ENIAC

ENIAC (inglise "Electronic Numerical Integrator And Computer") oli esimene USA laiaotstarbeline, elektrooniline digitaalne arvuti, mida oli võimalik programmeerida lahendama paljusid arvutusülesandeid. Andmetöötlus toimus elektronlampide ahelates. Varasematel arvutitel olid samuti mõned nendest omadustest. Algselt oli ENIAC mõeldud USA sõjaväe suurtükiväe lasketabelite arvutamiseks, kuid hiljem rakendati seda ka kosmilise ja tuumakiirguse uuringutes.
ENIAC-i töötasid välja ja kujundasid John Mauchly ja J. Presper Eckert Pennsylvania ülikoolist. Inseneride meeskonda, kes olid abiks arendustegevuses, kuulusid Bob Shaw (funktsioonitabelid), Chuan Chu (jagaja/ruutu tõstja), Kite Sharpless (peaprogrammeerija), Arthur Burks (korrutaja), Harry Huskey (andmete luger/väljasti) ja Jack Davis (akumulaatorid).
Kui ENIAC 1946. aastal avalikkusele tutvustati, oli see ajakirjanduses kuulutatud "hiiglaslikuks ajuks". See oli üle tuhande korra kiirem kui elektromehaanilised masinad. Arvutuskiiruse osas toimus suur hüpe, millega seni polnud ükski masin hakkama saanud. ENIACi matemaatiline võimekus, millele lisandus üldotstarbeline programmeeritavus, äratas teadlaste ja töösturite huvi. Leiutajad aitasid kaasa uute mõtete levikule, pidades loenguid arvutite ehitusest.
Kirjeldus.
ENIAC konstrueeriti Pennsylvania ülikooli Moore'i Elektrotehnika koolis alates 1943. aasta juulist. Esimene ENIAC valmis 14. veebruaril 1946 Pennis ning hinnaks oli peaaegu 500 000 dollarit. ENIACi töö seisati 9. novembril 1946 täiustusteks ja mälu uuendamiseks ning toimetati Marylandi osariiki Aberdeeni 1947. Sealsamas alates 29. juulist 1947 kuni kella 23.45-ni 2. oktoobril 1955 oli arvuti pidevalt töös.
ENIAC koosnes eraldiseisvatest moodulitest, mis lahendasid erinevaid ülesandeid. Nendest moodulitest kakskümmend olid salvestid, mis peale liitmise ja lahutamise hoidsid mälus kümnekohalist kümnendarvu. Arvandmed liikusid moodulite vahel läbi mitme üldotstarbelise siini. Suure arvutuskiiruse saavutamiseks pidid moodulid andmeid saatma ja vastu võtma, arvutama, tulemusi salvestama ning järgmist ülesannet sooritama – seda kõike ilma liikuvate osadeta. Masina mitmekülgsus seisnes hargnevuses; ülesande sooritamine sõltus eelmiste arvutuste tulemustest.
Peale kiiruse on ENIAC märkimisväärne ka suuruse ja keerukuse poolest. ENIAC sisaldas 17 468 elektronlampi, 7200 kristalldioodi, 1500 releed, 70 000 takistit, 10 000 kondensaatorit ja umbes 5 miljonit käsitsi joodetud ühendust. See kaalus 27 tonni ja võttis enda alla 70 ruutmeetrit põrandapinda ning selle koguvõimsus oli umbes 150 kW. Andmete sisestus toimus IBM-i kaardilugeri kaudu ja IBMi perfokaardi perforaator oli väljundiks. Neid kaarte sai kasutada IBM-i raamatupidamise masinates, näiteks IBM 405.
Arvude säilitamine toimus kümnekohalistes ringnihkeregistrites; iga arvu hoiti mälus 36 elektronlambi abil, millest 10 olid topelt trioodid ja toimisid nihkeregistri multivibraatorina. Aritmeetikat teostati nihkeregistritega impulsse loendades ja tekitades kandjaimpulsse, kui nihkeregister "pöördus". Idee seisnes mehaanilise aritmomeetri hammasrataste töö elektroonilises emuleerimises. ENIAC-il oli 20 salvestit, mis suutsid omavahel sooritada 5000 liitmise või lahutamise tehet sekundis. Oli võimalus ühendada mitu salvestit samaaegseks tööks nii, et arvutuskiirus suurenes.
Töökindlus.
Mõned elektroonika asjatundjad arvasid, et elektronlambid lakkavad tihti töötamast ning ENIAC ei ole seega praktiliselt kasutatav. See arvamus osutus osaliselt õigeks: iga päev lakkas mitu elektronlampi töötamast, lühendades arvuti tööaega umbes poole võrra. 1948. aastast olid saadaval spetsiaalsed elektronlambid, mis olid töökindlamad. Enamik töökatkestusi esines siiski soojenemise ja jahtumise ajal, kui elektronlampide osad olid kõige suurema mehaanilise pinge all. Insenerid ei lülitanud arvutit välja ning selle abinõuga lühendasid nad ENIACi tööseisakute aega sellise määrani, et iga paari päeva järel lakkas töötamast üks elektronlamp. 1989. aastal ütles Eckert ühes usutluses, et jutud pidevatest elektronlampide riknemistest on müüt: "Umbes iga kahe päeva tagant riknes mõni elektronlamp ja me leidsime selle asukoha 15 minuti jooksul." Kõige pikem ENIACi tööaeg, mille jooksul ühtegi riket ei toimunud, oli 1954. aastal 116 tundi (peaaegu viis päeva).
Programmeerimine.
Kuigi Ballistikauuringute Labor oli ENIACi rahastaja, sai Los Alamoses vesinikupommi projektis töötav John von Neumann teada sellest arvutist. Los Alamos oli seejärel ENIAC-iga niivõrd seotud, et ENIACi esimeseks testülesandeks olid arvutused vesinikupommi, mitte ballistika jaoks. Selle testi sisendiks ja väljundiks oli kokku umbes miljon (perfo)kaarti.
ENIAC oli programmeeritav täitmaks keerukaid käskude jadasid, mis sisaldasid tsükleid, valikuid ja alamprogramme. Ülesande püstitamine ja masina jaoks kavandamine oli üsna keeruline ja võttis aega nädalaid. Pärast seda, kui programm oli kirjalikult paberile üles märgitud, siis programmi realiseerimine ENIACis lülitite ja kaablite ümberpaigutamisega võttis veel päevi.
Patent.
Paljude asjaolude tõttu (muuhulgas seetõttu, et Mauchly uuris 1941. aasta juunis Atanasoffi-Berry arvutit, mille prototüübi valmistasid 1939. aastal John Atanasoff ja Clifford Berry) kuulutati 1964. aasta USA patent 3,120,606 ENIAC-ile kehtetuks 1973. aastal. Sellega asetati elektroonilise digitaalse arvuti leiutis avalikku kasutusse ja anti juriidiline tunnustus Atanasoffile kui esimese elektroonilise digitaalse arvuti leiutajale.
Tänapäev.
2004. aastast alates teeb 0,5 mm suurune ruudukujuline ränikiip ära sama töö, mida tegi suurt ruumi hõivanud ENIAC.