От абака к цифровой революции

ДЖОН ФОН НЕЙМАН (1903–1957)

Американец венгерского происхождения Джон фон Нейман — одна из ключевых фигур в науке XX столетия. Он был пионером современных цифровых вычислений и совершил открытия во многих областях: квантовой физике, кибернетике, экономике и, разумеется, математике. Фон Неймана называли вундеркиндом; в 1926 году, когда ему было всего 23 года, он получил степень доктора математики, защитив диссертацию по аксиоматике теории множеств. В Европе он занимался исследованиями в области математики и квантовой механики.

Он преимущественно работал в Гёттингене под руководством Давида Гильберта и написал книгу ««Математические основы квантовой механики» на немецком языке. В 1930 году Нейман эмигрировал в США, в возрасте 29 лет занял одну из пяти первых профессорских должностей в принстонском Институте перспективных исследований. Еще одну из этих должностей занимал Альберт Эйнштейн. Фон Нейман считается создателем теории игр и автором понятия MAD (Mutually Assured Destruction — «Взаимное гарантированное уничтожение»). Он работал над Манхэттенским проектом и созданием водородной бомбы.

* * *

Первые компьютеры в США

ENIAC как компьютер общего назначения был огромным шагом вперед, однако некоторые технические решения, использованные при его постройке, оставляли желать лучшего. Основная проблема заключалась в том, что для смены программы требовалось изменять конфигурацию электрических цепей вручную. Так как программа не сохранялась в памяти, в отличие от современных компьютеров, то для определения того, какие расчеты и в каком порядке следует произвести, требовалось подключать и отключать переключатели, как на старинных телефонных станциях. Эта задача была очень трудоемкой и требовала столько времени, что выгода от использования компьютера была крайне сомнительной.

С целью решить проблемы ENIAC были начаты работы над новым компьютером — EDVAC. Эккерт, Мокли и фон Нейман очень подробно проанализировали, как должно производиться программирование компьютера, и пришли к выводу, что оптимальным вариантом будет хранение программы в памяти подобно тому, как в ней сохранялись числа. Трудно поверить, что в прошлом компьютерные программы и аппаратное обеспечение не были разделены. Результатом этой идеи стало рождение языков программирования и программирования как отдельной дисциплины.

Создание EDVAC стало значимым событием в истории информатики.

Работы над EDVAC были закончены в 1949 году в Институте Мура Пенсильванского университета. К тому времени Эккерт и Мокли уже не участвовали в проекте, так как покинули его в 1946 году. В EDVAC использовалось 6000 ламп и 12 000 диодов, он весил 7850 килограммов и занимал площадь в 45,5 квадратных метров. Для работы ему требовалось 56 кВт электроэнергии. Он был намного легче ENIAC, учитывая масштаб этих цифр. Он также был быстрее своего предшественника: сложение выполнялось за 864 микросекунды, умножение — за 2900 микросекунд.

В это же время на «Первый черновик» фон Неймана обратили внимание в Великобритании. Морис Уилкс из Кембриджского университета в том же 1949 году сконструировал EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator — автоматический вычислитель на электронных линиях задержки). Это была первая электронная вычислительная машина с набором внутренних команд. Однако первым компьютером с набором внутренних программ стал SSEM. Его память состояла из 512 ячеек по 17 бит каждая. Первая компьютерная игра в мире — крестики-нолики под названием ОХО — была создана на EDSAC. На основе этой вычислительной машины был создан первый компьютер, применявшийся в коммерческих целях — LEO I.

Вырезка из британской газеты, в которой рассказывается о создании EDSAC.