Калькулятор, который смог: краткая история первого программируемого компьютера

Впервые идея создать ENIAC появилась в апреле 1943 года. Ученые Электротехнической школы Мура Пенсильванского университета Джон Преспер Эккерт и Джон Уильям Мокли предложили этот проект военным силам США. Во время Второй мировой войны в стране сильно возросла потребность в расчетах, в частности — наведения и определения траектории полета баллистических снарядов. Поскольку на точность влияло очень много факторов, в том числе погодных (температура и влажность воздуха, ветер и т. д.), на расчет одной траектории уходило до трех дней.

План Эккерта и Мокли состоял в том, чтобы «делегировать» вычисление баллистических таблиц машине. В целом, идея создать автоматическую вычислительную машину была не нова: в 40-х годах XX века подобные механизмы строили и другие ученые — Джон Атанасов и Клиффорд Берри, Конрад Цузе, Говард Айкен. Но у проекта ENIAC было несколько важных отличий:

• машина была полностью электронной, а не электромеханической,
• ее можно было программировать, то есть в «мозгах» ENIAC не было предварительно заложенных сценариев работы.

Завершить создание ЭВМ удалось лишь в мае 1945 года, когда война уже закончилась. Решать задачу, полученную по предназначению, ENIAC так и не довелось.

Зато таланты нового компьютера стали использовать в целом ряде других задач, требующих большого количества вычислений. Так, физик Дуглас Хартри решал с его помощью проблему обтекания воздухом крыла сверхзвукового самолета. Также машина участвовала в исследованиях космических лучей, вычислениях чисел π и e, помогала составить первый в истории прогноз погоды.

В коротком ролике, снятом для программы Movietone News, хорошо видно, как выглядел компьютер. Система весила более 27 тонн и занимала площадь в 167 квадратных метров — сравнимо с двумя трехкомнатными квартирами в Новой Москве. ENIAC состоял из 17 500 электронных ламп, 7 000 полупроводниковых диодов, 1 500 реле, 10 000 конденсаторов. Компьютер потреблял около 160 кВт энергии и сильно нагревался во время работы: температура в машинном зале могла подниматься до 50 градусов Цельсия.

Долгое время у ENIAC не было внутренней памяти — ее заменяли перфокарты, на которые записывались данные. Но в 1953 году инженеры системы добавили компьютеру память на 100 слов.

Главным недостатком конструкции ЭВМ были электронные лампы — напомним, что их было порядка 17 500 штук. Они не выдерживали нагрузки — перегревались и перегорали. В первое время эксплуатации это происходило практически каждый день — нужно было прерывать расчеты, локализовать дефект и менять вышедшую из строя лампу. Через несколько лет, после перехода на новые, более надежные лампы и благодаря опыту операторов ЭВМ, система стала более надежной. Спустя 9 лет ENIAC поставил своеобразный рекорд, проработав 116 часов без сбоев.

До ENIAC расчетами баллистических таблиц занимались сотрудники Электротехнической школы Мура Пенсильванского университета. Вычислителями (так называли людей, которые вели письменные расчеты) по большей части были девушки, получившие образование в области математики. У каждой — механический счетный механизм для ускорения работы. Такие команды математически одаренных женщин можно было встретить еще в XIX веке — например, с 1880 года все расчеты, производимые обсерваторией Гарвардского университета, делали исключительно представительницы «слабого пола». Они участвовали в открытии Плутона, проводили классификацию звезд и издавали астрологические каталоги.

Для работы с засекреченным на тот момент проектом ENIAC подобрали шесть самых способных девушек, которые занимались вычислениями. Знакомиться с первым программируемым компьютером им пришлось заочно — по чертежам, из соображений безопасности к создаваемой ЭВМ их не подпускали. Пользовательских мануалов и документации по ENIAC не было, так что многим вещам приходилось обучаться на месте. В том числе разрабатывать алгоритмы объединения разных участков системы для решения задачи.

Все шесть программисток были включены в международный Зал славы женщин в технике. Также имена трех из них увековечены в названиях суперкомпьютеров США — Джин, Кей и Бетти.

Больше о ENIAC Six можно узнать из документальных фильмов:

• Top Secret Rosies: The Female 'Computers' of WWII
• The Computers: The Remarkable Story of the ENIAC Programmers

ENIAC проработал до 1955 года — 2 октября в 23:45 его отключили в последний раз. Несмотря на то, что компьютер обновляли и улучшали в течение всей его «жизни», он окончательно устарел и потерял актуальность. Во многом потому, что новым словом в конструировании вычислительных систем стала двоичная система счисления, а ENIAC использовал десятичную. На смену ему пришел EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), создателями которого также стали Джон Преспер Эккерт и Джон Уильям Мокли. Отработавший десятилетие ENIAC просто разобрали на части. Но каждая из них получила продолжение в десятках других ЭВМ, которые продолжили историю развития вычислительных систем.