Historia komputerów

John van Neumann ojciec mózgu elektronowego cz. II – komputer IAS

W 1930 roku w Princeton, w USA, został założony przez prywatnych sponsorów niezależny Instytut Studiów Zaawansowanych– IAS (Instytut for Advanced Study), obecnie jedna z najbardziej prestiżowych placówek naukowych na świecie (przez Instytut przewinęło się 33 laureatów Nobla). Miał być ośrodkiem prowadzącym badania doktoranckie z dziedziny matematyki, fizyki i innych nauk. W IAS jednak nie prowadziło się klasycznych zajęć dydaktycznych, nie można też było uzyskać stopnia naukowego. Spotykali się tam naukowcy z dorobkiem, niekiedy dużym, i pracowali zespołowo nad jakimś zagadnieniem, co nie jest częstym zjawiskiem wśród wybitnych naukowców, będących indywidualistami. Pracowali tam nie tylko wybitni Amerykanie, ale też naukowcy, którzy uciekali z objętej faszyzmem Europy, jak np. Albert Einstein.


Schemat architektury von Neumanna (foto. Wikipedia)

Ponieważ Instytut założono niedaleko Uniwersytet Princeton, z którym zresztą ściśle współpracowano, a gdzie wykładowcą był John von Neumann, również on trafił do IAS. Neumann był nietuzinkową osobą. Był wybitnym naukowcem czy raczej multinaukowcem, jak mówili jego znajomi, nie miał zdolności tylko w kierunkach muzyki i sportu. Johnny, bo tak go nazywali przyjaciele, kochał samochody i szybką jazdę, był duszą towarzystwa, a w jego domu, w Princeton, przez lata odbywały się huczne imprezy, na których nigdy nie brakowało alkoholu. John najwydatniej pracował w czasie podróży, na dworcach, lotniskach czy właśnie w czasie imprez. Do tego wszystkiego Neumann był świetnym organizatorem i dlatego w IAS powierzono mu organizację projektu zbudowania nowoczesnego komputera cyfrowego, który miał być wykorzystany przy obliczeniach związanych z bronią atomową.

John von Neumann podczas prac nad EDVAC w 1945 roku stworzył wspólnie z J. Mauchlym i J. Eckertem projekt komputera z programem i danymi zapisywanymi w pamięci. Projekt poszedł w świat jako architektura von Neumanna, o co Mauchly i Eckert mieli do Johna pretensje, a to stało się powodem, że mimo trwania prac nad EDVAC Neumann zajął się w 1946 r. pracą na rzecz IAS.


John von Neumann na tle komputera IAS (foto. Wikipedia)

Stworzył projekt komputera, oczywiści na bazie architektury von Neumanna, który miał być całkowicie uniwersalnym komputerem, tanim w produkcji. Do pracy w Instytucie Studiów Zaawansowanych zatrudnił grupę doświadczonych naukowców i inżynierów jak Herman Goldstein, który pracował przy ENIACu, EDVACu, czy jednego z pionierów informatyki Juliana Bigelowa, który został głównym inżynierem projektu.

Komputer IAS zwany też komputerem von Neumanna, lub też MANIAC (choć oficjalnie MANIAC I to nazwa, którą nadano klonowi maszyny stworzonemu później w Los Alamos) miał być najnowocześniejszą maszyną mogącą szybko wykonywać programy zapisane w pamięci. Do tego Neumann i Bigelow postanowili, że stworzą komputer z powszechnie dostępnych i tanich części, jak np. lampy elektronowe.  Duży nacisk położono na szybką i pojemną pamięć, stąd von Neumann zlecił Laboratorium RCA z Princeton zbudowanie nowych pamięci, bardziej pojemnych od tuby Wiliamsa-Kilburna (o tubie pisałem w poprzednich tekstach).

I tu nieoczekiwanie wątek polski. W Laboratorium RCA pracował Jan Aleksander Rajchman, pochodzący z Polski inżynier elektronik. Syn znanego lekarza bakteriologa, założyciela UNICEF Ludwika Rajchmana. Skończył studia inżynierskie w Zurychu, potem wyemigrował do USA, gdzie zdobył tytuł doktora nauk technicznych. Był jednym z pionierów komputeryzacji, opatentował 107 wynalazków elektronicznych, głównie związanych z komputerami. Jednym z nich była lampa próżniowa nazwana Selectron, wykorzystywana jako pamięć komputerów. Pamięć próżniowa Rajchmana była bardziej niezawodna niż tuba Wiliamsa-Kilburna i miała pojemność nawet 4096 bitów, ale była trudną w produkcji, a zatem drogą. Zbudowano specjalnie dla projektu IAS lampę o mniejszej pojemności – 256 bitów, ale ta i tak kosztowała 500 USD, a ponieważ Neumann z Bigelowem potrzebowali kilkudziesięciu takich pamięci, zrezygnowali z wykorzystania lamp Rajchmana.


Pamięć próżniowa Rajchmana – Selectron (foto. Wikipedia)

Komputer MANIAC ostatecznie oddany do użytku w 1951 roku zbudowany został z 1700 lamp próżniowych, a pamięć składała się z 40 lamp CRT o pojemności, jak na tamte czasy ogromnej: 5, 1 kilobajta (dzisiaj z trudem starcza na zapisanie małej ikonki). Był szybki: czas wykonania obliczeń: dodawanie – 62 milisekundy, mnożenie -713 milisekund. Co ciekawe, silnik, który napędzał system chłodzący komputera mógł wyprodukować 15 ton lodu każdego dnia!

Komputer IAS ukończony został dwa lata później niż EDVAC, ale prace obliczeniowe zarówno EDVAC jak i IAS/MANIAC rozpoczęły w 1952 roku. Były pierwszymi w Ameryce komputerami z programem zapisywanym w pamięci.

Komputer IAS jest o tyle ważniejszy od ENIAC w historii komputeryzacji, że nie został opatentowany. Neuman chciał, żeby plany jego maszyny była szeroko dostępne, więc oddał patenty w domenę publiczną (public domain). Rozpowszechniono je w szkołach, na uczelniach i firmach zajmujących się tworzeniem komputerów. Dzięki temu architektura komputera IAS vel MANIAC stała się prototypem dla nowoczesnych komputerów cyfrowych. W wielu krajach świata, na kilku kontynentach budowano komputery na jego bazie. Były to amerykański klon MANIAC I, australijski SILLIAC, szwedzki BESK, sowiecki BESM, japoński MUSASINO 1 i kilkanaście innych.

O tych maszynach i ich twórcach w następnych artykułach.

G.Shamot

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

twelve − 12 =