Електронният калкулатор IBM Selective Sequence

Source: http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/ssec.html

Електронният калкулатор със селективна последователност (SSEC) на IBM, построен в съоръжението на IBM в Ендикот под ръководството на професор от Колумбийския университет Уолъс Екерт и неговия персонал на Watson Scientific Computing Laboratory през 1946-47 г., показан тук, след като беше преместен в новата сграда на централата на IBM на 590 Madison Avenue в Манхатън [ 4 ], където заемаше периферията на стая с дължина 60 фута и ширина 30 фута [ 42 ] ( Херб Грош [ 59 ] оценява размерите на нейната "U" форма на 60 + 40 + 80 фута, 180 фута в всичко, около половин футболно игрище!)

Покрай стената на заден план се виждат три перфоратора и тридесет четци, които образуват хранилището за хартиена лента, с голяма ролка лента над всеки перфоратор. Хартиената лента всъщност беше ненарязан картон на IBM, широк повече от седем инча, тежащ 400 паунда на ролка [ 57, 59 ] ( ОТКРЪЛ ПЛАН ). По протежение на лявата стена има групи от вериги с вакуумни тръби за четене на карти и контрол на последователността и 36 четеца на хартиени ленти, съставляващи секцията за търсене на таблици, много от тях заредени с персонализирани вериги на лента за често препращани данни. По-голямата част от панелите по дясната стена са заети от електронното аритметично устройство и хранилище. В центъра на стаята: четци на карти, перфоратори за карти, принтери и (не се вижда) конзола на оператора.

„Проектирана, построена и въведена в експлоатация само за две години, SSEC съдържаше 21 400 релета и 12 500 вакуумни тръби. Можеше да работи неограничено време под контрола на своята модифицируема програма. Средно тя извършваше десетично умножение 14 на 14 в един -петдесети от секундата, деление в една тридесета от секундата и събиране или изваждане на деветнадесетцифрени числа в една тридесет и пет стотни от секундата... За повече от четири години SSEC изпълни желанието на Уотсън изразено при посвещаването му: че ще служи на човечеството чрез решаване на важни проблеми на науката Това позволи на Уолъс Екърт да публикува лунни ефемериди ... с по-голяма точност от наличните преди ... източникът на данни, използвани при първото кацане на човека на Луната “ [ 4]. „За всяка позиция на луната, операциите, необходими за изчисляване и проверка на резултатите, възлизат на общо 11 000 събирания и изваждания, 9 000 умножения и 2 000 справки в таблица. Всяко уравнение, което трябва да бъде решено, изисква оценката на около 1600 термина - общо впечатляващо количество аритметика, която SSEC би могла да излъска за седем минути в полза на зрителите“ [ 9 ].

Контролът се осъществява чрез писмени инструкции, които машината разчита и следва. Типични команди са: • „Прочетете число от една от четящите единици и го запишете в дадена памет”; • "Вземете числото от дадена единица памет, умножете го по това в друга единица, изхвърлете определен брой цифри от отговора и го поставете в трета единица." [ 83 ].

SSEC се виждаше от пешеходците на тротоара и вдъхнови поколение карикатуристи да представят компютъра като поредица от панели с размер на стена, покрити със светлини, измервателни уреди, циферблати, превключватели и въртящи се ролки ленти (щракнете върху изображението, за да го увеличите ) . SSEC работи на това място от януари 1948 г. до юли 1952 г., когато е заменен от първия извън линията 701 , първият "масово" произведен компютър на IBM (т.е. повече от един).

Ето изглед на SSEC от брошурата, раздадена на церемонията по откриването, с любезното съдействие на Herb Grosch :

„[Горе е] прочутата ретуширана снимка на [стаята на SSEC]: Бил МакКлеланд в модула за търсене на маса [вляво], Бетси Стюарт на конзолата, инженер вдясно. БЕЗ колони” [ 59 ] . НАТИСНЕТЕ ТУК за неретуширан изглед.

Watson Senior, при първото гледане на SSEC преди публичното разкриване: „Има само едно нещо“, каза той някак небрежно. „Почистването на тази стая е възпрепятствано от онези големи черни колони в центъра. Накарайте ги да бъдат премахнати преди церемонията.“ Но тъй като поддържаха сградата, колоните останаха. Вместо това снимката в брошурата, раздадена на церемонията, беше внимателно ретуширана, за да се премахнат всички следи от обидните колони [ 57 ].

Ето някои допълнителни изображения от статията на Eckert от 1948 г. в Scientific Monthly [ 83 ] (щракнете върху всяко изображение за подробности):

А ето и сканирания на два стъклени слайда, открити от Херб Грош през април 2004 г. (щракнете върху изображенията за подробности):

Табела с подпис на Watson, прикрепена високо върху варовиковата „рамка“ най-вдясно [ 59 ] (не се вижда на снимката):

От биографията на John Backus , който по-късно разработва FORTRAN (наред с много други приноси):

През тази пролет [1949] Бакъс посети компютърния център на IBM на Медисън Авеню, където обиколи електронния калкулатор със селективна последователност (SSEC), един от ранните електронни компютри на IBM. По време на обиколката Бакъс спомена на гида, че си търси работа. Тя го насърчи да говори с директора на проекта и той беше нает да работи по SSEC.

SSEC не беше компютър в съвременния смисъл. Нямаше памет за съхранение на софтуер и програмите трябваше да се въвеждат на перфорирана хартиена лента. Имаше хиляди електромеханични части, което го правеше ненадежден и бавен. Част от работата на Бакъс беше да се грижи за машината и да я поправя, когато спре да работи. Програмирането на SSEC също беше предизвикателство, тъй като нямаше определен начин да се направи.

Бекъс прекара три години в работа върху SSEC, през което време изобрети програма, наречена Speedcoding. Програмата е първата, която включва коефициент на мащабиране, който позволява както големи, така и малки числа да бъдат лесно съхранявани и манипулирани.

SSEC беше използван за различни широкомащабни научни изчисления, включително от Колумбийските професори Екерт (астрономия), Томас (физика) и Грош (оптика), всички от Watson Lab. Това беше и фокусът на един от първите в света курсове по компютърни науки , предлаган от 1946 г.; ето списъка от каталог на курсове на Columbia от 1951 г .:

Астрономия 111 — Машинни методи за научни изчисления, I.

2 до 4 точки Зимна сесия. д-р E CKERT и асистенти.

М. 2:10-3.

Лабораторните часове ще бъдат организирани.

Използването на съвременни изчислителни машини в научните изследвания: клавиатурни калкулатори,

оборудване с перфокарти, релейни и електронни калкулатори, нецифрови машини. Лекции,

демонстрации и лабораторни упражнения.

Предпоставка или паралел: Инженерство 281 и поне един друг курс, посочен в това

Обявление, или еквивалентен. Изисква се разрешение от инструктор.

Астрономия 112 — Машинни методи за научни изчисления, II.
2 до 4 точки Пролетна сесия. Г-н СИЙБЪР .
Предстои уточняване на часовете.
Този курс се занимава предимно с електронния калкулатор със селективна последователност;
организация на машината и изготвяне на задачи за нея.
Предпоставка: Астрономия 111 ,

Следващите снимки са от статия от ноември 1952 г. в Chemical Engineering , описваща решението на LH Thomas, на SSEC, на тогавашния 64-годишен проблем за стабилността на плоския поток на Поазей, базиран на аналитично решение на проблема, предложен от Джон фон Нойман и програмиран от Филис К. Браун и Доналд А. Куорлс, младши, от Watson Lab. Изчислението отне 150 часа, в сравнение със 100 години, които биха били необходими за ръчно изчисление.

На снимката: Дон Куорлс (седнал), Л. Х. Томас (висещ), Филис Браун (седнала).

Беше ли SSEC първият компютър със съхранена програма?

SSEC често се изключва от разглеждането като първия компютър или първия компютър със запаметена програма, тъй като IBM не го е нарекъл компютър. Според Баше [ 4 ,стр.143] това е така, защото Томас Дж. Уотсън не е искал да създаде впечатлението, че създава устройства, които биха оставили хората (човешките компютри) без работа! (През 1951 г. в серия от пет лекции за новите машини, излъчени по BBC, четири от тях използват термина „автоматична изчислителна машина“; само една, от Алън Тюринг, използва термина „цифров компютър“ [Джоунс препратка по- долу ] .)

EDSAC на Кеймбриджкия университет (1949 г.) или Baby на Манчестърския университет (също 1949 г.) обикновено се цитират като първите компютри със съхранена програма; тоест компютри, които могат да се управляват от програма, съхранявана в основната памет с произволен достъп. Но ако SSEC също беше компютър със съхранена програма, той предшества EDSAC с една година. Мненията за неговата квалификация са различни. В своята Encyclopedia Americana от 1958 гстатия Уолъс Екерт каза, че SSEC „комбинира електронна скорост на работа с голям капацитет за съхранение (почти милион цифри главно в сериен формат) и съоръжения за напълно гъвкав контрол на съхранена програма. Съхранението с произволен достъп беше на електромагнитни релета, а серийното съхранение на много високоскоростни хартиени ленти. Калкулаторът реши много големи проблеми в небесната механика, хидродинамиката, геофизиката и атомната теория" [ 81]. Различните автори изказват различни мнения. Всъщност SSEC беше хибридно устройство, способно да изпълнява инструкции от хартиена лента или да ги съхранява в своята (вярно доста малка) релейна памет и да ги изпълнява от там; когато прави това, отговаря на определението за "архитектура на фон Нойман". Ако архитектурата на фон Нойман е критичен елемент от дефиницията на „компютър“, тогава може би SSEC може да се счита за първия компютър в света , дори и да е (както казват някои) „странен хибрид, включващ вакуумни тръби, релета и четец на хартиена лента" или "гигантски рекламен трик на машина". Привържениците на възгледа за SSEC като първи компютър включват Емерсън Пю [ 40] (компютърен историк), Р. Морсо (книга от 1981 г., ВЗЕМЕТЕ РЕФЕРЕНЦИЯ), както и множество уебсайтове за компютърна история. Резюмето към статията на Bashe от 1982 г. в Annals (вижте препратки точно по-долу) гласи:

Електронният калкулатор със селективна последователност (SSEC) беше първата машина, която комбинира електронни изчисления със съхранена програма и първата машина, способна да работи със собствени инструкции като данни. Когато е пуснат в експлоатация през 1948 г. и известно време след това, той е най-гъвкавият и мощен съществуващ компютър. IBM публикува сравнително малко за него и SSEC беше до голяма степен пренебрегнат от компютърните историци. Този документ предоставя историческа обстановка за SSEC.

John Backus [ 102 ] ми каза: „Мисля, че е изключително претенциозно да го считам за първия компютър със „съхранена програма“ – въпреки че една от програмите, които направих, използва някои специално подготвени клетки за съхранение като източник на инструкция, след като някои данни бяха съхранявани в него.” От друга страна, главният инженер-конструктор на SSEC, А. Уейн Брук, твърди (напр. в неговия непубликуван ръкопис на книгата, SSEC, Първият електронен компютър ), че SSEC е първият електронен компютър поради неговия капацитет на запаметена памет. През април 2019 г. Джон Савард добави:

Както беше отбелязано, SSEC притежава няколко вида памет. Имаше хартиена лента, която можеше да се перфорира и препрочита за междинни резултати от изчисленията. Имаше осем регистъра, изградени от джапанки с вакуумна тръба. Нито едно от тях не изглежда като обещаващо място за поставяне на съхранена програма.

Но също така имаше 150 места на релейна памет. Въпреки че задаването на местоположения в тази памет е електромеханична операция, откриването дали ток преминава през реле не изглежда да включва такива забавяния. Може ли поставянето на къса верига в паметта на релето да позволи на SSEC да работи при електронни скорости? Уви, не. Липсвайки нещо подобно на принципа на съвпадащия ток на основната памет, големият брой места в релейната памет означаваше, че нейното адресиране също трябваше да се извършва с релейна логика и по този начин четенето на число или инструкция от релейната памет отне 20 милисекунди, същото време, необходимо за прочитане на число от хартиена лента (WJ Eckert, "Electrons and Computation" [ 83 ]).

Джон също отбеляза, че „Ранните компютри на IBM“[ 4 ] показват, че програмата, с която SSEC е демонстриран за първи път, е определила синуса на ъгъл с помощта на инструкция, която е била модифицирана; препратката е дадена като Phelps, 1980: очевидно интервю.

Препратки:

• Макферсън, Джон, „Мащабен електронен цифров калкулатор с общо предназначение – SSEC“ (1948), IEEE Annals of the History of Computing , Vol.4 No.4 (октомври 1984), стр.313-326.
• Bashe [ 4 ], Pugh [ 40 ] и Brennan [ 9 ].
• Bashe, CJ, „SSEC в историческа перспектива“, IEEE Annals of the History of Computing , Vol.4 No.4, pp.296-312 (1982) .
• IBM Selective Sequence Calculator , IBM Form 52-3927-0, Ню Йорк (1948), 16 стр.
• Grosch, Herbert RJ, Computer: Bit Slices from a Life , Third Millenium Books, Novato CA (1991) [ 57 ].
• Eckert, WJ, „Електрони и изчисления“, The Scientific Monthly , Vol. LXVII, № 5 (ноември 1948 г.).
• Полачек, Хари, „Изчисляване на пречупване на ударна вълна на електронен калкулатор със селективна последователност“, сборник, Научен изчислителен форум , IBM, Ню Йорк (1948), стр. 107-122.
• Anderson, Dan, „Mathematics in Electronic Age – Lightning Calculator на IBM ще направи всичко, освен перколирано кафе“, New York Sun , сряда, 28 януари 1948 г.
• Jones, Allan, „Пет предавания на BBC от 1951 г. за автоматични изчислителни машини“, IEEE Annals of the History of Computing , Vol.26 No.2, pp.3-15 (2004).
• Джоунс, Стивън Е, Роберто Буса, SJ, и появата на хуманитарните компютри: Свещеникът и перфокартата , Routledge (2016). Включва глава за SSEC .
• Olley, Allan, „Existence Precedes Essence – Meaning of the Stored-Program Concept“, IHPST, University of Toronto: IFIP Advances in Information and Communication Technology 325, ISSN 1868-4238 (2010), Springer, Boston, pp.169-178 :
  „SSEC съхранява инструкции и данни в един и същи формат, може автоматично да манипулира инструкции и използва тази функция, за да променя операциите в отговор на междинни резултати. Следователно SSEC въплъщава тясното определение на компютър със съхранена програма. И все пак тази функция често оставаше неспоменавана дори в сметки, които наблягаха на тясното определение на компютъра със запаметени програми като или ключов елемент на съвременния компютър... Използването на релета от SSEC за по-голямата част от неговата „бърза“ памет означаваше, че неговите работни скорости бяха донякъде ограничени в сравнение до по-късни машини и дори до по-ранния ENIAC."

Връзки на място:

• Джон Бакъс .
• Grosch [ 57 ], Глава 01 .
• SSEC Reunion 1972 (суров материал).

Извънсайтови връзки

(всички са добри към 26 януари 2019 г.) [Благодаря на Алън Оли за няколко от тях]

• Джон Савард, Електронният калкулатор със селективна последователност (раздел на Старите дни: Компютър без RAM .
• IBM през годините - 1948 (IBM)
• Биография на Джон Бекъс , thocp.net: Проектът „История на компютрите“.
• Цветна снимка на SSEC Control Desk (IBM)
• IBM 701 , който замени SSEC в IBM World HQ.
• Компютърни пионери, част 1: Зората на електронните компютри, 1935-1945 г. , филм от Музея на компютърната история . Минути 42-50, състоящи се основно от лекция на Хърб Грош , засягат Watson Lab , Wallace Eckert и SSEC, с някои кратки филмови клипове на SSEC към края. Алън Оли казва: „Има един очевиден гаф в секцията SSEC, където те дават броя на десетичните цифри в хранилището на релето като 300 вместо 3000 (е всъщност 2850, но те дават съхранението на вакуумна тръба като 160, така че те очевидно преброяват знак като цифра). Освен това Бел повтаря фалшивата история, че CPC по някакъв начин е била търговска версия на SSEC.
• Walk East On Beacon (1952), холивудски ноар филм, включващ около минута кадри от SSEC.
• Olley, Allan, The SSEC First Electronic Machine on the Silver Screen , IT History Society, 1 януари 2015 г.
• Екранни снимки на SSEC от Walk East на Beacon в Starring the Computer .
• SSEC видео клип от Walk East на Beacon (1 минута, 26 секунди).
• Gil Press, „ Този ​​ден в данни: от Apple Macintosh до iPhone и AI в Китай “, списание Forbes , 22 януари 2019 г.
• Макнийл, Лейла, Как Маргарет Дейхоф донесе модерните компютри в биологията , списание Smithsonian , 9 април 2019 г.:
  „Колумбия беше огнище на изчислителна технология. Тя можеше да се похвали с някои от първите компютърни лаборатории в САЩ, а през 1945 г. стана дом на научната лаборатория на IBM Watson, ръководена от астронома WJ Eckert. Лабораторията Watson първо е служила като изчислителен център за Съюзници в последните месеци на Втората световна война След войната той се превръща в място за разработване на някои от първите супер компютри, включително електронния калкулатор със селективна последователност (SSEC), който Екерт по-късно използва за изчисляване на лунните орбити за мисиите на Аполо. С това технология на върха на пръстите си, Дейхоф съчетава интереса си към химията с компютри чрез машини с перфокарти - по същество ранни цифрови компютри.Машините позволяват на Дейхоф да автоматизира изчисленията си, съхранявайки алгоритъм на един набор от карти и данни на друг. машина,тя успя да обработва изчисленията много по-бързо и точно, отколкото на ръка."
• A. Wayne Brooke Papers 1948-1986 , MC 00268, Кутии 1-3, Изследователски център за специални колекции, Библиотеки на държавния университет на Северна Каролина, Рали, Северна Каролина. „Фокусира се върху Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC) в International Business Machines Inc. (IBM) и историята на компютрите... Брук се присъединява към IBM скоро след войната и ранната му кариера в IBM е изцяло свързана със Selective Sequence Electronic Калкулатор (SSEC) в световната централа на IBM в Ню Йорк. Брук беше главният електронен инженер на проекта и ръководеше екип от инженери по време на краткия живот на SSEC... По-специално от Брук се твърди, че че SSEC е първият електронен компютър поради своя уникален капацитет на съхранена памет .
• Бейкър, Дженифър, „ The SSEC: „Електронният мозък“ на IBM и достигането до Луната “, NCSU Libraries News (без дата).
• Некролог на Мариан Тейлър Антин , The Gazette , 15 януари 2023 г.: „Тя е работила на различни позиции, първо като асистент предучилищен учител, в крайна сметка заема позиция в IBM като екскурзовод на електронния калкулатор Selective Sequence, един от първите съвременни компютри. "