ENIAC

ENIAC (lyhenne sanoista Electronic Numerical Integrator And Computer) oli ensimmäinen täysin elektroninen yleiskäyttöinen tietokone. Se valmistui syksyllä 1945 ja oli käytössä lokakuulle 1955. Kone oli huomattavan suuri, sillä se painoi 30 tonnia ja tarvitsi 167 neliömetriä tilaa. ENIAC suunniteltiin alkujaan ballistisiin laskutoimituksiin, mutta sitä käytettiin myös muihin sotilaallisiin tarkoituksiin. Vaikka ENIAC oli lähes kokeiluluonteinen projekti, sen suunnittelutyö vaikutti huomattavasti tietokoneiden kehitykseen.

Tausta ja suunnittelu

Jo ennen ENIACia oli rakennettu joitakin mekaanisiin releisiin perustuneita tietokoneita ja erikoistarkoituksiin tehtyjä elektronisia laskukoneita kuten Harvard Mark I. Toisen maailmansodan ollessa kiivaimmillaan Yhdysvaltain armeija halusi uusia ratkaisuja tykistön ballistiikan laskutoimituksiin, joilla eri aseiden ampuma-asetukset voitaisiin säätää vaihtuvien olosuhteiden mukaisesti, mikä antoi sysäyksen ENIACin kehittämiselle. ENIACin suunnittelivat Presper Eckert ja John William Mauchly Pennsylvanian yliopistosta. Mauchly oli aiemmin suunnitellut useita laskukonemalleja, ja hän oli juuri alkanut suunnitella uutta John Atanasoffin tutkimukseen perustuvaa laskukonemallia, jossa oli tarkoitus käyttää elektroniputkia. Eckert oli opiskelijana samaisessa yliopistossa, kun hän tapasi Mauchlyn 1943.
Projekti aloitettiin virallisesti 31. toukokuuta 1943. Mauchly nimitettiin hankkeen pääkonsultiksi ja Eckert pääsuunnittelijaksi. Koneen suunnittelu kesti noin vuoden, ja sen toteuttaminen kesti toiset 18 kuukautta. Projektin hinnaksi muodostui 500 000 dollaria. Projektin aikana toinen maailmansota oli ehtinyt loppua, mutta ENIAC otettiin silti sotilaskäyttöön. Laite valmistui syksyllä 1945, ja Yhdysvaltain armeija julkaisi lehdistötiedotteen ENIAC:sta 16. helmikuuta 1946. ENIAC patentoitiin (U.S.#3,120,606) 26. kesäkuuta 1947.

Käyttöhistoria

Laitetta käytettiin vuodesta 1945 tammikuuhun 1947 Pennsylvanian yliopiston tiloissa. Se siirrettiin armeijan tiloihin Aberdeen Proving Groundiin, Marylandiin, jossa se oli taas käytössä heinäkuusta 1947 saakka aina käytöstä poistamiseensa asti 1955.
John von Neumann teki useita muutoksia koneeseen vuonna 1948. Siihen asti ENIAC oli suorittanut aritmeettisia operaatioita ja iteratiivisia funktioita (engl. transfer operations) samanaikaisesti, mikä aiheutti ohjelmointivaikeuksia. Von Neumann ehdotti, että katkaisimilla voitaisiin ohjata ohjelmakoodin valintaa, jolloin johtojen liittimet voisivat pysyä paikoillaan. Hän lisäsi myös ohjelman, jolla sarjaoperaatiot tulivat mahdollisiksi.
ENIACin virta käännettiin pois päältä viimeisen kerran 2. lokakuuta 1955 kello 23.45. Nykyisin osia laitteesta säilytetään Smithsonian-instituutin Computer History -kokoelmassa.

Kokoonpano ja suorituskyky

ENIAC sisälsi 17 468 elektroniputkea, noin 70 000 vastusta, 10 000 kondensaattoria, 1 500 relettä, 6 000 manuaalista kytkintä ja viisi miljoonaa käsintehtyä juotosta. Se painoi 30 tonnia, vei käyttötilana 167 m² lattiatilaa ja tarvitsi 160 kilowattia sähköä. Laite oli vajaan metrin paksuinen ja noin 30 metriä pitkä.
ENIAC pystyi suorittamaan sekunnissa 5 000 yhteenlaskua, 357 kertolaskua tai 38 jakolaskua, mikä oli tuhat kertaa parempi suorituskyky kuin siihenastisilla koneilla. Elektroniputkien käyttö pelkkien katkaisimien ja releiden sijaan kasvatti nopeutta, mutta konetta ei ollut helppo ohjelmoida. Ohjelmointimuutokset veivät teknikoilta viikkoja, ja kone vaati paljon huoltoa, sillä elektroniputket hajosivat usein. Vuosina 1948–1952 kone ei ollut parhaimmillakaan käyttöjaksoilla käytössä kuin 70 % ajasta. Normaalisti käyttöajasta noin puolet meni huoltotöihin.

Käyttötarkoitukset

Tykistöballistiikan lisäksi konetta käytettiin muuhunkin sotilaalliseen laskentaan, esimerkiksi vetypommin suunnittelussa, sääennustuksien tekemiseen, kosmisen säteilyn tutkimiseen, aineiden lämpökäyttäytymisen (engl. thermal ignition) ennakoimiseen, satunnaislukujen tutkimiseen ja tuulitunnelien suunnittelemiseen.
Elinaikanaan ENIAC ratkaisi noin 100 uniikkia laskentaongelmaa. 25 % laskenta-ajasta käytettiin sille alun perin suunniteltuun tarkoitukseen, tykistön ballistiikkataulukoiden laskemiseen. 50 % ajasta se laski epälineaaristen differentiaaliyhtälöiden numeeriseen integrointiin liittyviä ongelmia.

Merkitys

Vaikka ENIAC oli ainoa lajiaan ja itsessään lopulta lähinnä kokeiluluonteinen hanke, projektista saatu kokemus vaikutti merkittävästi tieteen ja tietokoneiden kehittymiseen. Koneen suuri elektroniputkien kulutus vaikutti niiden tuotekehitykseen merkittävästi. Hankkeella oli merkittävä vaikutus tietokoneavusteisten tieteellisen laskennan sovellusten yleistymiseen tutkimuksen apuvälineenä, erityisesti hydrodynamiikassa, meteorologiassa, ja meritieteessä.
Eckert ja Mauchly perustivat oman yrityksen vuonna 1946, kehittivät tietokoneita edelleen ja julkaisivat magneettinauhaa datan varastointiin käyttäneen BINAC-tietokoneen. Remington Rand osti heidän yrityksensä vuonna 1950, ja siellä tehty tutkimus johti lopulta merkittävän nykytietokoneen esiasteen UNIVAC:n kehittämiseen. Eckert pysyi yhtiössä, josta tuli myöhemmin yritysfuusioiden kautta tietojenkäsittelyalalla tunnettu Unisys-yhtiö. Eckert ja Mauchly saivat IEEE Computer Societyn Pioneer-palkinnon vuonna 1980.
ENIAC on jäänyt elämään myös kaupunkitarinana Philadelphiaan, sillä Philadelphia Bulletin -lehti kirjoitti vuonna 1946 virheellisesti, että ENIAC olisi aiheuttanut kaupunkiin sähkökatkoksia.