Atanasoff – Berry 컴퓨터

Atanasoff–Berry computer
Atanasoff – Berry 컴퓨터(ABC)
Iowa State University, Durham Center의 Atanasoff – Berry 컴퓨터 복제본
개발자대학원생 클리포드 베리의 도움으로 존 빈센트 아타나소프
출고일자1942; 81년 전 (1942)
판매대수1
CPU진공관 300개 이상 @ 60Hz
기억3000비트
표시전면 패널 디스플레이를 통해 10진수
입력10진수, 표준 IBM 80열 천공 카드 사용
덩어리700파운드(320kg)

Atanasoff–Berry 컴퓨터 (ABC)는 최초의 자동 전자 디지털 컴퓨터였습니다.[1] 오늘날의 기술과 실행에 의해 제한된 장치는 다소 모호한 상태로 남아 있습니다. ABC의 우선순위는 프로그래밍이 불가능하거나 튜링이 완벽하지 않았기 때문에 컴퓨터 기술 역사가들 사이에서 논의되고 있습니다.[2] 전통적으로 ABC는 모든 현대 프로세서의 디자인에 통합된 최초의 전자 ALU(산술 논리 장치)로 여겨집니다.

그것의 독특한 기여는 최초로 진공관을 사용하여 산술 계산을 함으로써 컴퓨팅 속도를 빠르게 만드는 것이었습니다. 이에 앞서 콘래드 쥬즈의 Z1 컴퓨터와 동시에 개발된 하버드 마크 I은 더 느린 전기 기계 방식을 사용했습니다. 1943년부터 1945년까지 최초의 전자, 프로그래밍이 가능한 디지털 기계인 [3]콜로수스 컴퓨터는 ABC와 유사한 튜브 기반 기술을 사용했습니다.

개요

1937년에 고안된 이 기계는 아이오와 주립 대학의 수학과 물리학 교수인 존 빈센트 아타나소프가 대학원생인 클리포드 베리의 도움을 받아 만들었습니다. 오직 선형 방정식 체계를 풀기 위해 설계되었으며 1942년에 성공적으로 테스트되었습니다. 그러나 종이 카드 작성자/독자인 중간 결과 저장 메커니즘이 완벽하지 않았고 존 빈센트 애타나소프가 제2차 세계 대전 과제를 위해 아이오와 주립 대학을 떠났을 때 기계 작업은 중단되었습니다.[4] ABC는 이진 산술 및 전자 스위칭 요소를 포함하여 현대 컴퓨팅의 중요한 요소를 개척했지만 특수 목적의 특성과 변경 가능한 저장 프로그램의 부족으로 현대 컴퓨터와 구별됩니다. 이 컴퓨터는 1990년에 IEEE 마일스톤으로 지정되었습니다.[6]

Atanasoff와 Berry의 컴퓨터 작업은 전자 컴퓨터의 첫 번째 사례에 대한 특허 분쟁이 있었던 1960년대에 재발견되기 전까지 널리 알려지지 않았습니다. 당시 존 모츨리(John Muchly)[7]와 J. 프레스퍼 에커트(J. Presper Eckert)가 만든 ENIAC은 현대적 의미의 최초의 컴퓨터로 여겨졌지만,[citation needed] 1973년 미국 지방 법원은 ENIAC 특허를 무효화하고 ENIAC 발명가들이 아타나소프(Atanasoff)로부터 전자 디지털 컴퓨터의 주제를 도출했다고 결론지었습니다. 1970년대 중반, 에니악(ENIAC)보다 앞선 영국 제2차 세계대전 당시의 거상 컴퓨터 개발을 둘러싼 비밀이[8][9] 해제되고 1976년 6월 뉴멕시코주 로스앨러모스에서 열린 컨퍼런스에서 거상에 대한 설명이 나왔을 때, 존 모츨리(John Muchly)와 콘라드 주세(Konrad Zuse)는 깜짝 놀랐다는 보고를 받았습니다.[10]

설계 및 시공

ABC의 다양한 구성요소를 지적하는 다이어그램

Atanasoff의 설명에 따르면, 1937-38년 겨울 동안 Illinois의 Rock Island로 오랜 밤 운전 후에 Atanasoff–Berry 컴퓨터의 몇 가지 주요 원리가 갑자기 생각해 냈습니다. ABC 혁신에는 전자 계산, 이진 산술, 병렬 처리, 재생 커패시터 메모리, 메모리와 컴퓨팅 기능 분리가 포함되었습니다.[11] 기계 및 논리 설계는 Atanasoff가 다음 1년 동안 고안했습니다. 1939년 3월에 개념 증명 프로토타입을 구축하기 위한 보조금 신청서가 농무부에 제출되었는데, 이 또한 경제 및 연구 분석을 위한 계산 속도를 높이는 데 관심이 있었습니다. 이 기계를 완성하기 위한 추가 자금 5,000달러(2022년에는 105,000달러 상당)는 뉴욕시의 비영리 연구 회사에서 지원했습니다.[citation needed]

ABC는 1939-1942년 동안 Iowa State College의 물리학 건물 지하에 Atanasoff와 Berry에 의해 지어졌습니다. 초기 자금은 9월에 출시되었고, 11-튜브 프로토타입은 1939년 10월에 처음 시연되었습니다. 12월 시위는 본격적인 기계 건설을 위한 보조금 지급을 촉발했습니다.[12][13] ABC는 그 후 2년 동안 제작되고 테스트되었습니다. 1941년 1월 15일, 디모인즈 레지스터에 실린 이야기는 ABC를 "복잡한 대수 방정식을 계산할" 300개 이상의 진공관을 가진 "전기 컴퓨터"라고 발표했습니다. 이 시스템의 무게는 700파운드(320kg) 이상이었습니다. 그것은 약 1마일(1.6km)의 전선, 280개의 이중 삼극 진공관, 31개의 사이라트론을 포함했으며 책상 크기만 했습니다.

프로그래밍이 불가능했기 때문에 콘라드 주세의 1941년 Z3 (또는 이전 버전)와 1943-1945년의 콜로수스 컴퓨터와 같은 같은 시대의 더 일반적인 기계와 구별됩니다. 또한 1948년 맨체스터 베이비에서 처음 구현된 저장된 프로그램 아키텍처를 완전히 범용적인 실용적인 컴퓨팅 머신에 필요한 것으로 구현하지도 않았습니다.

Atanasoff – Berry 컴퓨터에서 모듈 추가(재구성)

그러나 이 기계는 가장 먼저 다음과 같이 구현되었습니다.

  1. 휠, 래칫, 기계식 스위치 또는 전화 릴레이가 아닌 진공관을 사용하여 이전 컴퓨터보다 빠른 속도를 제공합니다.
  2. 기계적 구성 요소가 아닌 메모리용 커패시터를 사용하여 속도와 밀도를 높임

Atanasoff–Berry 컴퓨터의 메모리는 재생 커패시터 메모리라는 시스템으로, 드럼 한 쌍으로 구성되어 있으며, 각각은 1초에 한 번씩 공통 샤프트에서 회전하는 1600개의 커패시터를 포함하고 있습니다. 각 드럼의 커패시터는 50개의 "밴드" 32개로 구성되어 있습니다(캐패시터가 고장날 경우 30개의 활성 밴드와 2개의 예비 밴드). 기계에 초당 30개의 덧셈/감셈 속도를 제공합니다. 데이터는 50비트 이진 고정 소수점 숫자로 표현되었습니다. 메모리와 산술 장치의 전자 장치는 한 번에 60개의 그러한 숫자(3000비트)를 저장하고 작동할 수 있습니다.

60Hz의 교류 전원선 주파수는 가장 낮은 레벨의 작동을 위한 기본 클럭 속도였습니다.

산술 논리 기능은 완전히 전자적이었고 진공관으로 구현되었습니다. 로직 게이트 제품군은 인버터에서 2-입력 및 3-입력 게이트에 이르기까지 다양했습니다. 입력 및 출력 수준과 작동 전압은 서로 다른 게이트 간에 호환되었습니다. 각 게이트는 하나의 반전 진공관 증폭기로 구성되었으며 논리 함수를 정의하는 저항 분배기 입력 네트워크가 그 뒤를 이었습니다. 드럼 회전당 한 번만 작동하면 되므로 전자 속도가 필요하지 않은 제어 로직 기능은 릴레이로 구현되었습니다.

ALU는 한 번에 각 숫자의 한 비트에서만 작동했습니다. 다음 AC 사이클에서 사용하기 위해 캐퍼시터에 캐리/차입 비트를 유지했습니다.[14]

비록 Atanasoff–Berry 컴퓨터는 이전의 계산기보다 중요한 단계였지만, 전체 문제를 완전히 자동으로 실행할 수는 없었습니다. 당시의 전기 기계식 계산기나 단위 기록 장비와 마찬가지로 제어 스위치를 조작하여 기능을 설정하는 작업자가 필요했습니다. 수행할 연산의 선택, 읽기, 쓰기, 이진법에서 십진법으로 변환 또는 축소, 또는 일련의 방정식을 전면 패널 스위치와 경우에 따라 점퍼로 수행했습니다.

입력과 출력에는 주 사용자 입력과 출력, 중간 결과 출력과 입력의 두 가지 형태가 있었습니다. 중간 결과 저장은 너무 커서 전자 메모리 내에서 완전히 처리할 수 없는 문제에 대한 연산을 허용했습니다. (중간 출력과 입력을 사용하지 않고 풀 수 있는 가장 큰 문제는 사소한 문제인 동시 방정식 두 개였습니다.)

중간 결과는 이진법으로, 50비트 숫자 중 30개(한 방정식)를 나타내도록 1500개 위치에서 저항을 정전기적으로 수정하여 종이 시트에 기록했습니다. 각 시트는 1초 만에 쓰거나 읽을 수 있습니다. 시스템의 신뢰성은 이들 유닛에 의한 100,000개의 계산에서 약 1개의 오차로 제한되었으며, 이는 주로 시트의 재료 특성에 대한 제어 부족에 기인합니다. 돌이켜 보면, 각 숫자에 쓰여진 대로 패리티 비트를 추가하는 것이 해결책이 될 수도 있었습니다. 이 문제는 아타나소프가 전쟁 관련 일로 대학을 떠날 때까지 해결되지 않았습니다.

기본 사용자 입력은 표준 IBM 80 컬럼 펀칭 카드를 통해 10진수로 입력하고 출력은 전면 패널 디스플레이를 통해 10진수로 입력했습니다.

기능.

ABC는 동시 선형 방정식 체계의 해결이라는 특정한 목적을 위해 설계되었습니다. 당시로서는 어려운 문제인 최대 29개의 방정식으로 시스템을 처리할 수 있었습니다. 존 아타나소프가 일하는 부서인 물리학에서는 이 규모의 문제들이 일반화되고 있었습니다. 기계에는 최대 29개의 변수와 상수항이 있는 두 개의 선형 방정식을 공급하고 변수 중 하나를 제거할 수 있습니다. 이 과정은 각 방정식에 대해 수동으로 반복되므로 변수가 하나 적은 방정식 시스템이 생성됩니다. 그러면 다른 변수를 제거하기 위해 전체 과정이 반복됩니다.

아이오와 주의 통계국장인 조지 W. 스네데코는 실세계 수학 문제를 해결한 최초의 전자 디지털 컴퓨터 사용자였을 가능성이 매우 높습니다. 그는 이 문제들 중 많은 것을 아타나소프에게 제출했습니다.[15]

특허분쟁

1947년 6월 26일, J. Presper Eckert와 John Muchly는 최초로 디지털 컴퓨팅 장치(ENIAC)에 특허를 출원했는데, 이는 Atanasoff가 놀랄만한 일이었습니다. 1941년 6월 존 모츨리가 ABC를 조사했고, 모츨리의 학생이었던 [16]아이작 아우어바흐는 그것이 ENIAC에 대한 그의 후기 연구에 영향을 미쳤다고 주장했지만, 모츨리는 이를 부인했습니다.[17] ENIAC 특허는 1964년까지 발행되지 않았고, 1967년 허니웰은 ABC가 선행기술에 해당한다고 주장하면서 ENIAC 특허를 깨기 위한 시도로 스페리 랜드를 고소했습니다. 1973년 10월 19일, 미국 미네소타 지방 법원은 Honeywell v. Sperry Rand에서 ENIAC 특허가 John Atanasoff의 발명에서 파생된 것이라는 판결을 발표했습니다.

캠벨-켈리와 애스프레이는 다음과 같이 결론지었습니다.[18]

모츨리가 아타나소프의 아이디어를 어느 정도 끌어냈는지는 알려지지 않았고, 그 증거는 방대하고 상충됩니다. ABC는 상당히 겸손한 기술이었고 완전히 구현되지 않았습니다. 적어도 우리는 모츨리가 ABC의 잠재적인 중요성을 보았으며, 이것이 그가 유사한 전자적 해결책을 제안하도록 이끌었을지도 모른다는 것을 추론할 수 있습니다.

이 사건은 1973년 10월 19일 미국 지방 판사 얼 R. 라슨(Earl R. Larson)이 ENIAC 특허를 무효로 하면서 법적으로 해결되었습니다. 라슨 판사는 명시적으로 다음과 같이 말했습니다.

Eckert와 Muchly는 처음에 자동 전자 디지털 컴퓨터를 발명한 것이 아니라, 그 주제를 John Vincent Atanasoff 박사로부터 파생시켰습니다.

ENIAC의 초기 개발자 중 한 명인 Herman Goldstine은 다음과 같이 썼습니다.[19]

Atanasoff는 실린더 주변에 위치한 축전기에 방정식의 계수를 저장하는 것을 고려했습니다. 그는 "1940년 초"에 작동하는 기계의 원형을 가지고 있었던 것으로 보입니다. 이 기계는 강조해야 할 것이 아마도 디지털 계산을 하기 위해 진공관을 사용한 최초의 기계였으며 특수 목적의 기계였습니다. 이 기계는 공학적 개념이 다소 시기상조이고 논리적 개념이 한정되어 있기 때문에 낮의 빛을 심각한 계산 도구로 본 적이 없습니다. 그럼에도 불구하고 그것은 위대한 선구적인 노력으로 여겨져야 합니다. 아마도 그것의 가장 중요한 것은 계산 과정에 관심이 많았던 또 다른 물리학자 존 W. 모츨리의 생각에 영향을 미치는 것이었습니다. Atanasoff가 선형 방정식 해결사를 연구하던 시기에 Muchly는 필라델피아 주변의 작은 학교인 Ursinus College에 있었습니다. 어쩌다 보니 그는 아타나소프의 프로젝트를 알게 되었고 1941년 일주일 동안 그를 방문했습니다. 방문 기간 동안 두 사람은 아타나소프의 아이디어에 대해 상당히 자세히 설명했습니다. 이 논의는 모츨리와 그를 통해 전자 컴퓨터의 역사 전반에 큰 영향을 미쳤습니다.

레플리카

원래 ABC는 결국 1948년 [20]대학이 지하실을 교실로 개조하면서 해체되었고, 메모리 드럼 하나를 제외한 모든 조각이 폐기되었습니다.

1997년에, 박사가 이끄는 연구팀이 있었습니다. Ames 연구소(Iowa State University 캠퍼스에 위치)의 Delwyn Blhm과 John Gustafson은 350,000달러(2022년 63만 8,000달러 상당)의 비용으로 Atanasoff–Berry 컴퓨터의 작동 복제본을 완성했습니다.[21] 복제 ABC는 아이오와 주립 대학의 더럼 컴퓨터 통신 센터의 1층 로비에 전시되었고 그 후 컴퓨터 역사 박물관에 전시되었습니다.[22]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ "JVA - Computing History". John Vincent Atanasoff and the Birth Of Electronic Digital Computing. JVA Initiative Committee and Iowa State University. 2011.
  2. ^ Copeland, B. Jack (6 April 2018). Zalta, Edward N. (ed.). The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Metaphysics Research Lab, Stanford University. Retrieved 6 April 2018 – via Stanford Encyclopedia of Philosophy.
  3. ^ 거상과 독일 로렌츠 사이퍼. 앤서니 세일, 블레츨리 파크 트러스트.
  4. ^ Copeland, Jack (2006), Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers, Oxford: Oxford University Press, pp. 101–115, ISBN 0-19-284055-X
  5. ^ Campbell-Kelly & Aspray 1996, 84쪽
  6. ^ "Milestones:Atanasoff-Berry Computer, 1939". IEEE Global History Network. IEEE. Retrieved 3 August 2011.
  7. ^ John Pressper Eckert Jr. and John W. Muchly, Electronic Numberal Integrator and Computer, 미국 특허 3,120,606, 1947년 6월 26일 출원, 1964년 2월 4일 발행, Honeywell v. Sperry Rand에 대한 법원의 판결 후 1973년 10월 19일 무효화.
  8. ^ Randell, Brian, Collosus: Godfather of the Computer, 1977 (The Origines of Digital Computer: Selected Papers, Springer-Verlag, New York, 1982)
  9. ^ Randell, Brian (1980), "The Colossus" (PDF), in Metropolis, N.; Howlett, J.; Rota, Gian-Carlo (eds.), A History of Computing in the Twentieth Century, pp. 47–92, ISBN 978-0124916500, retrieved 2016-09-19
  10. ^ Bemer, Bob, Colossus – World War II Computer: The First Word Processor, archived from the original on 2000-08-19, retrieved 2020-07-16 1976년 6월 10일 뉴멕시코주 로스앨러모스에서 시작된 컴퓨팅 역사에 관한 국제 연구 회의에서 콜로수스의 발표에 대한 보고
  11. ^ "The History of Computing". mason.gmu.edu. Retrieved 6 April 2018.
  12. ^ Mollenhoff, Clark R. (1988), Atanasoff: Forgotten Father of the Computer, Ames: Iowa State University Press, pp. 47, 48, ISBN 0-8138-0032-3
  13. ^ Hudson, David; Bergman, Marvin; Horton, Loren (2009). The Biographical Dictionary of Iowa. University of Iowa Press. p. 22. ISBN 9781587297243.
  14. ^ 존 구스타프슨. "아타나소프베리 컴퓨터의 재건". 견적: "전체 진공관 수는 매우 적었습니다. 전체 기계에 대해 약 300개 정도였습니다. 이 경제성의 상당 부분은 한 번에 각 숫자의 한 비트에서만 작동하여 다음 주기에 사용할 수 있도록 캐퍼시터에 캐리/차입 비트를 유지하는 결과입니다."
  15. ^ Rojas, Raúl (2002). The First Computers: History and Architectures. MIT Press. p. 102. ISBN 0-262-68137-4.
  16. ^ Auerbach, Isaac L. (Isaac Levin) (1 October 1992). "Oral history interview with Isaac Levin Auerbach". umn.edu. Retrieved 6 April 2018.
  17. ^ Shurkin, Joel N. (1985), Engines of the Mind (Reprint edition (1 Aug. 1985) ed.), Pocket Books, pp. 280–299, ISBN 978-0671600365
  18. ^ Campbell-Kelly & Aspray 1996, 페이지 86.
  19. ^ 허먼 골드스틴, "파스칼에서 폰 노이만까지 컴퓨터", 1972; 125-126쪽.
  20. ^ Soltis, Frank G. (2001). Fortress Rochester: The Inside Story of the IBM ISeries. System iNetwork. p. 364. ISBN 9781583040836.
  21. ^ "ABC Reconstruction, 1994-1997" (Press release). Iowa State University and John Vincent Atanasoff Initiative Committee. 2011.
  22. ^ Krapfl, Mike (2010). "Iowa State Replica of First Electronic Digital Computer to be Displayed at Computer History Museum" (PDF). ECpE Connections. Ames, Iowa: Department of Electrical and Computer Engineering, Iowa State University. p. 5. Archived (PDF) from the original on 2022-10-09. Retrieved November 26, 2020.

서지학

외부 링크