Tietokone, joka auttoi tuomaan ydinvoimaa maailmaan

Uusittu Harwell-tietokone Kansallisessa tietotekniikkomuseossa Kuva: Nick Heath / TechRepublic

Jos luulet, että matematiikka on nykyään työtä, säästä ajatusta 1940-luvun numeronäyttäjille.

Jokainen summa vaatii sekä fyysisen että psyykkisen tietullin, ja jokainen summaus vaatii mekaanisen laskimen kampin.

Valitettavasti matemaatikot, jotka olivat kiinni sellaisesta hankalasta tekniikasta, saivat myös tehtäväksi selvittää, kuinka rakentaa Yhdistyneen kuningaskunnan ensimmäinen ydinreaktori. Tämä oli tekninen tehtävä, joka vaati pitkiä laskentaketjuja ja usein suoritettavia tarkastuksia, niin ettei ollut epätavallista, että kahvaa kierrettiin kymmeniä tuhansia kertoja.

Sen lisäksi, että tämä oli yksitoikkoinen ja käsivarten numboiva pyrkimys, tämä manuaalinen lähestymistapa oli luonnostaan ​​epäluotettava. Jokainen laskelma oli alttiina virheille, mikä ei vastannut alhaista virhetoleranssia käytettäessä energiaa jatkuvasta ydinreaktiosta.

Tuolloin käytetty käsinväännetty mekaaninen laskin. Kuva: Nick Heath / TechRepublic

Englannin Harwellin atomienergiatutkimuslaitoksen (AERE) työntekijät tarvitsivat parempaa tapaa, tapaa automatisoida murhetta.

"Tutkijat itse ratkaisevat ongelman ja päättävät rakentaa tämän jättiläisen tietokoneen, mikä heille olisi ollut suuri ohjelmoitava laskin", kertoi kansallisen tietotekniikan museon (TNMOC) oppimiskoordinaattori Chris Monk.

Aikana, jolloin maassa oli vain kourallinen tietokoneita, joukkueella oli onni olla tällainen kone lähellä. Automaattinen viivevarastointilaskin eli EDSAC oli hiljattain valmistunut Cambridgessä, vain 60 mailin päässä Harwellistä. Sen luoja Maurice Wilkes piti säännöllisiä kokouksia keskustellakseen ideoista uudesta elektronisen tietotekniikan kentästä, ja Harwell-joukkue olivat säännöllisiä osallistujia, puristaen itsensä avoimeen urheiluautoon matkan toteuttamiseksi - usein katkerasti kylmällä säällä.

Yhdessä tietokoneen rakentamiseen tarvittavien periaatteiden ja komponenttien ymmärtämisen kanssa ryhmä aloitti Harwell Computerin rakentamisen vuonna 1950. Se valmistui vajaan yli vuoden aikana ilman draamaa, paitsi yhdelle AERE: n osastopäälliköille vankilaan. toimittaakseen neuvostoille ensimmäisten vetypommien malleja.

Tutkijoilla oli nyt tapa luoda arvotaulukoita ydinreaktoreita rakentaville insinöörille ilman päivien käsityötä.

Mutta Harwell-tietokoneen etuna ei ollut nopeus, koska vaikka nykyaikainen tietokone pystyy suorittamaan 100 000 matemaattista laskelmaa alle sekunnissa, Harwell-tietokone kestää tyypillisesti 17 päivää.

Sellainen oli sen hidas nopeus, käsikäyttöinen laskimen harjoittelija pystyi pysymään Harwell-tietokoneessa jonkin aikaa. Mutta vaikka henkilö alkaisi liputtaa ja tehdä virheitä puolen tunnin kuluttua laskimen laskemisesta, Harwell-tietokone jatkaisi toimintaansa. Ongelman sattuessa se rakennettiin kokeilemaan samaa laskutoimitusta kolme kertaa ennen hälytyksen lopettamista ja soittamista.

"Voit lähteä lomalle ja palata takaisin ja olla varma, että se jatkuu edelleen", Monk sanoi korostaen koneen purkautumisen tarkkuuden merkitystä.

"Vaikka Colossus tietokone rakennettiin nopeudelle toisen maailmansodan puolivälissä, se olisi rakennettu enemmän tarkkuudelle. Jos he tekisivät virheitä, nämä virheet siirtyisivät atomireaktorien rakentamiseen."

Vaikka Colossus on nykyään kuuluisa tietokoneesta, joka mursi Hiterin ja hänen korkean komennon käyttämät Lorenz-koodit, Harwell-tietokoneella oli ratkaiseva etu - se pystyi lataamaan ohjeet muistiin.

Tämä muisti oli nykypäivän standardien mukaan äärettömän pieni - noin kolmasosa KB: stä - ja mahtui vain noin 90 desimaalin arvoa.

Mutta muistin ansiosta kone saattoi siirtyä lähemmäksi ohjelmoitavaa konetta, jolla on haarautumislogiikka, samanlainen kuin nykyaikaiset tietokoneet.

"Tämä oli merkittävää, koska kyky tallentaa ohjelma muistiin tarkoitti, että voisit muuttaa sitä lennossa. Voit tehdä päätöksiä ja hypätä eri paikkoihin näiden päätösten perusteella", Monk sanoi.

Vaikka Colossus-tietokone on saattanut olla kuuluisa venttiiliensä säteilevästä lämmöstä, Harwell Computer oli viileämpi asiakas.

Suurin osa koneen muodostavista paneeleista peitettiin Dekatrons-kaasuputkissa, joita käytettiin laskemaan 10: een, jotka eivät kuumene käytön aikana. Dekatronit olivat Monkin mukaan luonnollinen valinta tutkijoille, koska ne olivat jo tutkimuskeskuksessa yleisiä laitteita Geiger-laskurien havaitseman säteilyn mittaamiseen.

Dekatron-putket, jotka muodostivat Harwell Computerin muistin. Kuva: Nick Heath / TechRepublic

Niille, joita tietokoneiden toiminta kiinnostaa, Dekatrons voi olla melko paljastava. Katso uudelleenrakennettua Harwell Computeria toiminnassa Kansallisessa tietotekniikkamuseossa (TNMOC) Buckinghamshiressä, Englannissa, ja vilkaiset perusprosesseja, jotka tukevat nykypäivän sovelluksia.

Aina kun Harwell-kone tallentaa tai noutaa osan suoritettavasta muistista, koneen 90 riviä Dekatroneja napsahtaa elämään ja syttyy oranssiksi, kun kone kiertää arvojen välillä 0–9.

Opiskelijat käyvät säännöllisesti kansallismuseossa ja Monk käyttää uudelleenrakennettua Harwell-konetta osoittamaan haku-suorittamisjakso, joka tapahtuu joka kerta, kun tietokone hakee ohjeen muistista.

"Koska se on niin hidastunut, voit näyttää joitain nykyaikaisen tietokoneen toiminnan periaatteita", hän sanoi.

Lähikuva Harwell-tietokoneesta. Kuva: Nick Heath / TechRepublic

Laitteen toinen pääkomponentti on puhelinreleet, joissa on 468 tyypin 3000 releitä, jotka ohjaavat tietojen käsittelyä ja tallentamista. Tämä riippuvuus sähkömekaanisista komponenteista hidasti Harwell-tietokonetta. Koneen arvostettiin kuitenkin sen luotettavuuteen verrattuna muihin venttiilipohjaisiin tietokoneisiin tuolloin, joista suurin osa on alhaisessa lämpötilassa. Koska Harwell-koneen osiin kohdistuu vähemmän lämpörasitusta, ne rikkoutuvat harvemmin ja jotkut TNMOC: n uudelleenrakennetun koneen dekatronista tulevat 60-vuotisesta alkuperäisestä tietokoneesta.

Vaikka Harwell voi juontaa taaksepäin sukupolvien ajan, hänellä oli myös hiukan moderneja temppuja hihassaan. Kuten muutkin tietokoneet tuolloin, koneen ohjeet ja tiedot ladattiin lukemalla binaari rei'itetystä nauhasta. Kun käskyjoukko oli tarpeen suorittaa toistuvasti, kone voidaan asettaa suorittamaan tämän komentojen ryhmä pyynnöstä - samalla tavalla kuin ohjeet voidaan koota toimintoon käyttämällä modernia ohjelmointikieltä.

Tämän tekeminen vaatii nauhanlukijan omistamisen tämän ohjekokoelman suorittamiseen, joka rei'itetään paperiteipille, joka on kiinnitetty yhteen silmukan muodostamiseksi. Toisin kuin nykyaikaisessa ohjelmoinnissa, nämä aliohjelmat voisivat toimia vain niin kauan ennen kuin nauha kului ja tarvitsee vaihtaa.

Paperinauhan tulot Harwell Computer -kuvaan: Nick Heath / TechRepublic

Kun uudet tietokoneet tulivat verkkoon, Harwell Computer loppui lopulta käyttökelpoisuudestaan ​​ja vuonna 1957 siirrettiin Wolverhamptionin yliopistoon.

Yliopisto voitti tietokoneen valtakunnallisessa kilpailussa luovuttaakseen sen, mitä lehdistö sitten kutsui "sähköiseksi aivoksi".

Kone pidettiin käytössä WITCH: na (Wolverhamptonin väline laskennan opettamiseen Harwellistä) vuoteen 1973 saakka.

Mutta koneen työn perintö kestäisi 2000-luvulle. Tietokoneen monien tehtävien joukossa se käsitteli yli 34 samanaikaista yhtälöä, joita tarvitaan maailman ensimmäisen atomin reaktorin suunnitteluun sähkön tuottamiseksi. Tämä reaktori, Calder Hall, Cumbria, käytöstä poistettiin vasta vuonna 2003 lähes 50 vuoden käytön jälkeen.

Harwell Computer on todiste siitä, että hidas ja tasainen todella voi voittaa kilpailun.

© Copyright 2020 | mobilegn.com