ENIAC
Obsah boxu
ENIAC (akronym z anglického Electronic Numerical Integrator and Computer) byl jeden z prvních plně elektronických, turingovsky úplných a programovatelných počítačů na světě. Jeho primárním účelem byl výpočet balistických tabulek pro dělostřelectvo armády Spojených států. Byl navržen a zkonstruován na Pensylvánské univerzitě týmem pod vedením Johna Mauchlyho a J. Prespera Eckerta. Ačkoliv nebyl prvním elektronickým počítačem (toto prvenství je přiznáváno počítači Atanasoff-Berry Computer), byl prvním strojem svého druhu, který byl univerzálně programovatelný a schopný řešit širokou škálu komplexních problémů. Jeho spuštění znamenalo začátek první generace počítačů a revoluci ve výpočetní technice.
📜 Historie a vývoj
Vývoj ENIACu byl přímou reakcí na potřeby druhé světové války. Armáda nutně potřebovala zrychlit výpočty dělostřeleckých palebných tabulek, které zohledňovaly faktory jako typ střely, povětrnostní podmínky a vzdálenost cíle. Tyto výpočty byly do té doby prováděny ručně, převážně ženami (označovanými jako "computers"), a výpočet jediné trajektorie mohl trvat až 20 hodin.
💡 Počáteční impuls
V roce 1942 navrhl fyzik John Mauchly, působící na Moore School of Electrical Engineering při Pensylvánské univerzitě, myšlenku využití elektronkových obvodů pro rapidní zrychlení výpočtů. Jeho návrh zpočátku nezískal velkou podporu, ale situace se změnila, když se o projekt začala zajímat armádní Ballistic Research Laboratory (BRL). Válka vytvořila obrovský tlak na rychlost a přesnost balistických výpočtů, což otevřelo dveře pro financování takto ambiciózního projektu.
👨🔬 Návrh a konstrukce
Projekt s oficiálním názvem "Project PX" byl schválen 9. dubna 1943. Hlavním inženýrem se stal mladý a talentovaný J. Presper Eckert, zatímco John Mauchly byl hlavním konzultantem a vizionářem. Konstrukce probíhala v utajení na půdě Moore School a podílelo se na ní několik desítek inženýrů a techniků. Stroj byl fyzicky dokončen na podzim roku 1945, tedy již po skončení války v Evropě i Tichomoří. Celkové náklady na vývoj se vyšplhaly na téměř 500 000 tehdejších amerických dolarů (dnes ekvivalent několika milionů).
🎉 Odhalení a první úkoly
ENIAC byl veřejnosti slavnostně představen 15. února 1946. Jeho první reálný, vysoce utajovaný výpočet se však uskutečnil již v prosinci 1945 a týkal se simulací pro projekt vývoje vodíkové bomby v laboratořích v Los Alamos. Po svém odhalení pracoval ENIAC na široké škále úkolů, včetně předpovědi počasí, kosmického záření, aerodynamických výpočtů a samozřejmě i původně zamýšlených balistických tabulek.
🔧 Pozdější úpravy a vyřazení
V roce 1947 byl ENIAC přesunut do Aberdeenu v Marylandu, do sídla BRL. V roce 1948 prošel významnou úpravou, která mu umožnila realizovat primitivní formu ukládání programu do paměti (pomocí funkčních tabulek), což výrazně zrychlilo jeho programování. Tuto myšlenku rozpracoval John von Neumann, který byl konzultantem projektu a na základě zkušeností s ENIACem formuloval principy von Neumannovy architektury. ENIAC byl v nepřetržitém provozu až do 2. října 1955, kdy byl definitivně vypnut.
⚙️ Technický popis a architektura
ENIAC byl na svou dobu kolosální stroj. Zabíral plochu přibližně 167 m², vážil okolo 27 tun a jeho spotřeba elektrické energie činila asi 150 kW, což údajně způsobovalo blikání světel v celé Filadelfii při jeho zapnutí.
🔬 Komponenty
Základem počítače byly následující součástky:
- **17 468** elektronek
- **7 200** krystalových diod
- **1 500** relé
- **70 000** rezistorů
- **10 000** kondenzátorů
Vysoký počet elektronek byl zdrojem častých poruch. V průměru docházelo k selhání jedné elektronky každé dva dny, což vyžadovalo neustálou údržbu a rychlou diagnostiku problému.
🔢 Zpracování dat
Na rozdíl od většiny pozdějších počítačů pracoval ENIAC v desítkové soustavě, nikoliv v dvojkové. Data byla ukládána a zpracovávána v 20 akumulátorech, z nichž každý dokázal uchovat desetimístné číslo se znaménkem. Tyto akumulátory fungovaly jako registry i jako operační paměť. Rychlost výpočtů byla ohromující: ENIAC dokázal provést 5 000 sčítání, 357 násobení nebo 38 dělení za sekundu.
🔌 Programování a obsluha
Největší slabinou ENIACu byl způsob jeho programování. Neexistoval žádný operační systém ani uložený program v moderním slova smyslu. Program byl vytvářen fyzickým propojením jednotlivých modulů (akumulátorů, násobičky, děličky atd.) pomocí stovek kabelů na propojovacích polích. Nastavení stroje pro nový, složitější problém mohlo týmu techniků a programátorek (mezi nejznámější patřily Kay McNulty, Betty Snyder, Marlyn Wescoff, Ruth Lichterman, Betty Jean Jennings a Fran Bilas) trvat i několik týdnů. Změna programu byla extrémně pracná a zdlouhavá.
🌍 Význam a odkaz
ENIAC představuje klíčový milník v historii výpočetní techniky. Jeho existence prokázala, že je možné sestrojit rozsáhlé, plně elektronické a programovatelné výpočetní stroje.
🏆 Prvenství a kontroverze
Ačkoliv byl ENIAC dlouho považován za první elektronický počítač, soudní spor *Honeywell, Inc. v. Sperry Rand Corp.* v roce 1973 toto prvenství přisoudil počítači Atanasoff-Berry Computer (ABC), sestrojenému na konci 30. let. Soud rozhodl, že John Mauchly převzal některé klíčové myšlenky právě od Johna Atanasoffa. Nicméně ENIAC byl na rozdíl od specializovaného ABC prvním univerzálním (Turing-kompletním) a plně funkčním strojem, který ovlivnil celý další vývoj oboru.
🚀 Vliv na další generace
Právě nedostatky ENIACu, zejména jeho složité programování, inspirovaly Johna von Neumanna a další k návrhu tzv. architektury s uloženým programem. Tato koncepce, kde jsou programové instrukce uloženy ve stejné paměti jako data, se stala základem pro téměř všechny moderní počítače. Na ENIAC tak přímo navázaly počítače jako EDVAC a UNIVAC I, první komerčně úspěšný počítač.
🏛️ Zachované části
Po vyřazení byl ENIAC rozebrán. Jeho části jsou dnes vystaveny v několika institucích po celém světě, včetně Smithsonian Institution ve Washington, D.C., Muzea vědy v Londýně a na Pensylvánské univerzitě, kde vznikl.
🤓 Pro laiky
Představte si místnost plnou obrovských skříní, které blikají a hučí. To byl ENIAC. Nebyl to počítač, jaký známe dnes s monitorem a klávesnicí. Programoval se tak, že technici museli ručně přepojovat stovky kabelů, podobně jako staré telefonní ústředny. Každý nový výpočet znamenal dny práce s kabely. I přes tuto složitost dokázal za 30 sekund vypočítat dráhu letu dělového granátu, což člověku s mechanickou kalkulačkou trvalo 20 hodin. Byl to skutečný "dědeček" všech moderních počítačů, který ukázal, že složité výpočty lze provádět elektronicky a neuvěřitelně rychle.