Создание первого электронного компьютера ENIAC было вызвано не научным любопытством, а острой военной необходимостью. Эта тридцатитонная машина, собранная в США во время Второй мировой войны, предназначалась для сложнейших баллистических расчётов, а позже сыграла ключевую роль в разработке водородной бомбы в условиях нарастающего противостояния с СССР. Интересно, что первыми в мире программистами этой гигантской ЭВМ стали шесть женщин, чей вклад долгое время оставался в тени.
Фото: Jerry Cooke / Getty Images
Истоки ENIAC уходят в 1930-е годы, когда профессор Джон Мокли задумал создать устройство для долгосрочного прогнозирования погоды. Он полагал, что ключ к точным прогнозам лежит в анализе солнечной активности. Для обработки огромных массивов метеоданных Мокли привлёк студентов, вооружив их списанными банковскими калькуляторами, но процесс был крайне медленным и подверженным человеческим ошибкам. Это подтолкнуло его к идее создания мощной вычислительной машины на электронных лампах, однако реализовать проект в одиночку он не мог из-за нехватки средств.
В 1941 году, начав преподавать в инженерной школе, Мокли познакомился с талантливым изобретателем Джоном Эккертом. Их совместный энтузиазм вскоре нашёл практическое применение.
Военный заказ: компьютер для артиллерии
Переломный момент наступил в 1942 году, когда американским войскам, высадившимся в Северной Африке, срочно потребовались новые баллистические таблицы, учитывающие местные климатические условия. Составлением этих таблиц в баллистической лаборатории занимался особый отдел, состоявший почти целиком из женщин с математическим образованием. В то время их так и называли — «компьютеры» (от англ. computer — вычислитель). Эта кропотливая и малооплачиваемая работа была одной из немногих возможностей для образованных женщин применить свои знания, альтернативой карьере школьной учительницы.
Задача была колоссальной: для каждого типа снаряда и орудия нужно было рассчитать около трёх тысяч траекторий, учитывая десятки переменных — от угла наклона ствола до давления и направления ветра. Сотня сотрудников, вооружившись логарифмическими линейками и механическими арифмометрами, тратила на один полный комплект таблиц около четырёх лет. Существовавший дифференциальный анализатор не спасал положение, так как его результаты требовали долгой ручной проверки.
Сотрудницы баллистической лаборатории работают на дифференциальном анализаторе. Фото: Wikimedia Commons
Понимая, что человеческих ресурсов недостаточно, Мокли и Эккерт предложили руководству создать электронную вычислительную машину. Изначально их идея была отвергнута. Тогда в апреле 1943 года Мокли напрямую обратился в баллистическую лабораторию, пообещав, что его машина будет рассчитывать траекторию снаряда всего за пять минут. Чтобы обойти консерватизм военных, он хитро назвал проект «электронным дифференциальным анализатором» — устройством, уже знакомым и проверенным. Несмотря на скепсис многих экспертов, включая предсказание Энрико Ферми о быстром выходе ламп из строя, финансирование было выделено. К работе над проектом позже присоединился выдающийся математик Джон фон Нейман.
Исполинская машина: 30 тонн технологий
К осени 1945 года компьютер, названный ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), был построен. Это был настоящий гигант: 30 метров в длину, весом 30 тонн, содержащий около 17 000 радиоламп, 10 000 конденсаторов и тысячи других компонентов.
Так выглядел ENIAC. Фото: Wikimedia Commons
Архитектура ENIAC была уникальной и не похожей на современную. Вместо единого процессора он состоял из отдельных модулей, каждый из которых мог как хранить числа, так и выполнять с ними арифметические операции. Компьютер работал не с двоичным, а с десятичным кодом, что делало его конструкцию избыточной и требовало огромного количества электронных элементов. Тем не менее, его производительность была феноменальной для своего времени: 5000 операций сложения или 357 операций умножения в секунду. Программы в современном понимании в нём не хранились — каждая новая задача требовала физической перенастройки машины с помощью переключателей и соединения кабелей.
Обратите внимание: Краткая история | Как принц Сётоку написал первую Конституцию.
Несмотря на кажущуюся ненадёжность, ENIAC в тысячи раз превосходил по скорости существовавшие электромеханические компьютеры, выполняя за 20 секунд расчёт, на который у дифференциального анализатора уходило 15 минут.
Фото: Wikimedia Commons
Новая миссия: гонка вооружений и научные открытия
Публичная демонстрация ENIAC 14 февраля 1946 года (ныне День программиста) произвела фурор. Машина мгновенно производила вычисления, поражая воображение журналистов, которые окрестили её «электронным мозгом». Однако к моменту завершения строительства война закончилась, и первоначальная задача — расчёт артиллерийских таблиц — потеряла остроту.
ENIAC быстро нашёл новое, ещё более важное применение в условиях начинающейся Холодной войны. На него возложили ключевую задачу — проверку расчётов для проекта водородной бомбы. Это требовало решения невероятно сложных дифференциальных уравнений. Программисты разбивали задачу на этапы, вручную готовили алгоритмы, а затем дни и недели физически настраивали ENIAC с помощью переключателей и кабелей. Для этих расчётов было использовано около миллиона перфокарт. Успех ENIAC в этих вычислениях стал важным шагом на пути создания термоядерного оружия, и большая часть этих расчётов остаётся засекреченной до сих пор.
Помимо работ по водородной бомбе, ENIAC использовался для моделирования радиоактивных осадков в случае ядерной войны с СССР, аэродинамических расчётов для первых сверхзвуковых самолётов и, конечно, для составления новых баллистических таблиц, в том числе для атомных боеприпасов. Джон фон Нейман также использовал машину для фундаментальных исследований, вычисляя числа π и e с невиданной точностью, чтобы изучить возможность генерации псевдослучайных чисел, и участвовал в создании первых численных моделей прогноза погоды.
Забытые героини: первые программистки ENIAC
На той знаменитой презентации 1946 года никто не упомянул о настоящих «волшебницах», заставивших гигантскую машину работать. Шесть женщин-программистов — Кей Антонелли, Фрэнсис Билас, Джин Дженнингс, Рут Лихтерман, Бетти Холбертон и Марлин Вескоф — присутствовали на мероприятии, но их роль свели к обязанностям «хозяек», рассаживающих гостей. Их вклад был практически забыт до конца 1980-х годов, когда исследовательница Кети Клейман, обнаружив старые фотографии, разыскала этих пионеров программирования и рассказала их историю миру.
Программисты ENIAC. Фото: Wikimedia Commons
Их работа была титанической: каждая новая задача требовала много дней физической перекоммутации тысяч переключателей и соединения сотен кабелей. Они же занимались изнурительным поиском и заменой ежедневно перегоравших ламп. Именно в этой практике родились фундаментальные концепции программирования: Бетти Холбертон изобрела «точку останова» для отладки, а Кей Антонелли — идею подпрограммы. Позже Холбертон и Дженнингс внесли большой вклад в создание компьютера UNIVAC, а предложенный Холбертон бежево-серый цвет панелей стал отраслевым стандартом на десятилетия.
Программирование ENIAC. Фото: Wikimedia Commons
Наследие гиганта
ENIAC проработал до 1955 года, после чего был демонтирован, уступив место более совершенным машинам с фоннеймановской архитектурой, лежащей в основе всех современных компьютеров. Его собственная архитектура оказалась тупиковой ветвью развития.
Однако историческое значение ENIAC невозможно переоценить. Это была первая в мире полностью электронная, универсальная вычислительная машина, доказавшая саму возможность и практическую пользу подобных устройств. Она не только выполнила критически важные расчёты для ядерного щита США в разгар Холодной войны, но и стала колыбелью профессии программиста, открыв путь в цифровую эпоху.
***
Чтобы не пропустить другие материалы о программировании, истории IT и искусственном интеллекте, подпишитесь в раздел. Ставьте лайки, чтобы видеть больше таких статей у себя в ленте. Если вы хотите, чтобы мы написали о каком-то факте или технологии, предложите свою тему в комментариях к этой или другим статьям.
#программирование #технологии #люди_и_код #история IT
Еще по теме здесь: История.
Источник: Как американцы собрали первую эвм, чтобы сделать водородную бомбу и защититься от ссср.