IBM Selective Sequence Electronic محاسبه کننده

IBM Selective Sequence Electronicمحاسبه کننده

[email protected]
دانشگاه Columbia1966-2011

IBM’s Selective Sequence Electronic Calculatorکه به اختصار SSECگفته می شود، در مرکز IBM’s Endicottو تحت نظر پروفسور کلمبیایی  Wallace Eckert و کارمندان آزمایشگاه Watson Scientific Computing Laboratoryدر سال 1946-47 ساخته شد و بعد از اینکه به ساختمان مرکزی IBMواقع در بلوار 590 Madisonدر Manhattanمنتقل شد، که مجهز به فضایی به ابعاد 60 فوت طول و 30 فوت عرض  [42]  می بود،  و سپس جهت نمایش آماده گردید ( Herb Grosch [59]ابعاد Uشکل آن را حدود بیش از 60 در 40 در 80، در مجموع 180 فوت، نصف زمین فوتبال، تخمین زده بود!)

دیوارهای به گونه ای بودند که از بیرون قابل رویت بود و بر روی زمین نیز 3 پانچ و 3 ریدر (reader) قرار داشتند که شکل یک ذخیره ساز نواری، همراه با نواری بزرگ به دور هر پانچ، ایجاد کرده اند. نوار کاغذی در واقع با عرضی بیش از 7 اینچ، وزنی بالغ بر 400 پوند به ازای هر رول [57.59](CLOSEUP)، استوک کارت های IBM(IBM card stock(را آنکات (uncut)می کند. در طول دیوارهای سمت چپ، مخزن هایی از مدارهای لوله ای خلا، سیستم کنترل توالی و 36 ریدر نواری شامل بخش جستجوی جدولی قرار دارد، که بیشتر آن ها برای داده های مشابه، توسط حلقه های نواری دستی بارگذاری می شوند. بیشتر پنل های واقع در دیواره ی سمت راست، مجهز به واحدهای محاسباتی الکترونیکی و ذخیره سازی می باشند. در مرکز این فضا، کارت خوان ها (cart readers)، کارت پانچ ها (cart punches)، پرینترها و ( به صورت غیر قابل مشاهده) کنسول اپراتور قرار دارد.

« این محصول تنها در عرض 2 سال، طراحی، ساخته و عملیاتی شده است، SSECشامل 21,400ریلز (realys) و12,500  لوله خلا می باشد. این سیستم قادر است به طور نامحدود تحت کنترل برنامه اصلاح شده ی خود، عمل کند. به طور متوسط، این سیستم می تواند عملیات ضرب 14 در 14 رقم را کمتر از یک پنجاهم ثانیه، عملیات تقسیم این رقم را در یک سی ام ثانیه، و عملیات جمع یا تفریق اعداد 19 رقمی را یکصد و سی و پنجم ثانیه انجام دهد… در مدت 4 سال، SSECتوانست آرزوی Watsonرا به حقیقت تبدیل کند، آرزوی او چنین بود: که این سیستم بتواند با حل کردن مسائل سخت علمی، به بشریت کمک کند. SSEC، به Wallace Eckertکمک کرد تا تقویم نجومی قمری خود را منشر نماید… با دقتی که پیش از این سابقه نداشته است…بر اساس منابع اطلاعاتی که از اولین فرود انسان بر روی کره ماه بدست آمده بود [4]» . «به ازای هر موقعیت مکانی در کره ماه، عملیات موردنیاز نیازمند محاسبه و بررسی 110000 جمع و تفریق، 9000 ضرب و 2000 جستجوی جدولی می باشد. هر معادله ای که باید حل شود، نیازمند 1600 اصطلاح می باشد –تمام این عملیات در کنار هم، محاسبات ریاضی بسیار دشواری را رقم می زند، که SSECمی تواند تمام آن ها را در 7 دقیقه انجام دهد.»[9]
سیستم کنترل توسط دستورالعملهای متنی، که دستگاه آن ها را خوانده و اجرا می کند، انجام می گیرد. دستورالعمل های متداول عبارتند از: •« یک عدد از یکی از واحدهای مطالعاتی، بخوان و آن را در واحد حافظه، ذخیره کن. » •« یک عدد از واحد حافظه بخوان، آن را با یک عدد در واحد دیگر ضرب کن، تعداد مشخصی از ارقام عدد بدست آمده، را جدا کند و در نهایت آن را به واحد دیگری انتقال بده. »[83]

SSECبرای افرادی که از کنار آن می گذشتند، کاملا قابل رویت بود و الهام بخش نسلی از کارتونیست ها بود که یک کامپیوتر را به شکل تعدادی پنل دیواری پوشیده شده از نورها، شماره گیرها، سوئیچ ها و نوارهای چرخشی به تصویر می کشد. ( جهت مشاهده تصویر در ابعاد بزرگتر کلیک نمایید).SSECاز ژوئن 194 تا جولای 1952 در این مکان مستقر بود، که بعد از آن با  با اولین کامپیوتر خط تولید  701، اولین کامپیوتر «غول آسا» تولید شده توسط IBMجایگزین شد. ( تولید آن ها بیش از یک دستگاه بود.)

جشن رونمایی SSEC، 27 ژانویه، 1948، Betsy Stewart [57]در کنسول اپراتور SSEC. از سمت چپ، اشخاصی که پشت کنسول ایستاده اند: Robert R. “Rex” Seeber( معمار ارشد SSEC)، پروفسور Wallace J. Eckert( مدیر پروژه )، Thomas J. Watson( رئیس IBM) و Frank E. Hamilton( مهندس ارشد) [42].

در اینجا تصویری از SSECرا در بروشوری که در روز رونمایی ارائه شده بود، مشاهده می کنید. Herb Grosch:

« ]در تصویر بالا [یکی از جذاب ترین تصاویر از ]اتاق SSEC[را مشاهده می کنید: Bill McClellandدر واحد جستجوی جدولی ( سمت چپ )، Betsy Stewartپشت کنسول، مهندس واقع در سمت راست. » [59]جهت مشاهده دقیق تر تصویر اینجا کلیک کنید.

Watson Senior، پس از اولین بازدید از SSECقبل از رونمایی عمومی : « تنها یک چیز وجود دارد، » او به صورت غیر رسمی سخنانی به زبان آورد. « بخش تمیزسازی این فضا توسط ستون های سیاه بزرگ واقع شده در مرکز، انجام گرفت که قبل از مراسم رونمایی، برداشته شدند. » اما از آنجایی که ستون ها، به مقاومت ساختمان کمک می کردند، به جای خود باقی ماندند. اما در تصویر قرار داده شده در بروشوری که روز رونمایی پخش شد، به دقت اصلاحاتی انجام شده است و هیچ ردی از ستون ها وجود ندارد.[57].

در اینجا چند تصویر دیگر از مقاله ماهیانه 1948 Scientific Monthlyمتعلق به Eckertرا مشاهده می کنید. [83]( جهت مشاهده جزئیات بر روی هر تصویر کلیک نمایید.)

پرینترها
نوارهای پانج شده
کارت برنامه

و در اینجا اسکن هایی از دو اسلاید شیشه ای که توسط Herb Groschدر آوریل 2004 کشف شد، را مشاهده می کنید ( جهت مشاهده جزئیات بر روی تصاویر کلیک نمایید.)

واحد جستجوی جدولی
افراد SSEC

 

پلاک امضا شده توسطWatsonنیز بر روی «فریم» آهکی در سمت راست حک شده است. [59]( در تصویر قابل مشاهده نیست. )

قسمتی از زندگی نامه John Bakus، شخصی که بعدها FORTRANرا توسعه بخشید ( علاوه بر بسیاری از همکاری های دیگر):

در طول بهار ]1949[، Bakusبه مرکز کامپیوتر IBMدر بلوارMadison، جایی که او اولین کامپیوترهای الکترونیکی IBM، Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC)، را مشاهده کرد، مراجعه نمود. در طول این مراجعات، Bakusبه راهنمای مجموعه اظهار داشت که به دنبال کار می گردد. راهنما، Bakusرا تشویق کرد که حتما با مدیر پروژه صحبت کند، در نتیجه او جهت کار بر روی SSECاستخدام شد.

SSECیک کامپیوتر مدرن امروزی نبود. این سیستم فاقد هر گونه نرم افزار ذخیره سازی حافظه بود و برنامه ها می بایست بر روی نوارهای کاغذی پانچ می شدند. SSECاز بیش از هزار قطعه الکترومکانیکی تشکیل شده بود، که آن را غیرقابل اطمینان و بسیار کند کرده بود. بخشی از شغل Bakusاین بود که در کنار دستگاه حضور داشته باشد، و هر بار که از کار افتاد، آن را تعمیر کند.  برنامه نویسی SSECنیز برای خود چالشی بزرگ بود، زیرا هیچ روش مجموعه ای برای انجام آن وجود نداشت.

Bakusسه سال بر روی SSECکار کرد، در طول این مدت او برنامه ای به نام Speedcodingرا اختراع کرد. این برنامه، اولین برنامه ای بود که شامل فاکتور مقایس پذیری بود که اجازه می داد هم اعداد بزرگ و هم اعداد کوچک به راحتی ذخیره شده و مورد محاسبه قرار بگیرند.

SSECجهت انجام محاسبات علمی در ابعاد وسیع توسط Columbia Professors Eckert ( علم نجوم)، Thomas( علم فیزیک)و Grosch( علم اپتیک )،  مورد استفاده قرار گرفت. این دستگاه همچنین نتیجه تمرکز بر روی یکی از اولین دوره های جهانی تحت عنوان اولین دوره علوم کامپیوتر که در سال 1946 آغاز گردید، نیز بوده است؛ در اینجا لیستی از کاتالوگ دوره های دانشگاه Columbiaدر سال 1951 می توانید مشاهده کنید:

Astronomy 111متدهای سیستم جهت انجام محاسبات علمی، دوره 1.

2 تا 4 امتیاز    ترم زمستانی. دکتر ECKERTو دستیاران.

  1. 2:10-3.

ساعت های آزمایشگاه می بایست تنظیم شوند.

استفاده از دستگاه های مدرن در تحقیقات علمی: محاسبه کنندگان کیبورد، تجهیزات کارت-پانچ شده، محاسبه کنندگان relayو الکترونیکی، دستگاه های غیر دیجیتال. سخنرانی ها، اثبات ها و کارهای آزمایشگاهی.

پیش نیازها و یا دوره های موازی: Engineering 281و حداقل یکی از دوره های لیست شده در این اطلاعیه، و یا انتخاب یکی از دوره های معادل. اخذ اجازه مدرس الزامی است.

Astronomy 112متدهای سیستم جهت انجام محاسبات علمی، دوره 2.

2 تا 4 امتیاز.  ترم بهاره. استاد SEEBER.

ساعت های لازم است تنظیم شوند.

در این دوره با محاسبه کننده الکترونیکی Selective Sequence Electronic Calculatorدر ارتباط خواهید بود؛

ساختار سیستم و آماده سازی مشکلات برای آن از جمله مفاد این دوره می باشد.

پیش نیاز: Astronomy 111

تصویر زیر از مقاله ای از Chemical Engineering در سال 1952 است که در مورد راهکار Thomasبر روی SSECدر مورد مشکلی 64 ساله بر روی ثبات جریان هوا است که با توجه به راهکارهای آنالیزی پیشنهادی توسط John von Neumannو برنامه نویسی شده توسط  Phyllis K. Brownو Donald A. Quarlesاز آزمایشگاه Watsonارائه شده است. انجام محاسبات 150 ساعت به طول انجامید که در مقایسه با مدت زمان لازم توسط انجام محاسبات دستی به مدت 100 سال، مقدار بسیار ناچیزی است.  در تصویر: Don Quarles( شخص نشسته)، L.H. Thomas(شخص ایستاده ) و Phyllis Brown( شخص نشسته ).

آیا SSECاولین کامپیوتر با قابلیت ذخیره برنامه ها بود؟

SSECاغلب از لقب اولین کامپیوتر و یا اولین کامپیوتر با قابلیت ذخیره برنامه دور نگاه داشته شد، زیرا IBMنمی خواست آن را یک کامپیوتر بنامد. (رجوع به رفرنس)، به دلیل مشابه Thomas J. Watsonنمی خواست با ساخت این دستگاه ها، این ذهنیت را ایجاد کند که قرار است آدم های بسیاری از کار بیکار شوند! ( در سال 1951، در طی چندین سخنرانی صورت گرفته در مورد دستگاه های جدید که در BBCمنتشر شد، چهار سخنران از این واژه استفاده کردند: «ماشین محاسباتی خودکار»؛ تنها، Alan Turingبود که از واژه «کامپیوتر دیجیتال» استفاده کرد ]رجوع به رفرنس Jones[.)

در نتیجهEDSACدانشگاه Cambridge(1949) و BabyدانشگاهManchester( آن هم در سال 1949) بودند که به عنوان اولین کامپیوتر ها با قابلیت ذخیره برنامه شناخته شدند؛ یعنی کامپیوترهایی که می توانستند توسط برنامه ای که در حافظه اصلی با دسترسی-رندوم ذخیره شده بود، کنترل و مدیریت شوند. اما SSECنیز یک کامپیوتر با قابلیت ذخیره برنامه بود، او یک سال هم از دستگاه EDSACجلوتر بود. اما دیدگاه ها در مورد قابلیت های آن متفاوت بود. در مقاله Encyclopedia Americana در سال 1958، Wallace Eckertدرباره SSECاظهار داشت: « سیستمی با سرعت الکترونیکی ترکیب شده با ظرفیت ذخیره سازی بالا ( نزدیک به یک میلیون رقم در قالب سریالی ) است که علاوه بر آن پیچیدگی های کنترل برنامه های ذخیره شده را نیز آسان می کند. حافظه با دسترسی- رندوم بر روی یک relaysالکترومغناطیسی قرار داشت و سیستم ذخیره سازی سریالی آن بر روی نوارهای کاغذی (paper tapes) با سرعت بسیار بالا، قرار گرفته بود. این سیستم محاسبه کننده توانست مسائل دشوار بسیاری را در مکانیسم های سماوی، هیدرودینامیک ها، ژئوفیزیک و نظریه اتمی رفع نماید » [81]. نویسندگان مختلف، نظراتی متفاوتی را مطرح می کنند. در حقیقت، SSECیک دستگاه هیبریدی با قابلیت خواندن دستورالعمل های اجرایی از نوارهای کاغذی و ذخیره سازی آن ها بر روی حافظه relayو سپس اجرای آن ها از آنجا، بود؛ با انجام این کار، این تعریف مطرح می شود « معماری Von Neumann». اگر معماری von Neumannیک المان حیاتی از تعریف «کامپیوتر » باشد، احتمالا می توانیم SSECرا به عنوان اولین کامپیوتر جهانبنامیم، با این وجود (برخی)، آن  را « سیستم هیبردی با ساختاری متفاوت شامل لوله های خلاء، relayها و پانج-خوان های نواری» و یا « شاهکاری عظیم از یک دستگاه» می نامند.  استدلال کنندگان شمایل کامپیوتر-اولیه-  SSECمی توان به اشخاصی نظیر [40] Emerson Pugh   (تاریخچه کامپیوتر)، R. Morceau( کتاب 1981، رجوع به رفرنس)، و A. Wayne Brook( مهندس SSEC، نویسنده نسخه غیررسمی و منتشر نشده ی کتاب SSEC, The First Electronic Computer) و همچنین بسیاری از وبسایت های مرتبط با تاریخچه کامپیوترها اشاره نمود. در خلاصه ای از مقاله Bashe’s 1982 Annals (رجوع به رفرنس پایین) آمده است:

Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC)اولین ماشین جهت ترکیب محاسبات الکترونیکی با یک برنامه ذخیره شده، و اولین ماشین با قابلیت انجام بر روی دستورالعمل های داده ای خودش می باشد. وقتی در سال 1948 شروع به کار کرد، و تا مدت ها بعد، این ماشین، قدرتمندترین و منعطف ترین کامپیوتر موجود بود. IBMنیز نکاتی را در این باره اظهار داشت که سبب شد SSECتوسط تاریخ نویسان کامپیوتر مورد توجه ویژه ای قرار بگیرد. این مقاله به ایجاد فضایی از تاریخچه SSECپرداخته است.

John Backus [102]نیز می گوید « من فکر می کنم گرایشی عجیب حکم می کند که SSECرا اولین کامپیوتر «با قابلیت ذخیره برنامه» بنامیم، به ویژه اینکه یکی از برنامه هایی که استفاده کردم به طرز خاطی سلول های حافظه را به عنوان منبع دستورالعمل بعد از آنکه داده در آن ذخیره شد، را آماده سازی می نمود.»

مراجع:

  • McPherson, John, “A Large-Scale, General-Purpose Electronic Digital Calculator–the SSEC” (1948), IEEE Annals of the History of Computing, Vol.4 No.4 (Oct 1984), pp.313-326.
  • Bashe [4], Pugh [40], and Brennan [9].
  • Bashe, C.J., “The SSEC in Historical Perspective”, IEEE Annals of the History of Computing, Vol.4 No.4, pp.296-312 (1982) (ABSTRACT).
  • The IBM Selective Sequence Calculator, IBM Form 52-3927-0, New York (1948), 16pp.
  • Grosch, Herbert R.J., Computer: Bit Slices from a Life, Third Millenium Books, Novato CA (1991) [57].
  • Eckert, W.J., “Electrons and Computation”, The Scientific Monthly, Vol. LXVII, No. 5 (Nov 1948).
  • Polachek, Harry, “Computation of Shock Wave Refraction on the Selective Sequence Electronic Calculator”, Proceedings, Scientific Computation Forum, IBM, New York (1948), pp.107-122.
  • Anderson, Dan, “Mathematics in Electronic Age – IBM’s Lightning Calculator Will Do Everything Except Percolate Coffee”,New York Sun, Wendesday, January 28, 1948.
  • Jones, Allan, “Five 1951 BBC Broadcasts on Automatic Calculating Machines”, IEEE Annals of the History of Computing, Vol.26 No.2, pp.3-15 (2004).
  • Jones, Steven E, Roberto Busa, S.J., and the Emergence of Humanities Computing: The Priest and the Punched Card, Routledge (2016). Includes chapter on the SSEC.

لینک های سایت:

لینک های offsite( همگی از 26 ژانویه 2019 فعال هستند):

فیلم Computer History Museum. 42 تا 50 دقیقه، شامل سخنرانی اصلی Herb Grosch،

در ارتباط با Watson Lab،Wallace Eckertو SSEC، به همراه فیلمی کوتاه از آغاز تا پایان SSEC.

Allan Olleyمی گوید: « یک قطب بسیار مهم در SSECوجود دارد و آن هم جایی است که به آن

تعدادی رقم های ده دهی می دهی و آن را در relayبه صورت 300 تایی به جای 3000 تایی ذخیره می کند

( در حقیقت 2850 زیرا آن ها به لوله های خلا 160 تا اختصاص می دادند به این دلیل که شمارش علامت

به صورت اعداد به آن پاس داده می شد). علاوه بر این Bellنیز در جایی اظهار داشته است که CPCنسخه

تجاری SSECمی باشد.»

ایجاد شده در می 2003. آخرین بروزرسانی : شنبه 26 ژانویه 12:21:17 2019 

 

Translations courtesy of Canvas Prints Australia