Harminc tonna tudomány

Hetvenöt éve mutatták be a világ első programozható, elektronikus számítógépét, az ENIAC-ot (Electronic Numerical Integrator And Computer). Az 1946. február 14-én beindított, harminctonnás gép építését 1943-ban kezdték a Pennsylvaniai Egyetemen. Teljesítménye messze elmarad a mai zsebszámológépekétől.

Másodpercenként ötezer műveletet végezhettek el. Forrás: Wikipedia

Az ENIAC létrehozásának gondolatát elsőként John Mauchly amerikai fizikaprofesszor vetette fel 1943-ban, miután a Pennsylvaniai Egyetemen részt vett egy találkozón, ahol lövedékröppályákat számítottak. Úgy gondolta, ez sokkal gyorsabban megoldható elektronikus úton. A terv adott volt, csupán meg kellett valósítani az erre alkalmas masinát. Mauchly segítségére John Presper Eckert villamosmérnök sietett. Közösen jelentkeztek az ENIAC koncepciójával a hadseregnél, amely támogatta az ötletet.

A fejlesztésben jelentős szerepe volt Neumann Jánosnak: a számítógép atyjaként emlegetett, magyar származású matematikus a tervezett berendezés néhány elemét módosította, hogy az többet, nagyobb sebességgel számoljon.

Az adatokat és utasításokat lyukkártyán kezelő ENIAC a második világháború után, 1946 elején állt üzembe – a nyugat-philadelphiai Moore School első emeletén, egy tízszer tizenöt méteres szobában kapott helyet. (Saját áramforrása biztosította a szükséges 150 kilowattos energiaellátást.) John Presper Eckert 1989-ben arról beszélt, hogy a gép az összeadáson, kivonáson, szorzáson és osztáson túl másodfokú differenciálegyenletek megoldására is képes volt. A számítógépen a röppályaszámításokon túl éghajlati előrejelzésekkel, nukleáris kísérletekkel, szélcsatornás szimulációkkal kapcsolatos számításokat is futtattak. Az eszköz „átprogramozása” hosszú órákba telt, hiszen kapcsolók, relék százait kellett átállítani.

Másodpercenként ötezer műveletet végezhettek el.
Fotó: Wikipedia

A gép építésénél olyan boltban kapható termékeket használtak, amikből a nagykereskedelem ezres nagyságrendben tudott szállítani. Az ENIAC ugyanis 18 ezer elektroncsövet, hetvenezer ellenállást, tízezer kondenzátort, hatezer kapcsolót tartalmazott. A másodpercenként ötezer műveletre képes, harminctonnás számítógép félmillió dollárba került. Ha az egymáshoz csatlakoztatható elemekből felépített számítógép valamelyik egységében meghibásodott egy elektroncső, az egész elemet másodpercek alatt kicserélték. Az elektroncsövek hibája miatt szinte kétnaponta bele kellett nyúlni, de mindig sikerült kijavítani.

– Arra terveztük, hogy röppályatáblázatokat számítsunk vele, de ahhoz túl későn készült el, hogy segítséget nyújtson a háborús erőfeszítésekhez. Az ENIAC első igazi felhasználása során Teller Ede végzett vele számításokat a hidrogénbomba megalkotásához – jelent meg tizenöt éve az Sg.hu-n a John Presper Eckerttel készített interjú. A legviccesebb teszt során a fejlesztők arra kerestek választ, hogy az egerek milyen szigetelést szeretnek – hiszen megrághatják a drótok szigetelését. Minden rendelkezésre álló vezetékből mintát vettek, amelyet beraktak egy egerekkel teli ketrecbe. Így derítették ki, hogy melyik szigetelés nem ízlik nekik, és csak olyan drótot használtak, amelyik átment a rágcsálóteszten.

Az első generációs számítógépek kora gyorsan lezárult. Noha az ­ENIAC-hoz hasonló elektroncsöves digitális gépek egyre tökéletesebbek lettek – műveleti sebességük elérte a tízezer műveletet másodpercenként –, a magas költségek és a nehézkes kezelhetőség ­miatt a gépekből nem lett tömegáru. Az elektronika gyors fejlődése az ENIAC vesztét okozta. 1947-ben feltalálták a tranzisztort, ami a következő évtizedekben az integrált áramkörök megalkotásához és a félvezetőipar robbanás­szerű fejlődéséhez vezetett. 1968-ban álltak elő a fejlesztők az első mikroprocesszorral, amelyben minden szükséges funkciót egy lapkára integráltak.

Az elektroncsöves, kondenzátoros számítógépeknek leáldozott. Az ENIAC ötvenedik születésnapjára – 1996-ban – a Pennsylvaniai Egyetemen megtervezték és legyártották a gép szilíciumlapkára integrált mását, ami jól érzékelteti az öt évtized elképesztő technológiai fejlődését: a chip 174 ezer tranzisztora 7,44 milliméter hosszú és 5,29 milliméter széles volt, azaz körömnyi helyen elfért. A tíz évvel későbbi technológiával hatvanszor kisebb chip kellett volna, azaz egyetlen körmön akár százszor is elférne az ENIAC logikai mása. Bár a fejlődés azóta töretlen, de az elsőséget nem vehetik el az ENIAC-tól.

Nők a számítógépnél

Az ENIAC-nál jelentős szerep jutott a nőknek. Öten – mind matematikus – az óriási méretű számítógép programozói lehettek. Munkájuk során hatezer kapcsolót kezeltek, amelyhez bonyolult matematikai számítások elvégzésére volt szükségük. Nekik köszönthetjük az első szoftvereket és a számítógéphez készült első programozási útmutatót, amit szintén egy hölgy, Adele Goldstine írt meg. Az Mszt.hu portál szerint a matematikusnők „láthatatlanok” maradtak, életük során nem kapták meg a nekik járó elismerést. Feltűntek a projekteket dokumentáló fotókon, de hosszú éveken át azt hitték róluk, hogy ők pusztán a gépek mellett pózoló modellek. Akkoriban a hűtőszekrényeket modellekkel reklámozták, ezért rajtuk ragadt a „hűtőszekrényhölgyek” elnevezés.