisk enhet och parallella databussar för att maximera fördelarna med CRT-minne. Vid utvecklingen av projektet ägnades också stor uppmärksamhet åt ekonomin och tillförlitligheten hos den dator som skapades. För detta ändamål försökte utvecklarna enbart använda massproducerade, kommersiellt tillgängliga komponenter - lampor, katodstrålerör - vilket bidrog till att både sänka priset och underlätta driften av den framtida datorn. För att underlätta underhållet försökte man bygga en dator av standardblock, som, om de misslyckades, lätt kunde ersättas med reservdelar. Nästan 80 % av datorn bestod av sådana block. Tillsammans med datorn utvecklades diagnosstativ som möjliggjorde autonom diagnostik och reparation av felaktiga enheter, samtidigt som datorn fortsatte att lösa sina huvuduppgifter. Datorn byggdes enligt von Neumann-arkitekturen med programmet lagrat i minnet. Sifferkapaciteten var 36 bitar med en extra bit för tecknet - totalt 37 bitar i maskinordet. Signerade tal representerades av modul och tecken, dvs. noll kan ha både ett positivt och ett negativt tecken. Tal representerades med en fast punkt, med hjälp av "vänster" punktrepresentation, populär på den tiden, då man trodde att alla tal var bråktal och sträckte sig från -1+2 -36 till 1-2 -36 . RAM-minnet gjordes på 37 katodstrålerör, som var och en ansvarade för att lagra "sin egen" bit av ord. Varje CRT gav en kapacitet på 256 bitar, så den totala minneskapaciteten var 256 ord på 37 bitar. Utbytescykeln med minnet var 16 μs. På grund av den lilla mängden RAM-minne var datorn utrustad med ytterligare minne på en magnetisk trumma med en kapacitet på 4096 ord. Utbytet med trumman utfördes i block om 8, 16 eller 32 ord, utbytestiden var 17 ms. Instruktionssystemet inkluderade följande instruktioner: addition, subtraktion, avrundad multiplikation (med ett 37-bitars resultat), multiplikation med ett fullt resultat (74 bitar), jämförelse, extrahera bitar med mask, inmatning och utdata. Som en del av den aritmetiska logiska enheten (ALU) implementerades tre register - en buffert för läsning från minnet, en ackumulator och ett R-register - en förlängning av ackumulatorn för att lagra faktorn och den utökade delen av produkten. En teleskrivmaskin (Flexowriter) och en stansad bandläsare användes som in-/utmatningsenheter . Senare utrustades datorn med en hålkortsläsare (IBM 077) och en hålkortsutgångsenhet (IBM 513).
SWAC var monterad i 3 specialbyggda skåp och var mycket kompakt för sin tid. Den innehöll 37 CRT, 2600 lampor och 3700 halvledardioder. Under drift förbrukade den 30 kW elektrisk effekt.
Monteringen av SWAC avslutades i juli 1950 och den 17-19 augusti ägde dess officiella godkännande rum, under vilket ett litet symposium om datorteknik hölls och en datordemonstration hölls. Vid tidpunkten för acceptansen visade sig SWAC vara den snabbaste datorn i världen. Den körde varje instruktion, förutom multiplikation, division och I/O, i 64 µs (15'625 ops/sek). Multiplikation och division utfördes i 384 µs, och I/O-kommandon utfördes i enlighet med hastigheten för respektive anordning. Detta rekord höll länge - tills Whirlwind-datorn dök upp, och innan den var utrustad med ett ferritminne , vilket hände först 1953. Datorn användes för att lösa olika problem med numerisk analys, i synnerhet för att söka efter Mersenne-primtal (tal av formen 2 p −1, där p är ett primtal). Med hjälp av SWAC lyckades matematikern Raphael Robinson hitta de 5 största sådana talen, för de senare var p-värdet 2297. SWAC studerade också cirkulationen av jordens atmosfär. Under loppet av att lösa detta problem bearbetades 750 000 ingångsvärden och ett jämförbart antal resultat erhölls. Lösningstiden var 325 timmar. SWAC visade sig vara ganska tillförlitlig i drift. Den genomsnittliga produktiva arbetstiden var 53 timmar per vecka, eller 70 % av den totala datortiden.
Det största problemet i driften av datorn var opålitligheten hos minnet baserat på Williams-rör. Även om utvecklingsteamet sänkte lagringstätheten från vad som ursprungligen var planerat, misslyckades minnet på grund av två problem. Den första berodde på det faktum att fosforn i billiga katodstrålerör var förorenad med bomullsfibrer, som förkolades under inverkan av elektronstrålar och blev ledare. På grund av detta var upp till 1-2 % av ytan på alla katodstrålerör defekta och höll ingen laddning. För att bekämpa detta fenomen valdes rör, defekta platser markerades på dem och försök gjordes att justera styrkretsarna på ett sådant sätt att rastret på röret inte korsade de defekta zonerna. Det andra problemet var spridningen av laddningen mellan cellerna - med alltför frekvent tillgång till en minnesadress lade sig molnet av sekundära elektroner som bildades under inspelningen på närliggande celler i vart och ett av rören, vilket ledde till att data raderades i dessa celler. Programmerare, när de skrev program, var tvungna att se till att varje minnesplats inte användes för ofta i programmet.
I början av verket gav skaparna av SWAC det arbetsnamnet ZEPHYR - efter namnet på den milda västerländska brisen. Under detta namn dök han länge upp i olika dokument. Den fick då det mer prosaiska namnet "Computer of the Institute for Numerical Analysis". Mot slutet av arbetet krävde NBS-ledningen att NBS skulle finnas med i namnen på båda datorerna under utveckling. Så här dök namnen National Bureau of Standards' Eastern/Western Automatic Computer och förkortningarna SEAC och SWAC baserade på dem upp.
Från 1950 till 1954 drevs SWAC vid Institutet för numerisk analys. 1954 togs INA ur NBS och datorn överfördes till University of California (UCLA). Den verkade där fram till avvecklingen i december 1967. Utvalda överlevande delar av SWAC visas för närvarande på Museum of Science and Industry i Los Angeles och andra amerikanska museer.