Pierwszy komputer mainframe Harvard Mark I

Komputer mainframe lub „duże żelazo” w branży komputerowej to najdłużej działający system komputerowy w historii. Ta technologia była znacznie przydatna od czasów II wojny światowej. W rzeczywistości pierwszy komputer mainframe był używany głównie przez marynarkę wojenną USA podczas wojny. Podobnie jak superkomputery, komputer mainframe zajął się potrzebą automatycznego kalkulatora na dużą skalę jako bardziej wydajnego i bezbłędnego sposobu przetwarzania. Był to wynalezienie takich maszyn, które na nowo zdefiniowały termin „komputer” w odniesieniu do urządzeń, które mogą wykonywać automatyczne obliczenia operacji matematycznych, termin, który używa się do ludzi, którzy wykonali ręczne obliczenia takich operacji. Dziś znaczenie tej technologii w przetwarzaniu transakcji na dużą skalę pozostaje niezrównane. Duże branże zarówno w sektorze publicznym, jak i prywatnym, od rządu i bankowości po lotnictwo i opiekę zdrowotną, stale potrzebują szybszych komputerów mainframe na dużą skalę o wyższej stabilności i niezawodności. W konsekwencji duże żelaza nadal się rozwijają, ponieważ pozostają u podstaw każdej infrastruktury IT.

Zainspirowany Babbage

Howard Aiken był absolwentem na Harvardzie, kiedy wymyślił koncepcję urządzenia, które może automatycznie obliczyć równania różniczkowe, po napotkaniu trudności w rozwiązywaniu problemów z fizyką matematyczną w swoich badaniach.^[1] Wyobrażał sobie maszynę, która mogłaby przyjmować mnóstwo danych wejściowych matematycznych i dawać precyzyjne i wiarygodne wyniki w krótkim czasie. Po opracowaniu wstępnego projektu zwrócił się do niektórych producentów, ale żaden nie był zainteresowany. Niezbędny, Aiken zbadał inne postępy technologiczne w celu poprawy jego projektu. W końcu natknął się na demonstrację Henry'ego Babbage'a silnika analitycznego jego ojca na Harvardzie, wykonany 70 lat wcześniej. Zauważając podobieństwa między jego projektem a projektem Charlesa Babbage'a, Aiken badał prace Babbage nad silnikiem analitycznym i wykorzystał swoje zasady w opracowywaniu nowego koncepcyjnego projektu. Aiken zakończył projekt w 1937 roku i uzyskał wsparcie wydziału Harvardu, który był pod wrażeniem jego wysiłków. Przedstawił swój projekt kilku producentom. Aiken ostatecznie skinął głową w IBM w 1939 roku po Thomas Watson, ówczesnym przewodniczącym IBM, uznał to za dobrą reklamę dla firmy i okazja do zaprezentowania talentów firmy.^[2]

Kalkulator kontrolowany przez automatyczną sekwencję

Budowa maszyny rozpoczęła się w 1939 roku w fabryce IBM w Endicott, NY. Oryginalna konstrukcja składała się z komponentów elektromechanicznych, takich jak przełączniki, przekaźniki, wały obrotowe i sprzęgła. Zastosowano w sumie ponad 750 000 komponentów, 500 mil drutów i 3 miliony połączeń.^[3] Wejście nastąpiło za pomocą 24-kanałowej taśmy papierowej, dwóch czytników kart i uderzenia karty, a wyjście wydrukowano przez dwa wbudowane maszyny do pisania.^[4] Ukończone urządzenie zajmowało cały pokój, waży pięć ton i mierząc 51 stóp długości, 8 stóp wysokości i głębokości 2 stóp. Urządzenie zostało zamknięte w skomplikowanej obudowie zaprojektowanej przez projektanta przemysłowego IBM, Normal Bel Geddes. Po pięciu latach i około 300 000 $ później IBM wysłał ogromny kalkulator na Harvard w lutym 1944 r. Urządzenie było pierwotnie nazywane Kalkulator sterowany sekwencją automatyczną (ASCC) przez IBM. Jako największy kalkulator elektromechaniczny w tym czasie, ASCC może przetwarzać dodawanie lub odejmowanie w 1 sekundzie, mnożenie w 6 sekundach i podział w 15.3 sekundy. Ponadto urządzenie może obliczyć funkcje logarytmiczne i trygonometryczne w nieco ponad minutę.^[5] Ponieważ jest to w zasadzie kalkulator, który może obliczyć masywne operacje matematyczne, urządzenie było również nazywane „kalkulatorem Harvardu.'^[6] Dopiero później, kiedy między Aikenem i IBM istniał rozłam, Aiken zaczął nazywać urządzenie „Harvard Mark I” lub po prostu: „Mark I.'

Pierwsi operatorzy

Mark I po raz pierwszy był obsługiwany przez Harvard Cyvileans pod kierunkiem Roberta Campbella, który po instalacji urządzenia przeprowadził serię testów testowych. W maju 1944 r. Biuro Statek Marynarki Wojennej USA wysłało do załogi, aby obsługiwać urządzenie, wraz z technikami na Harvardzie. W 1946 roku Aiken i Grace Hopper opublikowali instrukcję obsługi maszyny, Podręcznik działania dla automatycznego kalkulatora kontrolowanego sekwencji, który dokumentuje komponenty fizyczne maszyny, działanie, konserwacja i instrukcje dotyczące zaprogramowania maszyny. Ze względu na skomplikowane i szczegółowe instrukcje podręcznik stał się również pierwszym podręcznikiem programowania komputerowego. Tabele matematyczne wydrukowane przez Marka I w latach 1946–1950 zostały opracowane w serii książek zatytułowanych, Annals of Computation Laboratory.

Gigantyczna pomoc wojskowa

W przeważającej części Mark I został użyty do obliczania i drukowania tabel matematycznych, które były używane przez wojsko do projektowania szerokiej gamy sprzętu wojskowego, takich jak podwodne systemy wykrywania, kamery nadzoru i radary. Mark I był również używany do obliczania funkcji Bessela w jednym z jego najdłużej działających projektów, które niektórzy nazywali „Bessie.„Być może jego najbardziej znaczącym wkładem w wojsko miał miejsce w projekcie Manhattan, przedsięwzięciu, które stworzyło pierwszą broń nuklearną. John von Neumann, weteran projektu na Manhattanie, prowadził jeden z pierwszych programów na Marku I podczas pracy nad implozją bomb atomowych.

Znak, że kontrowersje

Sukces Harvard Mark I nie jest oszczędzony z jego kontrowersji. Po uruchomieniu urządzenia w 1944 r. Biuro Harvard News wydało komunikat prasowy, w którym Aiken jest jedynym wynalazcą maszyny i zignorowanie wysiłków inżynierów IBM. Spośród ośmiu stron napisano tylko jeden akapit na temat wkładu IBM, bez wzmianki o kluczowej roli firmy w budowie i rozwoju maszyny. Ponadto wydanie zostało wydane bez żadnych konsultacji z IBM.^[7] Te głęboko rozwścieczyły Thomasa Watsona, który osobiście zatwierdził projekt Aikena, i niechętnie uczestniczył w ceremonii poświęcenia w sierpniu 1944 r. Choć później został uspokojeni przez Aiken, wszystkie przyszłe projekty Aikena zostały zbudowane bez pomocy IBM.

Pozostawiając znak

Harvard Mark I jest monumentalnym wynalazkiem w historii obliczeń. Mark I odkręcił tabele matematyczne przez 16 lat, kończąc swoje ostateczne obliczenia w 1959 roku. Po Marku I Aiken opracował jeszcze trzy tego rodzaju maszyny, które nazwał Mark II, Mark III i Mark IV. Podobnie jak każde inne urządzenie, opracowanie jego bardziej zaawansowanych następców sprawił, że Mark I technologicznie przestarzały. Dziś części oryginalnej maszyny są prezentowane w Harvard University Science Center, a niektóre sekcje urządzenia trafiły do ​​IBM i Smithsonian Institute.

Źródła:

[1] Zbiór historycznych instrumentów naukowych. „Komputer Mark I na Harvard University” n.D., http: // witryny.Harvard.edu/~ chsi/markone/about.HTML Dostęp 12 października 2020

[2] Jeremy Norman. „Kluczowe aspekty rozwoju Harvard Mark 1 i jego oprogramowania autorstwa Howarda Aikena i Grace Hopper”, History of Information, n.D., https: // www.Historiainformacja.com/detal.php?ID = 624 Dostęp 12 października 2020

[3] Wikipedia. „Harvard Mark I”, n.D., https: // en.Wikipedia.Org/Wiki/Harvard_Mark_i Dostęp 12 października 2020

[4] Britannica. „Harvard Mark I” N.D., https: // www.Britannica.COM/Technology/Harvard-Mark-I 12 października 2020

[5] Wikipedia. „Harvard Mark I”, n.D., https: // en.Wikipedia.Org/Wiki/Harvard_Mark_i Dostęp 12 października 2020

[6] Zbiór historycznych instrumentów naukowych. „Komputer Mark I na Harvard University” n.D., http: // witryny.Harvard.edu/~ chsi/markone/about.HTML Dostęp 12 października 2020

[7] J.A.N. Zawietrzny. „Pioneers komputerowy”, IEEE Computer Society, n.D., https: // historia.komputer.Org/Pioneers/Aiken.HTML 12 października 2020