Harvard Mark I - Harvard Mark I

Harvard Mark I
Computadora Harvard Mark I - Input-Output Details.jpg
Primer plano de lectores de entrada / salida y control
También conocido como Calculadora controlada por secuencia automática de IBM (ASCC)
Desarrollador Howard Aiken / IBM
Fecha de lanzamiento 7 de agosto de 1944 ; Hace 77 años ( 07/08/1944 )
Poder 5 caballos de fuerza (3,7 kW)
Dimensiones 816 pies cúbicos (23 m 3 ) - 51 pies (16 m) de longitud, 8 pies (2,4 m) de altura y 2 pies (0,61 m) de profundidad
Masa 9.445 libras (4,7 toneladas cortas; 4,3 t)
Sucesor Harvard Mark II
El extremo izquierdo constaba de componentes informáticos electromecánicos.
El extremo derecho incluía lectores de programas y datos, y máquinas de escribir automáticas.

La Calculadora de Secuencia Controlada Automática de IBM ( ASCC ), llamada Mark I por el personal de la Universidad de Harvard , era una computadora electromecánica de propósito general que se usó en el esfuerzo de guerra durante la última parte de la Segunda Guerra Mundial .

Uno de los primeros programas que se ejecutó en el Mark I fue iniciado el 29 de marzo de 1944 por John von Neumann . En ese momento, von Neumann estaba trabajando en el Proyecto Manhattan y necesitaba determinar si la implosión era una opción viable para detonar la bomba atómica que se usaría un año después. El Mark I también calculó e imprimió tablas matemáticas, que había sido el objetivo inicial del inventor británico Charles Babbage para su " motor analítico ".

El Mark I fue desmontado en 1959, pero partes de él se exhibieron en el Centro de Ciencias como parte de la Colección de Instrumentos Científicos Históricos de Harvard hasta que se trasladó al nuevo Complejo de Ciencias e Ingeniería en Allston en julio de 2021. Otras secciones de la máquina original fueron transferidos a IBM y la Institución Smithsonian .

Orígenes

El concepto original fue presentado a IBM por Howard Aiken en noviembre de 1937. Después de un estudio de viabilidad realizado por ingenieros de IBM, el presidente de la empresa, Thomas Watson Sr., aprobó personalmente el proyecto y su financiación en febrero de 1939.

Howard Aiken había comenzado a buscar una empresa para diseñar y construir su calculadora a principios de 1937. Después de dos rechazos, se le mostró un conjunto de demostración que el hijo de Charles Babbage había regalado a la Universidad de Harvard 70 años antes. Esto lo llevó a estudiar Babbage y agregar referencias del Motor Analítico a su propuesta; la máquina resultante "llevó los principios del motor analítico de Babbage casi a su plena realización, al tiempo que añadió nuevas funciones importantes".

El ASCC fue desarrollado y construido por IBM en su planta de Endicott y enviado a Harvard en febrero de 1944. Comenzó los cálculos para la Oficina de Buques de la Marina de los EE. UU. En mayo y se presentó oficialmente a la universidad el 7 de agosto de 1944.

Diseño y construcción

El ASCC se construyó a partir de interruptores , relés , ejes giratorios y embragues . Usó 765,000 componentes electromecánicos y cientos de millas de cable, que comprenden un volumen de 816 pies cúbicos (23 m 3 ) - 51 pies (16 m) de longitud, 8 pies (2,4 m) de altura y 2 pies (0,61 m). profundo. Pesaba alrededor de 9,445 libras (4,7 toneladas cortas; 4,3 t). Las unidades de cálculo básicas tenían que estar sincronizadas y alimentadas mecánicamente, por lo que eran operadas por un eje de transmisión de 50 pies (15 m) acoplado a un motor eléctrico de 5 caballos de fuerza (3,7 kW), que servía como fuente de energía principal y reloj del sistema . De los archivos de IBM:

La Calculadora Automática de Secuencia Controlada (Harvard Mark I) fue la primera máquina operativa que podía ejecutar cálculos largos automáticamente. Un proyecto concebido por el Dr. Howard Aiken de la Universidad de Harvard, el Mark I fue construido por ingenieros de IBM en Endicott, Nueva York.Un marco de acero de 51 pies de largo y 8 pies de alto sostenía la calculadora, que consistía en un panel entrelazado de pequeños engranajes, contadores e interruptores. y circuitos de control, todos a sólo unos centímetros de profundidad. El ASCC usó 500 millas (800 km) de cable con tres millones de conexiones, 3.500 relés multipolares con 35.000 contactos, 2.225 contadores, 1.464 conmutadores de diez polos y niveles de 72 máquinas sumadoras, cada una con 23 números significativos. Era la calculadora electromecánica más grande de la industria.

El recinto del Mark I fue diseñado por el futurista diseñador industrial estadounidense Norman Bel Geddes . Aiken consideró que la elaborada carcasa era un desperdicio de recursos, ya que la potencia informática tenía una gran demanda durante la guerra y los fondos (50.000 dólares o más según Grace Hopper ) podrían haberse utilizado para construir equipos informáticos adicionales.

Operación

El Mark I tenía 60 juegos de 24 interruptores para la entrada manual de datos y podía almacenar 72 números, cada uno de 23 dígitos decimales. Podría hacer 3 sumas o restas en un segundo. Una multiplicación tomó 6 segundos, una división 15,3 segundos y un logaritmo o una función trigonométrica tomó más de un minuto.

El Mark I leí sus instrucciones en una cinta de papel perforada de 24 canales . Ejecutó la instrucción actual y luego leyó la siguiente. Una cinta separada podría contener números para la entrada, pero los formatos de cinta no eran intercambiables. No se pudieron ejecutar instrucciones desde los registros de almacenamiento. Esta separación de datos e instrucciones se conoce como la arquitectura de Harvard (aunque la naturaleza exacta de esta separación que hace que una máquina sea Harvard, en lugar de Von Neumann , se ha oscurecido con el paso del tiempo; ver Arquitectura de Harvard modificada ).

El mecanismo de secuencia principal fue unidireccional. Esto significaba que los programas complejos tenían que ser físicamente largos. Un bucle de programa se logró desenrollando el bucle o uniendo el final de la cinta de papel que contiene el programa al principio de la cinta (creando literalmente un bucle ). Al principio, la ramificación condicional en el Mark I se realizó manualmente. Las modificaciones posteriores en 1946 introdujeron la ramificación automática del programa (por llamada de subrutina ). Los primeros programadores del Mark I fueron los pioneros de la informática Richard Milton Bloch , Robert Campbell y Grace Hopper . También había un pequeño equipo técnico cuyo propósito era realmente operar la máquina, algunos de los cuales eran empleados de IBM antes de ser obligados a unirse a la Marina para trabajar en la máquina. Este equipo técnico no fue informado del propósito de su trabajo mientras estaba en Harvard.

Formato de instrucción

Los 24 canales de la cinta de entrada se dividieron en tres campos de ocho canales. A cada acumulador , cada conjunto de interruptores y los registros asociados con las unidades de entrada, salida y aritmética se les asignó un número de índice de identificación único. Estos números se representaron en binario en la cinta de control. El primer campo era el índice binario del resultado de la operación, el segundo era el dato fuente de la operación y el tercer campo era un código para la operación a realizar.

Contribución al Proyecto Manhattan

En 1928, LJ Comrie fue el primero en convertir IBM en "equipos de tarjetas perforadas para uso científico: cálculo de tablas astronómicas por el método de diferencias finitas, como lo imaginó Babbage 100 años antes para su motor de diferencia". Muy poco después, IBM comenzó a modificar sus tabuladores para facilitar este tipo de cálculo. Uno de estos tabuladores, construido en 1931, fue The Columbia Difference Tabulator.

John von Neumann tenía un equipo en Los Alamos que usaba "máquinas de tarjetas perforadas IBM modificadas" para determinar los efectos de la implosión. En marzo de 1944 propuso ejecutar ciertos problemas de implosión en el Mark I, y en 1944 llegó con dos matemáticos para escribir un programa de simulación para estudiar la implosión de la primera bomba atómica .

El grupo de Los Alamos completó su trabajo en un tiempo mucho más corto que el grupo de Cambridge. Sin embargo, la operación de la máquina de tarjetas perforadas calculó valores con seis lugares decimales, mientras que Mark I calculó valores con dieciocho lugares decimales . Además, Mark I integró la ecuación diferencial parcial en un tamaño de intervalo mucho más pequeño [o malla más pequeña] y así ... logró una precisión mucho mayor .

"Von Neumann se unió al Proyecto Manhattan en 1943, trabajando en la inmensa cantidad de cálculos necesarios para construir la bomba atómica. Demostró que el diseño de implosión, que luego se usaría en las bombas Trinity y Fat Man, era probablemente más rápido y más eficiente. que el diseño de la pistola ".

Aiken e IBM

Aiken publicó un comunicado de prensa en el que anunciaba que Mark I se incluía a sí mismo como el único "inventor". James W. Bryce fue la única persona de IBM mencionada, a pesar de que varios ingenieros de IBM, incluidos Clair Lake y Frank Hamilton, habían ayudado a construir varios elementos. El presidente de IBM, Thomas J. Watson, se enfureció y solo asistió a regañadientes a la ceremonia de dedicación el 7 de agosto de 1944. Aiken, a su vez, decidió construir más máquinas sin la ayuda de IBM, y la ASCC llegó a ser conocida generalmente como la "Harvard Mark I ". IBM pasó a construir su Calculadora Electrónica de Secuencia Selectiva (SSEC) para probar nuevas tecnologías y proporcionar más publicidad a los propios esfuerzos de la empresa.

Sucesores

El Mark I fue seguido por Harvard Mark II (1947 o 1948), Mark III / ADEC (septiembre de 1949) y Harvard Mark IV (1952), todo el trabajo de Aiken. El Mark II fue una mejora con respecto al Mark I, aunque todavía se basaba en relés electromecánicos . El Mark III usó principalmente componentes electrónicos ( tubos de vacío y diodos de cristal), pero también incluyó componentes mecánicos: tambores magnéticos giratorios para almacenamiento, además de relés para transferir datos entre tambores. El Mark IV era completamente electrónico, reemplazando los componentes mecánicos restantes con memoria de núcleo magnético . El Mark II y el Mark III fueron entregados a la base de la Marina de los EE. UU. En Dahlgren, Virginia . El Mark IV fue construido para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , pero se quedó en Harvard.

El Mark I fue desmontado en 1959, y partes de él se exhibieron en el Centro de Ciencias , como parte de la Colección de Harvard de Instrumentos Científicos Históricos . Se exhibió en el nuevo Complejo de Ciencia e Ingeniería en Allston en julio de 2021. Otras secciones de la máquina original se transfirieron a IBM y al Instituto Smithsonian .

Ver también

Referencias

Notas
Publicaciones
  • Cohen, Bernard (2000). Howard Aiken, Retrato de un pionero de la informática . Cambridge, Massachusetts: The MIT Press. ISBN 978-0-2625317-9-5.
  • Cohen, Bernard, ed. (1999). Haciendo números . Cambridge, Massachusetts: The MIT Press. ISBN 0-262-03263-5.
  • Campbell, Robert (1999), La primera máquina de Aikenen Cohen 1999 , págs. 31–63
  • Copeland, Jack (2006), Máquina contra máquinaen Copeland 2006 , págs. 64–77 error de harvnb: objetivos múltiples (2 ×): CITEREFCopeland2006 ( ayuda )
  • Copeland, B. Jack , ed. (2006), Coloso: Los secretos de las computadoras de descifrado de códigos de Bletchley Park , Oxford: Oxford University Press, ISBN 978-0-19-284055-4
  • Zuse, Konrad (1993). La computadora: mi vida . Berlín: Pringler-Verlag. ISBN 0-387-56453-5.

enlaces externos