ENIAC i Manchester Baby: 30 ton, 5 tysięcy lutów i program w pamięci

ENIAC, czyli Electronic Numerical Integrator and Computer, był pierwszym programowalnym, elektronicznym, uniwersalnym komputerem cyfrowym. Ukończono go w 1945 roku. Zaprojektowali go John Mauchly i J. Presper Eckert na potrzeby Laboratorium Balistycznego Armii Stanów Zjednoczonych, które później weszło w skład Army Research Laboratory. Pierwszym programem maszyny nie były jednak tablice artyleryjskie, lecz badanie wykonalności broni termojądrowej.

Koncepcja ENIAC-a powstała w czerwcu 1941 roku. Armia obliczała wtedy tablice ogniowe dla artylerii przy użyciu kalkulatorów Friden i analizatorów różniczkowych, a pracę nadzorował Mauchly. W sierpniu 1942 roku zaproponował on w pełni elektroniczną maszynę liczącą. Armia przyznała wówczas Uniwersytetowi Pensylwanii sześciomiesięczny kontrakt badawczy o wartości 61 700 dolarów. Umowę na budowę podpisano 5 czerwca 1943 roku, a prace ruszyły w tajemnicy w Szkole Inżynierii Elektrycznej Moore’a pod kryptonimem „Project PX”. Kierownikiem naukowym został John Grist Brainerd. Herman Goldstine przekonał armię do sfinansowania przedsięwzięcia.

ENIAC ukończono w 1945 roku i po raz pierwszy wykorzystano do celów praktycznych 10 grudnia 1945 roku. Uroczyste oddanie maszyny odbyło się na Uniwersytecie Pensylwanii 15 lutego 1946 roku. Komputer kosztował 487 tysięcy dolarów, co odpowiada około 7 milionom dolarów w 2024 roku, a prasa nazwała go „gigantycznym mózgiem”. Był rzędu tysiąca razy szybszy od maszyn elektromechanicznych. Armia formalnie przyjęła go w lipcu 1946 roku, a w 1947 roku przeniesiono go do Aberdeen Proving Ground w Maryland, gdzie pracował nieprzerwanie do 1955 roku.

Ile tego było

Pod koniec eksploatacji w 1955 roku ENIAC zawierał 18 000 lamp elektronowych, 7200 diod krystalicznych, 6000 przekaźników, 70 000 rezystorów, 10 000 kondensatorów i około 5 milionów ręcznie lutowanych połączeń. Ważył ponad 30 ton amerykańskich, czyli 27 ton metrycznych, miał około 3 metrów wysokości, metr głębokości i 30 metrów długości, zajmował 28 metrów kwadratowych i pobierał 150 kilowatów energii. Dane wejściowe wprowadzano z czytnika kart IBM, a wynik wyprowadzano na perforatorze kart tej samej firmy. Znaczna część programowania spadła na kobiety-matematyczki: Jean Jennings, Marlyn Wescoff, Ruth Lichterman, Betty Snyder, Frances Bilas i Kay McNulty. W 1997 roku sześć programistek ENIAC-a trafiło do Women in Technology International Hall of Fame. W 1946 roku badacze odeszli z uniwersytetu i założyli Eckert–Mauchly Computer Corporation.

Manchester, 21 czerwca 1948

Manchester Baby, nazywany też Small-Scale Experimental Machine, był pierwszym elektronicznym komputerem z programem przechowywanym w pamięci. Na Victoria University of Manchester zbudowali go Frederic C. Williams, Tom Kilburn i Geoff Tootill. Pierwszy program uruchomili 21 czerwca 1948 roku. Maszyna nie była projektowana jako praktyczne narzędzie obliczeniowe, lecz jako stanowisko testowe dla lampy Williamsa, pierwszej prawdziwie swobodnie adresowanej pamięci. Miała 32-bitowe słowo i pamięć o pojemności 32 słów, czyli 1024 bitów. Miała być najprostszym możliwym komputerem o programie w pamięci, więc w sprzęcie zaimplementowano wyłącznie odejmowanie i negację, a pozostałe działania realizowano programowo. Pierwszy z trzech napisanych dla niej programów wyznaczał największy właściwy dzielnik liczby 2 do potęgi 18, czyli 262 144, sprawdzając kolejno wszystkie liczby w dół. Program liczył 17 instrukcji i działał około 52 minut, zanim osiągnął poprawny wynik 131 072. Wykonał w tym czasie około 3,5 miliona operacji, co daje efektywną prędkość około 1100 instrukcji na sekundę. Gdy Baby udowodnił wykonalność takiej konstrukcji, na uczelni rozpoczęto projekt maszyny pełnowymiarowej, Manchester Mark 1. Ta szybko stała się prototypem Ferranti Mark 1, pierwszego komercyjnie dostępnego komputera uniwersalnego. Wcześniej, 12 maja 1941 roku, Konrad Zuse pokazał publicznie maszynę Z3, pierwszy działający programowalny, w pełni automatyczny komputer z binarną arytmetyką, ale bez rozgałęziania warunkowego charakterystycznego dla maszyny Turinga.