Табулятор г холлерита кратко
Обновлено: 05.07.2024
Герман Холлерит, сын немецких иммигрантов, родился в Буффало, штат Нью-Йорк, 29 февраля 1860 года. Уже в 19 лет он сумел окончить Горную школу Колумбийского университета.
Первая работа Холлерита не имела ничего общего с тем, чему он учился в колледже. В 1880 году молодой человек начал работать в Бюро переписи населения США. То есть как раз во время очередной федеральной переписи. Холлерит стал свидетелем медленного и утомительного процесса внесения данных о каждом жителе Соединенных Штатов. Все результаты переписи подсчитывались вручную, на их обработку уходили годы. Например, результаты переписи 1880 года не могли полностью обработать аж до 1887 года! А тогда население страны немногим превышало 50 миллионов жителей.
Он ушел из Бюро вскоре после переписи 1880 года, чтобы преподавать машиностроение в Массачусетском технологическом институте. Все время он думал об автоматизации процесса, создавал различные чертежи и понял, как может сделать электрическую систему табуляции данных.
Перфокарты стали основным средством фиксации информации. Машина Холлерита выполняла перфорацию в соответствии с образцом. Данные, отмеченные в картах, переносились на счетный механизм, где потом суммировались.
Холлерит впервые использовал свое изобретение в 1887 году. Он участвовал в конкурсе Бюро на получение контракта на перепись 1890 года. Холлерит соревновался с двумя другими участниками. Он продемонстрировал, что его машина сэкономит правительству значительное количество времени и денег. В каждой категории у Холлерита были самые лучшие показатели: 72,5 часа на сбор данных (транскрипция) и 5,5 часа на табуляцию. Методы его конкурентов оказались в два и десять раз медленнее.
Бюро переписи заключило с Холлеритом контракт на обработку результатов переписи 1890 года. Это был мудрый выбор, поскольку с помощью табулятора смогли обработать данные переписи менее чем за три года, сэкономив $5 миллионов, что эквивалентно примерно $141 миллиону в наши дни. Машина Холлерита также использовалась для обработки переписи 1900 года.
Предприятие росло и со временем объединилось с двумя другими и получила название Computing-Tabulating-Recording (CTR), предшественником International Business Machines (IBM). Холлерит работал там инженером-консультантом. В 1921 году он уехал на свою ферму в Мэриленде и провел там всю оставшуюся жизнь. Он умер от сердечного приступа в 1929 году.
Правительство США использовало те или иные вариации данной технологии вплоть до 1960 года, пока эту работу не начали выполнять электронные компьютеры. Сейчас респонденты могут пройти перепись онлайн, по телефону, а также по почте. Одна форма обрабатывается Бюро переписи всего за 35 секунд. Во многом эта заслуга Холлерита, который много лет назад заложил основы этого важного дела не только в США, но и во всем мире.
Статистическая машина Г.Холлерита
Появление и начало производства счетных машин Г. Холлерита в 80-х гг. прошлого столетия занимает особое место в истории вычислительной техники и вызвано необходимостью решения новых социально-экономических задач, связанных с обработкой больших объемов информации (прежде всего в сферах учета и статистики).
В конце XIX в. перепись населения как одна из важнейших статистических задач проводилась регулярно - через 10 лет, это требование статистики строго соблюдали все развитые страны. Французский статистик Фовиль, славившийся остроумием, любил рассказывать о том, как на экзамене статистики одного студента спросили, почему переписи населения называют десятилетними. "Потому, - ответил он, - что их результаты разрабатываются в течение 10 лет". И в этом была доля правды, т. к. обработка полученных данных проводилась в течение нескольких лет, как правило, вручную или с помощью механических вычислительных машин. Причем статистиков уже не удовлетворяли данные только о количестве населения. Необходимы были сведения о национальности, родном языке, возрасте, поле, вероисповедании. Для этого необходимо было классифицировать собранный материал и выполнить счет по различным признакам. При этом объем работы настолько увеличивался, что выполнить его оперативно и качественно на механических арифмометрах или суммирующих машинах оказалось невозможным, - потребовалось создание нового специального класса вычислительных машин, получивших название счетно-аналитических, а с начала 1960-х гг. - перфорационных.
Впервые проблемой механизированной обработки статистической информации занялся талантливый американский изобретатель Герман Холлерит. Он родился 29 февраля 1860 г. в Буффало (штат Нью-Йорк) в семье немецких иммигрантов. В 19 лет Герман закончил горную школу при Колумбийском университете, где был известен своей ненавистью к грамматике и любовью к рисованию. Он обладал прекрасным чувством пропорции и был неплохим художником. Его трудовая деятельность началась в Бюро цензов США. Это статистическое управление при министерстве внутренних дел занималось проведением переписей населения и обработкой результатов. Здесь в 1880 г. Холлерит познакомился с доктором Джоном Биллингсом, который сыграл важную роль в его дальнейшей судьбе, предложив заняться исследованиями в области механизированной обработки статистических данных и использовать в качестве основного элемента записи информации, получаемой в процессе переписей и ее последующей обработки, перфорированные карты.
Образец перфокарты Г. Холлерита, применявшейся
в австрийской переписи 1890 г.
Г. Холлерит долго придерживался другой точки зрения, он был уверен, что наиболее эффективно использовать для записей статистических данных перфоленты и придумал конструкцию специального барабана, на который наматывалась перфолента, и счетчиками отсчитывались отверстия. И все-таки изобретатель был вынужден признать свою идею несостоятельной, т. к. перфолента не способствовала оперативной работе с той или иной записью на длинной бумажной ленте. Он вернулся к предложению Дж. Биллингса и разработал специальную перфокарту, куда в виде пробивок наносились все данные об одном человеке.
Идея перфокарт уже была известна в мире и нашла практическое применение в ткацких станках Ж. Жаккара (1804) и вычислительной машине Ч. Бэббиджа (1833). Не исключено, что Г. Холлерит знал об этом, но как он сам вспоминал, к этой идее его подтолкнула работа кондуктора. Оказывается, в США, чтобы предотвратить мошенничество на железных дорогах и кражу билетов, кондукторы "записывали" физические особенности пассажиров (цвет волос, глаз и т. п. ) компостером в специально отведенных местах на билете.
Замысел Г. Холлерита состоял в том, чтобы на каждого человека завести личную карточку и все подлежащие обработке данные представить отверстиями в фиксированных местах (позициях). Эта перфокарта по виду была не похожа на железнодорожный билет или уже известные карты, а являлась оригинальной авторской запатентованной разработкой. Она была сделана из плотного картона размером приблизительно с долларовую бумажку, но размер карточки мог колебаться в зависимости от количества позиций, каждая из которых отвечала за определенный признак (пол, семейное положение, вероисповедание и т. д.), например в австрийской переписи 1890 г. применялись перфокарты, имеющие 20х12 позиций, в российской переписи 1897 г. - 22х12 позиций.
Сведения заносились на перфокарту вручную с помощью пробивного устройства - пантографа или перфоратора. На лицевой панели перфоратора имеется таблица признаков в виде карты-шаблона с отверстиями по всей координатной сетке, над которой по радиусу перемещается рычаг со штифтом на конце. Если в специальную раму для карточки положить чистую перфокарту и опустить штифт в отверстие, соответствующее какому-либо признаку, то специальное устройство в раме в той же позиции перфокарты пробьет идентичный признак. За час на перфораторе можно заполнить не более 80 карточек.
Перфоратор Г. Холлерита, 1897 г.
Теперь можно было либо подсчитать отверстия на всех перфокартах на основной машине - табуляторе, либо распределить их по тому же принципу на сортировке.
Табулятор (электромеханическая машина), внешне напоминающий бюро, работал от больших электрических батарей. На передней панели - электромеханические счетчики, по 10 штук в каждом горизонтальном ряду емкостью 10 000 единиц. Число горизонтальных рядов могло быть от 4 до 12. На столе справа - воспринимающий пресс, который считывает данные с перфокарт и передает их на табулятор или сортировальную машину. В верхней (подвижной) части пресса находятся металлические иголочки на пружинках, их расположение и число соответствует центрам чашечек с ртутью в нижней (неподвижной) части пресса. При считывании данных с перфокарты ее укладывают в пресс и вручную опускают верхнюю часть пресса. В местах пробивок иглы свободно проходят, достигая ртути, цепь замыкается, сигнал от чашечки по проводам поступает к счетчику. Каждой чашке соответствует свой счетчик, на лицевой стороне которого циферблат на 100 делений и две стрелки (большая показывает единицы и десятки, маленькая - сотни). Часовой механизм приводится в движение маленьким электромагнитом. Счетчики съемные, результаты сбрасываются поворотом стрелок вручную. По окончании обработки карточек на табуляторе каждый счетчик показывает, сколько раз в его позиции замыкалась электрическая цепь через отверстие в перфокарте, и подводятся простые итоги по одному признаку. Для статистических исследований важное значение имеют комбинации разных признаков, например пола с возрастом, с образованием и т. д. В таком случае прямое электрическое соединение ртутных чашечек со счетчиками не решит задачу - необходимо дополнительное использование сортировальной машины, которая работала совместно с табулятором, и наличие электромагнитных реле.
Электромагнитные реле, известные с 1831 г., до Г. Холлерита не применялись в счетной технике. В необходимом количестве (не более 120 штук) реле устанавливали на задней панели табулятора. В сортировальной машине они располагались в каждой из 26 ячеек для отсортированных перфокарт и соединялись электропроводами со счетчиками табулятора. Скорость обработки карточек на табуляторе составляла 1000 штук в час.
Итак, управление механическими счетчиками и сортировкой осуществлялось электрическими импульсами, возникающими при замыкании электрической цепи при наличии отверстия в перфокарте. Импульсы использовались и для ввода чисел, и для управления работой машины. Поэтому машина Г. Холлерита была признана первой электромеханической счетной машиной с программным управлением. Она представляла собой комплект устройств (перфоратора, сортировальной машины и табулятора) различного функционального назначения, но связанных между собой технологически процессом обработки информации. Счетная машина задумывалась Г. Холлеритом как Census Machine (машина для переписи). Она по праву считается "первой статистической".
Счетная машина Г. Холлерита
Правда, успех и мировая слава Г. Холлерита еще впереди, пройдет еще не один год напряженного труда, проб и ошибок. В 1882 г. Холлерит преподавал в Массачусетском университете и только приступал к осуществлению своего проекта. Позже, работая в Вашингтонском бюро патентов, он смог полностью отдаться интересной творческой работе и уже в 1884 г. получил первый патент на табулятор. Затем в течение пяти лет запатентовал перфоратор, сортировку и перфокарту. В 1887 г. представилась возможность испытать машину в Балтиморе при составлении таблиц смертности, а в 1889 г. предстояло еще одно конкурсное испытание на пробной переписи в Сан-Луи. Как показала практика, машина блестяще выполнила задачу и обработала информацию в два раза быстрее по сравнению с ручными системами. Правительство США приняло решение заключить контракт с Г. Холлеритом на поставку его оборудования для подсчета результатов национальной переписи 1890 г., благодаря этому все статистические расчеты были выполнены в рекордные сроки - за три года.
Научная деятельность изобретателя получила высокую оценку: он удостаивается степени доктора философии Колумбийского университета и нескольких американских наград, а в 1893 г. на Всемирной Парижской выставке - бронзовой медали. Изобретение получает мировую известность, машина передается в аренду для проведения переписи в Австрию (1890), затем в Канаду (1891) и Норвегию (1891). Спрос возрастает, и в 1896 г. Холлерит организует компанию Tabulating Machine Company, которая начинает серийный выпуск машин.
Постепенно расширяется сфера применения табуляторов. Они используются для сельскохозяйственной переписи, железнодорожной статистики, расчета заработной платы, учета материальных ценностей и т. п. Они успешно работают в Риме - в главном статистическом бюро Италии, в Берлине - в городском статистическом бюро, но по-прежнему наиболее важной и значимой задачей, решаемой с помощью этой техники, остается перепись населения. Вскоре машинам Г. Холлерита предстояло проявить себя в грандиозной первой Всероссийской переписи населения 1897 г.
Фирма Tabulating Machine Company процветала, спрос на ее продукцию был очень высок, на протяжении 15 лет она сохраняла монополию на производство счетно-аналитических машин.
В августе 1895 г. Холлерит получил приглашение в Берн на сессию Международного Статистического института. Здесь впервые прозвучало определение "статистический инженер", которое явилось высокой оценкой деятельности Г. Холлерита. Здесь видные статисты всего мира узнали о решении царского правительства - провести в 1897 г. первую Всероссийскую перепись населения, здесь же впервые Россия и Г. Холлерит проявили взаимный интерес.
Изобретатель постоянно работал над усовершенствованием своей машины. Основной целью было повышение ее производительности. Скорость обработки информации во многом зависела от числа счетчиков в табуляторе, поэтому он предложил несколько вариантов конструкций: с 40, 80 и 120 счетчиками. В 1902 г. Холлерит создает автоматический табулятор, в котором перфокарты подавались не вручную, а автоматически, и модернизирует сортировальную машину. В 1908 г. он разрабатывает очень удачную конструкцию электромеханического суммирующего устройства, впоследствии применявшегося во многих счетно-аналитических машинах.
В 1905 г., в ожидании переписи населения 1910 г., при Бюро цензов организуется механическая лаборатория, которая должна была развернуть экспериментальную работу в области счетно-аналитических машин. Возглавил ее талантливый инженер Джеймс Пауэрс. Правительство США решило оказать финансовую поддержку этого проекта и выделило $40 млн. Пауэрс предложил собственную конструкцию комплекта статистической машины, также состоящего из табулятора, сортировки и перфоратора, но, в отличие от системы Г. Холлерита, основанного только на механике. Важным достоинством его табулятора являлось печатающее устройство. В 1911 г., после завершения переписи, Джеймс Пауэрс организует собственную фирму по производству счетно-аналитических машин. Вскоре подобная компания появляется во Франции.
К этому времени Г. Холлерит, став уже вполне состоятельным человеком, решил закончить свою предпринимательскую карьеру и отойти от дел фирмы (тем более, что с появлением достойных соперников возникли новые финансовые проблемы).
Г. Холлерит полностью изменил свой образ жизни: наслаждался свободой и семейным комфортом, стал гурманом изысканных блюд, посещал театры, увлекся литературой и музыкой, купил фонограф Эдисона и полный комплект валиков оперы "Травиата". Круг его интересов и увлечений был очень широк. В то же время он не мог оставить дело всей своей жизни и продолжал заниматься конструированием статистических машин. Свой последний (31-й) патент Г. Холлерит получил в 1919 г., а к последней разработке табулятора приступил в шестьдесят три года, но завершить ее так и не успел.
Созданная Г. Холлеритом в 1896 г. фирма Tabulating Machine Company по производству счетно-аналитических машин была продана, в 1911 г. она слилась с другими компаниями в одну, которая с 1924 г. называется International Business Machines. До 1921 г. Холлерит оставался консультантом этой фирмы.
Итак, с именем "статистического инженера" связано не только рождение принципиально нового направления в вычислительной технике, но и создание крупнейшей, всемирно известной фирмы IBM (International Business Machines).
На основании исследований, проведенных немецким ученым Ф. Кистерманном, удалось выяснить, что сегодня сохранилось лишь четыре экземпляра первой статистической машины Г. Холлерита. Они представлены в техническом музее Осло, корпорации IBM в Нью-Йорке, Национальном музее техники в Париже и Политехническом музее в Москве. В Россию эта машина попала в числе других в 1897 г. для обработки результатов первой Всероссийской переписи населения. Рассказ об этом историческом событии - в следующем номере.
Вручную — никак. В конце XIX века самые большие объёмы данных, подлежащих обработке, стала генерировать государственная статистика. В 1880 году в США проводилась очередная перепись населения. Данные, собранные в ходе переписи, касались не только граждан, но и экономики и демографии страны. Вся информация обобщалась по пяти признакам: население, смертность, сельское хозяйство, социальная статистика и промышленное производство.
В частности, по сельскому хозяйству собирались для последующего анализа данные о посевных площадях каждой из базовых сельхозкультур, продолжительности рабочего дня, стоимости наёмного труда, ежегодных расходов на закупку удобрений, зерна и скота. О состоянии дел в промышленности должно было судить, исходя из численности работающего населения и дневной заработной платы (по категориям работников в отраслях). Социальная статистика включала в себя данные об учащихся школ и колледжей, сведения об инвалидах, отчёты лечебных учреждений.
Руководил переписью 1880 года Чарльз Вильям Ситон, который и сам был изобретателем. В своё время он придумал ряд механизмов для облегчения труда учётчиков, в частности устройство для накапливания статистической информации по 8 признакам на бумажной ленте. Для этого человек-оператор вручную ставил на ней отметки, которые потом удобно было подсчитывать (правда, тоже вручную). Признанием ценности этого изобретения стала специальная премия конгресса США в размере 29-летней зарплаты учётчика (что составило весьма немалую по тем временам сумму в $15 тыс.), которую вручили Ситону.
Так вот, несмотря на все усилия по совершенствованию процессов подсчёта результатов переписи, обработка данных, собранных в ходе кампании 1880 года, потребовала 7 лет.
Big Data образца 1890 года. Приближалась новая перепись населения… Герман Холлерит конструирует табулятор на электромеханическом принципе, причём в двух вариантах — для перфоленты (заявку подал в 1884 году) и перфокарт (1887). Забавно, но патенты на оба устройства ему выдали в один день — 8 января 1889 года. Холлерит начинает переговоры с Бюро переписей на использование его машин в будущей кампании.
Кстати, о фирме Холлерита…
Зародыш IBM. Свою компанию с названием Tabulating Machine Company (ТМС) Герман Холлерит зарегистрировал 3 декабря 1896 года. Уставный капитал компании составил $100 тыс., поделённые на тысячу долей по $100. Несколько необычно выглядела бизнес-модель предприятия: никакого собственного производства счётных машин на фирме не было. Табуляторы, перфораторы и сортировальные машины ТМС заказывала у Pratt & Whitney и Western Electric.
Положение фактического монополиста на рынке оказалось слишком сильным испытанием для Холлерита-бизнесмена, с которым он не справился. Стоимость машин и их аренды, а с нею и затраты клиентов стали расти, и Бюро переписи наконец отказало ТМС в монопольном контракте на участие в переписи 1910 года, передав около двух третей объёма работ конкурирующей компании Powers Tabulating Machine Company (PTMC), которую основал Джеймс Пауэрс, бывший техник по оборудованию Бюро переписи. Это был тяжёлый удар, от которого ТМС так и не оправилась.
В 1921 году он окончательно уволился и недолгий остаток дней посвятил праздной и безбедной жизни. Ну, такое дело…
В 50-х IBM заключила новый правительственный контракт на разработку компьютеров для секретного проекта SAGE (Semi Automatic Ground Environment, пульт оператора на фото ниже) — слежение за советскими бомбардировщиками, барражирующими у границ США, и автоматическое планирование их перехвата с учётом множества факторов (боевая готовность ПВО, удаление от возможных целей, наличие перехватчиков в воздухе и на земле и многих других). А ещё приближалась эра компьютерного моделирования атомных взрывов, динамики ракет и космической навигации…
Вместе с тем изменилось и понимание того, что собой представляют Big Data с философской, если можно так сказать, точки зрения. Многофакторный анализ сверхбольших объёмов данных позволяет выявлять такие объективные закономерности во многих процессах, о существовании которых никакими другими способами мы не смогли бы узнать.
Табуляторы были лишь частью оборудования машинно-счетной станции. В него входили также перфораторы (ручные для пробивки карт оператором и автоматические, работавшие от табуляторов), контрольники (для проверки, правильно ли пробиты карты), сортировочные машины (которые по данным одного из полей карт, задаваемого наборной доской, делили карты на несколько групп, скорость до 25 тыс. карт в час) и другие устройства.
Табуляторы могли использоваться не только для бухгалтерии, учета, обработки данных переписей и подобных работ. В Манхэттенском проекте (1942-1945 годы, США, создание атомной бомбы) они использовались для научно-технических расчетов, но это от неимения лучшего, пригодны они для таких работ довольно умеренно.
По быстродействию превосходил в 20 раз человека с арифмометром. Впрочем, это не означало, что он заменял 20 человек, при круглосуточной работе мог заменять до 100 человек (ведь человек не работает круглосуточно без выходных). Стоили его разработка и изготовление полмиллиона долларов (не менее 20 млн нынешних), занимал он помещение в несколько десятков квадратных метров, да и эксплуатационные расходы были (дежурная смена состояла из нескольких человек), так что кардинального, многократного снижения стоимости расчетов он не давал.
Создан по заказу ВМФ США, использовался для расчетов в основном в интересах ВМФ.
Принцип работы лампового диода.
Диод состоит из накаленного катода, излучающего электроны, и анода. Оба электрода помещены в вакууме. При отрицательном потенциале анода он отталкивает электроны и ток через диод не идет, при положительном потенциале анода идет ток из электронов от катода к аноду, ток тем больше, чем выше напряжение анода.
Принцип работы лампового триода.
В триоде между катодом и анодом помещена сетка. На сетку подается отрицательное напряжение, на анод положительное. Электрическое поле анода проникает через сетку к катоду и результирующий потенциал у катода (пр небольших отрицательных напряжениях на сетке) оказывается положительным, ток от катода к аноду идет. При этом тока сетки нет, т.к. от нее электроны отталкиваются. Влияние сетки на потенциал у катода больше, чем анода, т.к. сетка ближе к катоду и частично экранирует поле анода. В триодах применяемых в вычислительных машинах, влияние сетки больше влияния анода в 20-40 раз (причем при достаточно большом отрицательном напряжении сетки ток анода полностью прекращается, лампа закрывается, а при напряжениях сетки, близких к нулю, через анодный ток достигает 10 миллиампер и более, при этом напряжение сетки может меняться на 5-10 вольт при изменении напряжения анода на 100 вольт и более). Тем самым триод обеспечивает усиление и по току (при практически нулевом токе сетки меняет ток анода на миллиамперы), и по напряжению (изменение напряжения на аноде в 10 и более раз больше, чем изменение напряжения на сетке). Сам процесс управления током анода можно считать практически безинерционным, даже у самых старых и несовершенных ламп соответствующая постоянная времени не больше 1 наносекунды (миллиардной доли секунды). Быстродействие логического элемента на триоде определяется сопротивлением анодной нагрузки (не менее 10 килоом) и емкостью нагрузки (десятки пикофарад), что дает постоянную времени порядка десятых долей микросекунды.
Делались лампы и с числом сеток больше одной, но они не являлись основой вычислительных машин.
В связи с тем, что ЭНИАК содержал очень много элементов (последующие ЭВМ содержали меньше ламп, нередко во много раз), потребовались серьезные работы по повышению надежности. ЭНИАК не выключали в перерывах работы, т.к. сразу выяснилось, что после выключения и последующего включения возникает довольно много отказов. Чтобы снизить частоту отказов во время работы, напряжение накала было жестко стабилизировано и установлено по нижнему пределу допустимого 5.7 вольт (номинал 6.3 вольта). При этом долговечность ламп составила 2500 часов, т.к. снизился запас по эмиссии (напомню, в радиоприемниках тех времен лампа работала в среднем 6000 часов). В неделю меняли по отказам 2-3 лампы (то есть частота отказов ламп была около 1 отказа на миллион часов работы). И еще более тысячи ламп в неделю меняли в ходе регулярных профилактических работ. Методика их стала впоследствии стандартной для ламповых ЭВМ - понижали напряжение накала на несколько процентов, пускали тестовую программу и заменяли все лампы, которые при этом сбоили. Тем самым с эксплуатации снимались лампы, запас эмиссии катода которых почти подошел к концу, а остальные не трогали. "Работает - не трожь!" - важнейший принцип при обращении с ЭВМ, содержавшими очень много деталей.
В ходе работ над ENIAC черновые записи фон Неймана "Первый проект отчёта о EDVAC" были опубликованы (как секретный материал, доводимый до узкого круга причастных в США и Великобритании) 30 июня 1945 года. Там, в частности, указывалось, что компьютер должен быть двоичный, а не десятичный, и что программа должна храниться в одной памяти с данными (в связи с чем устройство компьютера с единой памятью программ и данных стало известно как "архитектура фон Неймана", в противоположность "гарвардской архитектуре" с разными памятями программ и данных). Поскольку записи эти содержали идеи всех разработчиков, а опубликованы были с подписью только фон Неймана (без ведома фон Неймана публикация была сделана руководителем работ, который, прочтя черновик, решил, что это следует довести до всего круга причастных), это создало напряженность в коллективе разработчиков, часть из них покинули проект.
Основные идеи этого отчета были вскоре опубликованы в открытой прессе, хота сам отчет оставался довольно долго секретным.
EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)
https://ru.wikipedia.org/wiki/EDVAC
Этот компьютер начал проектироваться еще до окончания работ над ЭНИАК, как реализация опыта, полученного в ходе разработки ЭНИАК.
Работы затянулись, в том числе из-за ухода части разработчиков в связи с вышеописанной напряженностью. Хотя целью при разработке ставился баланс между стоимостью и производительностью, проектная стоимость контракта была 100 тыс долл, в итоге было израсходовано почти 500 тыс, почти столько же, что и на ЭНИАК. Впрочем, это обычное дело - оптимист умножает первоначальную стоимость на "пи" чтобы получить реальную, а пессимист на "е в степени пи". Реальность может превысить и пессимистический прогноз.
EDVAC был поставлен Баллистической лаборатории (США в 1949 году, окончательно принят в эксплуатацию после отладки в 1951 году, работал до 1961 года. Работал в двоичной системе, содержал около 3500 ламп и 8000 диодов (только-только появившихся тогда точечных германиевых), имел память на 128 ртутных линиях задержки по 8 слов каждая (всего 1024 слова), разрядность 44 бита, формат команды четырехадресный - два операнда, результат и адрес следующей команды (этот формат не так редко применялся в ранних компьютерах с памятью последовательного доступа, на ртутных линиях задержки или магнитном барабане, т.к. позволял, хитро расположив команды и данные, несколько повысить скорость работы за счет того, что следующая команда считывалась тогда или чуть позже, когда будет выполнена предыдущая и не надо долго ждать, пока она станет доступна). Имелось устройство записи-чтения на магнитной ленте. Сложение за 864 микросекунды, умножение 2900 микросекунд, т.е. медленнее, чем ЭНИАК (ведь предполагалось, что он будет дешевле ЭНИАК).
Принцип работы памяти на ртутных линиях задержки. Каждая линия - стеклянная трубка, заполненная ртутью (у которой очень низкое затухание ультразвуковых волн). На концах трубки - передающий и приемный пьезокристаллы. Информация вводится в трубку в виде импульсов, модулированных высокочастотным (несколько мегагерц) сигналом. Эти импульсы распространяются один за другим в ртути, емкость трубки в битах - число одновременно распространяющихся импульсов, точнее, "мест, где могут быть импульсы", (единица кодируется импульсом, ноль отсутствием импульса). Принятый приемным пьезокристаллом импульс транслируется на передающий и таким образом информация циркулирует по кругу. При чтении нужные импульсы выводятся в процессор, при записи вместо регенерации принятых импульсов вводятся записываемые. Эта память требовала термостатирования с точностью до десятых долей градуса, т.к. у ртути довольно большой температурный коэффициент скорости звука.
EDSAC (англ. Electronic Delay Storage Automatic Calculator) — электронная вычислительная машина, созданная в 1949 году в Кембриджском университете (Великобритания) https://ru.wikipedia.org/wiki/EDSAC
Спроектирован за 2.5 года, в 1949 году принят в эксплуатацию.
Двоичный, слово 17 бит, включая знак (мог работать с двойными словами 35 бит, включая знак), запятая перед старшим битом, т.е. числа в диапазоне от -1 до +1.
В системе команд отсутствует деление, его приходилось выполнять программно.
Память 1024 слова на ртутных линиях задержки (первоначально 512 слов, до 1952 года).
Около 3000 ламп.
Ввод с перфоленты, вывод на печать (на "почти нечитаемость" результатов печати было много нареканий). Быстродействие от 100 до 15 тыс команд в секунду.
Все время оставался "недоделанным" - так, из 18 бит слова удавалось использовать только 17, из 1024 слов - до конца 1956 года только 800, сделанный в 1952 году для него накопитель на магнитной ленте так и не заработал. Тем не менее активно эксплуатировался, будучи первым (а несколько лет единственным) в Великобритании компьютером. На нем решено много задач, как военного назначения (он был заказан военным ведомством), так и самых разных других, в частности, моделирования генетических процессов в 1950 году, первый случай применения компьютера в биологии.
Была разработана даже компьютерная игра, "крестики-нолики", используя для вывода растровый дисплей 35*16 точек (основное назначение этого дисплея - отладочное средство, на него выводился фрагмент памяти), а для ввода дисковый номеронабиратель.
Хотя команд входа в подпрограмму и возврата из подпрограммы в EDSAC не было, был освоен механизм входа в подпрограмму командой перехода с помещением в регистр аккумулятора адреса возврата. Подпрограмма модифицировала этим адресом свою последнюю команду (которая была командой перехода) и тем самым возвращала управление туда, откуда ее вызвали. Таким образом, был реализован метод подпрограмм, и подпрограммы на этом компьютере использовались очень активно.
В 1958 году заменен на EDSAC-2, более современный, с ферритовой памятью.
Около 5000 ламп, производительность около 2000 операций в секунду, десятичная машина, слово 11 десятичных цифр плюс знак (причем каждое из 12 знакомест представлялось 6 битами, кроме цифр в этих 6 битах можно было поместить буквы латинского алфавита и некоторые символы, шестибитный байт использовался в ЭВМ США довольно долго - 10 цифр, 26 букв, пробел, и еще остается место для 27 остальных символов), память на ультразвуковых линиях задержки объемом 1000 слов. Для ввода-вывода использовалась магнитная лента (8 дорожек - 6 бит, четность и синхродорожка) и электрическая пишущая машинка.
Читайте также: