Электрический дракон - Николай Горькавый

Роберт Нойс (1927–1990) – выдающийся американский инженер и предприниматель, представитель «вероломной восьмёрки», основатель полупроводниковой компании Файрчайлда и компании «Интел». Один из создателей интегральной электронной схемы.

В гости к Дзинтаре приехал Майкл – сын Никки и Джерри. Принцесса попросила его:

– Расскажи нам что-нибудь про современную электронику, мы как раз прочитали сказку про полупроводниковый транзистор.

– Хотите, расскажу про создание первых компьютеров? – спросил Майкл и, получив в ответ энергичные кивки, начал свой рассказ: – Астрономы, которые рассчитывают траектории движения комет и орбиты планет, сталкиваются с необходимостью проведения множества громоздких математических расчётов. Военным, инженерам и бухгалтерам тоже приходится делать много вычислений. Чтобы облегчить их работу, уже в XIX веке стали серийно выпускать механические арифмометры – устройства, которые могли выполнять простые вычислительные операции: сложение и вычитание, умножение и деление. Появилась профессия – вычислитель. Это был человек, который целый день крутил ручку механического арифмометра и выписывал получающиеся числа.

История показывает, что на смену механическим системам, как правило, приходят электрические и электронные – как это было с телевизорами, пишущими машинками, автомобилями и т. д. Любому грамотному инженеру ещё в начале XX века было понятно, что электронные вычислители тоже должны будут когда-нибудь сменить механические арифмометры. Где же зародились эти первые электронные вычислители, которые стали называть компьютерами? В столичных или знаменитых университетах Америки или Европы? Нет, это произошло в небольшом провинциальном университете – и это доказывает истину, что нет провинциальной науки, есть только провинциальное мышление.

В 1937 году сын болгарского эмигранта Джон Атанасов, молодой сотрудник американского университета в сельскохозяйственном штате Айова, увлёкся численными решениями дифференциальных уравнений. Чтобы решить такие уравнения, необходимо было сделать большое количество арифметических операций. Атанасов попробовал модифицировать для решения этих задач механический калькулятор знаменитой фирмы ИБМ, – но так как калькулятор был арендован университетом у ИБМ, то та возмутилась порчей её оборудования и пресекла попытки превратить её замечательный калькулятор в какой-то там компьютер. По иронии судьбы, спустя четверть века именно ИБМ чудовищно разбогатеет на продаже электронных компьютеров.

Зимним вечером 1937 года Атанасов решил покататься на машине – в надежде на решение мучившей его проблемы. Он остановился в придорожном ресторанчике – и за несколько часов раздумий за столом безвестной забегаловки молодой учёный сформулировал принципы, на которых должен был базироваться будущий компьютер. Одним из этих принципов было то, что компьютер должен быть полностью электронным, выполняющим расчеты без механических элементов. Второй принцип: компьютер должен быть основан на двоичном коде.

– Что это за код? – поинтересовалась Галатея.

– Код, который основан на передаче по проводам только двух значений – нуля или единицы. В своё время Морзе свёл всё богатство языка к аналогичной пересылке по телеграфу только двух значений – точка и тире.

Все принципы, которые сформулировал Атанасов, до сих пор используются в современных компьютерах.

Осознав, что ему нужно делать, учёный приступил к созданию специального электрического вычислительного устройства, которое могло бы решать дифференциальные уравнения в частных производных. Спустя какое-то время он понял, что без помощника ему не обойтись, – и попросил своего друга-декана найти ему хорошего электротехника. Тот предложил Атанасову блестящего аспиранта Клиффорда Берри. Его выдающиеся способности Атанасов признал сразу, и с начала 1939 года они начали создавать демонстрационную модель электрического вычислителя, которая должна была доказать его принципиальную работоспособность.

Уже в декабре 1939 года Атанасов и Берри показали руководству университета работающую модель вычислителя. Эта демонстрация была убедительна, и университет выделил нужную сумму денег – 850 долларов – для постройки компьютера в полную величину.

Атанасов и Берри принялись за создание вычислительного устройства, которое Атанасов честно назвал компьютером Атанасова – Берри. В 1942 году первый в мире электронный компьютер, величиной с письменный стол, заработал. На этом работа над ним прекратилась, потому что шла война, Атанасов был призван в армию и направлен на выполнение военных научно-технических заданий.

В декабре 1940 года, когда работа над компьютером Атанасова – Берри была ещё в самом разгаре, Атанасов побывал на лекции Джона Мокли, сотрудника Пенсильванского университета. Тот рассказывал о попытках создать аналоговую электронную машину, которая решала бы математические задачи, передавая по проводам переменные значения тока. После лекции Атанасов поговорил с Мокли и рассказал ему о своём компьютере, который передавал по сетям не плавные сложные функции, а цифры – ноль и единицу, что кардинально упрощало вычисления. Атанасов пригласил Мокли посмотреть на создаваемую им цифровую машину – и через несколько месяцев, в 1941 году, Мокли с сыном на пять дней стали гостями в доме Атанасова, и Мокли внимательно ознакомился с компьютером Атанасова – Берри.

Он был впечатлён и попросил у Атанасова разрешения скопировать документацию компьютера для создания аналогичной конструкции в Пенсильванском университете. Атанасов не разрешил этого, потому что университет Айовы планировал взять патент на создаваемое устройство (но, как показали дальнейшие события, так и не собрался этого сделать).

В 1942 году Мокли, учитывая идеи Атанасова, написал проект, в котором предлагал своему университету построить электронный скоростной вычислитель на вакуумных лампах. Начальство проигнорировало проект – его текст даже был утерян.

Лаборатория Мокли сотрудничала с военными, которые нуждались в скоростных вычислителях для расчета таблиц артиллерийской стрельбы. В 1943 году влиятельный военный узнал о проекте Мокли, и последнему была выделена значительная сумма – 62 000 долларов на первые полгода, для реализации проекта «Электронный числовой интегратор и компьютер» (или ЭНИАК – по аббревиатуре английского названия). В своём описании будущей вычислительной машины Мокли не упоминал о компьютере Атанасова – Берри.

Когда проект под руководством Джона Мокли и Джона Эккерта начался, то Атанасов, который в то время работал на ту же военную лабораторию и до которого дошли слухи о проекте нового компьютера, спросил Эккерта, чем он занимается, но тот сказал, что проект секретный, и он не может о нём говорить.

В июле 1944 года полностью электронный компьютер ЭНИАК впервые перемножил два числа. В сентябре 1944 года к проекту присоединился известный математик фон Нейман, который внёс значительный вклад в разработку принципов работы электронных компьютеров. Машина была закончена осенью 1945 года и вскоре была перевезена на военную базу в Мэриленде, где использовалась для различных расчётов вплоть до октября 1955 года. Первыми программистами ЭНИАК стали шесть девушек.