Zgodovina raèunalni¹tva-ELEKTROMEHANSKI STROJI

ELEKTROMEHANSKI STROJI

Razvoj elektromehanike je odprl nove mo¾nosti pri realizaciji strojev za raèunanje. Ena od prvih uporab je bila uvedba elektromotorjev za pogon mehanskih kalkulatorjev. Ti stroji so se v zaèetku dvajsetega stoletja zelo raz¹irili. Drugo pomembno podroèje uporabe predstavljajo naprave na osnovi luknjanih kartic, s katerimi je bilo mogoèe soltirati in tabelirati velike kolièine podatkov. Uporabo luknjanih kartic je predlagal ¾e Babbage. Tehnolo¹ko je razlika v tem, da se je prisotnost oziroma odsotnost luknjic zdaj ugotavljala elektrièno in ne mehansko. Povedati pa moramo, da je bil namen uporabe luknjanih kartic v teh napravah veliko skromnej¹i kot pri analitiènem stroju. Ti stroji zanesljivo niso nadaljevanje Babbageovega dela; podobnost je le v uporabi kartic.

Prav preprostost in zanesljivost sta bili glavna razloga za komercialno uspe¹nost naprav na osnovi luknjanih kartic. Z njimi je povezano ime Amerièana Hermana Holletitha (1860-1929), ki jeh je prviè uspe¹no uporabil leta 1887 pri statistièni obdelavi podatkov o smrtnosti v Baltimoru. Njegov najveèji uspeh pa je bila odloèitev, da se njegove naprave uporabijo pri obdelavipodatkov ljudskega ¹tetja v ZDA leta 1890. Obdelava, ki je zahtevala luknjanje kakih 56 miljonov kartic, je zelo uspela in naprave te vrste so se hitro raz¹irile po ZDA in v svetu. Podjetje Tabulating Machine Company, ki ga je leta 1896 ustanovil Hollerith, se je leta 1911 zdru¾ila z dvema drugima v novo podjetje, to pa se je leta 1924 preimenovalo v International Business Machines Corporation ali IBM.

Prvi uspe¹ni poskusi nadaljevanja Babbagevega dela so se pojavili ¹ele konec 1930-tih let neodvisno v Nemèiji in ZDA. Glavni razlog za to, da se ti poskusi niso zgodili bolj zgodaj, je v majhnih potrebah po povsem avtomatskem strojnem raèunanju. Po tem, kar vemo danes, je prvi delujoèi stroj Babbageve vrste naredil Nemec Konrad Zuse. S problemom gradje stroja se je prièel ukvarjati leta 1934 kot ¹tudent gradbeni¹tva. Zuse ni vedel za Babbagevo delo in je do naèrtov za svoje stroje pri¹el samostojno. V nasprotju z veèino prej¹nih poskusov se je odloèil za binarno in ne za deseti¹ko aritmetiko. Poleg tega je uporabil predstavitev ¹tevilv tako imenovani plavajoèi velici v podobni obliki, kot jo poznamo danes. Èeprav vemo, da je binarno aritmetiko predlagal Leibniz, plavajoèo veljicoTorres in programsko vodenje stroja Babbage, je bil Zuse prvi, ki je te ideje zdru¾il v delujoèem stroju.

Zuse je imel veliko te¾av s financiranjem svojih projektov. Njegovi stroji so zato po velikosti veliko skromnej¹i od v pribli¾no istem èasu nastajajoèih ameri¹kih. Leta 1938 je dokonèal stroj Z1, ki je bil povsem mehanski in pri delovanju nezanesljiv. Nato je prièel z gradnjo stroja Z2, pri katerem je bila aritmetièna enota zgrajena iz telefonskih relejev, za pomnilnik pa je uporabil mehanski pomnilnik od Z1. Po Zusevem pripovedovanju je aritmetièna enota delovala, ko je bil mobiliziran leta 1939 in stroj je ostal nedokonèan. Po pribli¾no enem letu sta Zuse in njegov sodelavec Schreyer uspela preprièati oblast o pomenu njunega dela. Zuseja so izpustili iz vojske ter mu celo dali finanèno podporo. Tako je bil leta 1941 dokonèan elektromehanski stroj Z3, za katerega danes mislimo, da je bil prvi delujoèi programsko vodeni raèunalnik za splo¹n namene. Zgrajen je bil iz pribli¾no 2600 telefonskih relejev in je imel relejski pomnilnik velikosti 64 22-bitnih besed. Vsi ukazi so bili 8-bitni in so bili shranjeni na luknjanem traku. SLIKA OZ.SHEMA

Shema Zusevega raèunalnika Z3

Za vnos podatkov je slu¾ila tipkovnica, rezultat pa je bil prikanzan v numerièni obliki z ¾arnicami na posebnem zaslonu. Z3 ni imel ukazov za pogojni skok, kar je tudi njegova najveèja pomanjkljivost.

Konec vojne je doèakala samo izpopolnjena verzija Z3, ki je bila pod oznako Z4 narejena leta 1945. Z4 je imel 32 bitne besede in se je uporabljal ¹e osem let po koncu vojne na ETH v Zuerichu. Zuse je ¾eleta 1941 nameraval zgraditi elektronsko verzijo s 1500 elektronkami, vendar je oblast njegov predlog zavrnila. Zuse ni vedel za delo, ki je v tem èasu potekalo v ZDA, podobno kot turdi Amerièani niso vedeli za Zuseja.Zato ni presenetljivo, da soverjeli, da je bil njihov Harvard Mark I prvi delujoèi programsko vodeni raèunalnik za splo¹ne namene.

Howard Aiken.

Duhovni oèe raèunalnika Harvard Mark I je bil Howard Aiken (1900-1973), fizik s Harvardske univerze. Kasneje so bili pod njegovim vodstvom zgrajeni ¹e Mark II, Mark III in Mark IV. Zadnja dva sta bila elektronska, vendar ne s shranjenim programom. Drugaèe kot Zuse je Aiken poznal Babbagevo delo. Gradnjo elektromehanskega programsko vodenega raèunalnika za splo¹ne namene je predlagal leta 1937, delo pa se je prièelo leta 1939. Harvard Mark I je v resnici proizvod firme IBM. Podobno, kot analitièni stroj je Mark I uporabljal za pomnilnik deseti¹ka ¹tevna kolesa, ki pa so bila realizirana elektromehansko. Njegov pomnilnik je obsegal 72 23-mestnih seseti¹kih ¹tevil, ukaze pa je dobival preko luknjanega traku. Za primerjavo povejmo, da je se¹tevanje in od¹tevanje trajalo 0.3 sekunde, mno¾enje 6 in deljenje12 sekund.

Programiranje raèunalnikov MARK.