ENIAC
Реферат по информатике ученика 8 класса А Антипова
Григория
Гимназия №1567
Москва, 2003 / 2004 уч.год
Недолгий
век электромеханических машин еще продолжался, но новое время уже стучалось в
дверь: в середине 1943 года началась работа над созданием первой электронной
вычислительной машины. Руководили этой работой американские ученые Моучли и
Эккерт.
В
июне 1943 года артиллерийское управление заключило договор с Пенсильванским
университетом на постройку "Электронной машины для расчета баллистических
таблиц". Руководителем работ был назначен Моучли, а главным инженером -
Эккерт. 10 инженеров, 200 техников и большое число рабочих в течение двух с
половиной лет трудились над созданием "Электронно цифрового интегратора и
вычислителя" (Electronical Numerical Integrator and Calculator, сокращенно
ENIAC).
Предназначавшийся
для военных целей ENIAC был закончен через 2 месяца после капитуляции Японии.
Это было огромное сооружение (более 30 м в длину и 85 м3, его вес равнялся весу
четырех (!) африканских слонов - 30 т), состоящее из 40 панелей, расположенных
П-образно и содержащих более 18000 электронных ламп и 1500 реле. Машина
потребляла около 150 кВт энергии - мощность, достаточная для небольшого завода.
Как
только появился ENIAC, к машине Mark 1 стали относиться как к старому
драндулету. Еще бы! Использование электронных ламп вместо механических и
электромеханических элементов позволило резко увеличить скорость выполнения
машинных операций. ENIAC тратил на умножение всего 0,0028 секунды, а на
сложение и того меньше - 0,0002 секунды. Основными схемами машины были так
называемые ячейки "и", действовавшие как переключатели, ячейки
"или", предназначавшиеся для объединения на одном выходе импульсов,
идущих от разных источников, и, наконец, триггеры.
В
ENIAC'е 10 триггеров соединялись в кольцо, образуя десятичный счетчик, который
исполнял роль счетного колеса механической машины. 10 таких колец плюс 2
триггера для представления знака числа образуют запоминающий регистр. Всего в
ENIAC'e было 20 таких регистров. Каждый регистр снабжен схемой передачи
десятков и мог быть использован для операций суммирования и вычитания. Другие
арифметические операции выполнялись в специализированных блоках. Помимо памяти,
на триггерных ячейках в машине имелся блок механических переключателей, на
котором вручную могло быть установлено до 300 чисел. Числа передавались из
одной части машины в другую посредством 11 проводников, по одному для каждого
десятичного разряда и знака числа. Значение передаваемой цифры равнялось числу
импульсов, прошедших по данному проводнику. Работой отдельных блоков машины
управлял задающий генератор, который определял последовательность тактовых и
синхронизирующих импульсов, эти импульсы "открывали" и
"закрывали" соответствующие электронные блоки машины.
Ввод
чисел в машину производился с помощью перфокарт, а программное управление
последовательностью выполнения операций осуществлялось, как в
счетно-аналитических машинах, с помощью штеккеров и наборных полей. Хотя такой
способ программирования и требовал много времени для подготовки машины, то есть
для соединения на наборном поле (коммутационной доске) отдельных блоков машины,
он позволял реализовывать счетные "способности" ENIAC'а и тем выгодно
отличался от способа программной перфоленты, характерного для релейных машин.
Солдаты,
приписанные к этой огромной машине, постоянно носились вогруг нее, скрипя
тележками, доверху набитыми электронными лампами. Стоило перегореть хотя бы
одной лампе, как ENIAC тут же вставал, и начиналась суматоха: все спешно искали
сгоревшую лампу. Одной из причин - возможно, и не слишком достоверной - столь
частой замены ламп считалась такая: их тепло и свечение привлекали мотыльков,
которые залетали внутрь машины и вызывали короткое замыкание. Если это правда,
то термин "жучки" (bugs), под которым подразумевают ошибки в
программных и аппаратных средствах компьютеров, приобретает новый смысл.
Когда
все лампы работали, инженерный персонал мог настроить ENIAC на какую-нибудь
задачу, вручную изменив подключение 6 000 проводов. Все эти провода приходилось
вновь переключать, когда вставала другая задача.