De ontwikkeling van de stored-program computer


Van bij het begin van de ontwikkeling van de ENIAC waren zijn ontwikkelaars zich bewust van de nood aan een geheugentoestel dat beter was dan de gebruikte vacuŁmlamp en counter. Een gedeeltelijke oplossing kwam er met het read-only resistor-geheugen van Perry Crawford en Jan Rajchman dat in de function tables van de ENIAC werd ingebouwd. [91]

Begin 1944 leverde Crawford nogmaals een belangrijke bijdrage in de zoektocht naar een flexibel geheugentoestel toen hij een draaiende magnetische schijf of drum als geheugen voorstelde. GeÔnspireerd door dit voorstel speelden Eckert en Mauchly met het idee om een drumgeheugen te combineren met de zogenaamde mercury delay line, een wachtlijn die gebruikt werd om het tijdsinterval tussen twee radarsignalen te meten. [92] Kort daarop lanceerde von Neumann het idee om een elektronenstraal-oscilloscoop als geheugen te gebruiken maar omwille van praktische problemen werd dit voorstel toen niet onmiddellijk maar pas later door Rajchman uitgewerkt. [93]

Een tweede beperking van de ENIAC was het groot aantal hogesnelheidsschakelaars. Op dat ogenblik leek de meest beloftevolle benadering voor meer computerkracht de logische structuur van de machine te verbeteren. Wat Mauchly en Eckert dankzij hun elektronica wonnen in rekenkracht en snelheid verloren ze aan flexibiliteit omdat de machine voor elk probleem manueel geconfigureerd moest worden via een uitgebreid schakelbord. Deze inflexibiliteit zal wel gedeeltelijk het gevolg zijn geweest van de originele bestemming van de ENIAC als een computer voor ballistisch rekenwerk.

Nog voor de ENIAC af was, zagen de bouwers reeds in dat het slechts een prototype zou zijn voor een geheel nieuw soort computer die dezelfde hardwaretechnologie op een veel efficiŽntere manier zou gebruiken en bovendien een flexibeler geheugen zou hebben. Op 30 juni 1945 publiceerde von Neumann in naam van het ENIAC-team een voorstel in de vorm van een "First Draft of a Report on the Electronic Discrete Variable Calculator". [94] Onenigheid over het intellectuele eigendom van dit rapport zou aanleiding zou geven tot een levenslang meningsverschil tussen enerzijds von Neumann, Goldstine en Burks en anderzijds Mauchly en Eckert. Goldstine schreef in 1972:

"It has been said by some that von Neumann did not give credits in his First Draft to others. The reason for this was that the document was intended by von Neumann as a working paper for use in clarifying and coordinating the thinking of a group and was not intended for publication." [95]

 

John Mauchly en Presper Eckert waren een andere mening toegedaan. Volgens hen maakte von Neumann van hun zwijgplicht gebruik om zich hun ideeŽn toe te eigenen. Zelfs nadat het ENIAC-project officieel bekend werd, weigerde hij naar hun mening toe te geven dat de "First Draft" ook hun idee was. Hij scheepte hen af met:

"…when ideas are discussed in a group, no one can assign authorship!" [96]

 

De belangrijkste innovatie die in deze paper was opgenomen, had betrekking op de logische aspecten van de computerprogrammering en de bouw van een toestel die de programmering zou volgen. ENIAC's rekentijd was miniem maar er werd veel tijd verloren bij het programmeren van de computer. De "First Draft" beschreef de logische structuur van een echte multifunctionele elektronische digitale computer die in staat zou zijn om zijn instructies, samen met de data, in een intern geheugen op te slaan. Deze aanpassing opende de weg voor informatieverwerking.

Met de oorlog op zijn einde, kwam ook een einde aan de patriottistische solidariteit. De spanningen tussen de instituten, personen en ideeŽn steeg tot Mauchly en Eckert op 31 maart 1946 de Moore School, omwille van een dispuut met de universiteit over de patentrechten op de ENIAC, verlieten. [97] Korte tijd later stichtten ze de Eckert-Mauchly Computer Corporation en exploreerden ze de commerciŽle kant van computergebruik. Twaalf dagen na hun vertrek kreeg de Moore School een contract voor de bouw van de EDVAC. [98]

Ondertussen werkten von Neumann, Goldstine en Burks een nieuw voorstel uit waarbij ze het Ordnance Department $1.000.000 vroegen voor de bouw van een verbeterde elektronische digitale computer aan het IAS. [99] Hoewel het denkwerk in zekere zin terugging op de ideeŽn die binnen het ENIAC-project waren ontstaan, werd deze "Preliminary Discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument" gedomineerd door von Neumanns ideeŽn en ging het voorstel veel verder dan de concepten over de EDVAC. De IAS-computer werd de eerste computer met een elektrostatisch geheugen.

 

De IAS-computer, © Bigelow

 

De bijdragen van de "Preliminary Discussion" waren vooral op het vlak van de verdere uitwerking van het stored-program geheugen en de ontwikkeling van een nieuwe computerarchitectuur die als de logische architectuur van von Neumann bekend zou worden. Alle computers die volgens de von Neumann-architectuur gebouwd zijn, bestaan uit een controle-eenheid, een tijdelijk geheugen, een programmeringseenheid en een I/O-interface. Deze theoretische constructie werd het eerst in de praktijk toegepast in de IAS-computer. Aangepaste modellen, respectievelijk de JOHNNIAC en MANIAC, werd later voor de Research and Development Corporation en het Los Alamos Laboratory gemaakt.

De controle-eenheid die in het "Preliminary Discussion" werd gespecificeerd was de materialisatie van het formeel logisch systeem dat Turing in 1936 had ontworpen en waarmee hij bewezen had dat elk probleem met getallen kon worden opgelost.

Niettemin was noch de EDVAC noch de IAS-computer de eerste operationele stored-program computer.Britse onderzoekers van Cambridge University bouwden onder leiding van Maurice Wilkes de Electronic Delay Storage Automatic Calculator nog voor von Neumann de EDVAC klaar kreeg. [100]

Een rechtzaak over het ENIAC-patent leidde in 1973 tot een vreemde uitspraak die voor vele wetenschappers die bij het ENIAC-project betrokken waren een bittere pil was. Het hof besliste dat de Atanasoff-Berry computer de eerste digitale elektronische computer was. [101] Hierbij werd de patentaanvraag van Eckert en Mauchly verworpen. Twee jaar later bleek deze uitspraak zinloos toen de Britse regering een collectie foto's over de COLOSSUS, de eerste digitale computer, vrij gaf. [102]


10/04/97