Prawdziwa legenda komputerów – ENIAC – kończy 80 lat. Pracowały przy nim pierwsze programistki w historii

Wyobraźcie sobie rok 1942. Ameryka gorączkowo się zbroi, produkując nowe systemy broni, w tym rozmaite działa, a w laboratorium Uniwersytetu Pensylwanii młody fizyk John W. Mauchly patrzy z rozpaczą na stosy papierów z obliczeniami tablic artyleryjskich.  

Co to? W skrócie: To balistyczna „instrukcja obsługi działa” dla celowniczych – z informacjami o konkretnych typach działa, pocisku i ładunku miotającego. Aby trafić w cel z danej odległości (zazwyczaj skalowanej co 50–100 metrów) tablice podają odpowiedni kąt podniesienia lufy, z poprawkami na np. temperaturę i ciśnienie powietrza, rotację Ziemi (efekt Coriolisa) i masę innych czynników. Krótko mówiąc, owe tabele to wynik tysięcy żmudnych i skomplikowanych obliczeń, bez których dana broń będzie niemalże bezużyteczna. Aby je wykonać, setki ludzi siedzą tygodniami przy mechanicznych kalkulatorach.

Mauchly myśli, że musi być lepszy sposób. Przypomina mu się spotkanie z Johnem Vincentem Atanasoffem w Iowa, gdzie oglądał jego ABC – maszynę elektroniczną do rozwiązywania równań. Dochodzi do wniosku, że da się zbudować coś podobnego; urządzenie, które zautomatyzuje owe pracochłonne obliczenia.

I stał się ENIAC!

Mauchly razem z bardzo utalentowanym inżynierem J. Presperem Eckertem (gość dopiero co po studiach, miał zaledwie 24 lata) siadają więc do pracy.  I tak po dwóch latach, po rozmaitych perypetiach, które tu pominę, rodzi się ENIAC. Jego stworzenie kosztowało prawie pół miliona dolarów (dziś równowartość około 7 milionów USD). 

ENIAC ma rozmiar małego domu (zajmuje jakieś 180 m²). Waży z 27-30 ton, pochłania  150-170 kW prądu, czyli tyle, ile wówczas zużywało ze 100 gospodarstw. Dwie dmuchawy o mocy ponad 20 KM nieustannie chłodzą jego buchające gorącem wnętrze. To zaś składa się z aż 18 tysięcy lamp elektronowych (które stale się przepalały), 70 tysięcy rezystorów, 10 tysięcy kondensatorów, 1500 przekaźników, 6 tysięcy przełączników….   

Komputerki wtykają kabelki

Jak programowano tę maszynę? Nie miała przecież klawiatury ani ekranu/ów, nie istniał też jeszcze żaden język programowania. Proces przypominał więc raczej pracę w analogowej centrali telefonicznej: trzeba było ręcznie wtykać setki kabli w odpowiednie gniazdka i ustawiać tysiące przełączników w odpowiednim położeniu. Nie tyle więc wprowadzano jakiś program, co odpowiednio rekonfigurowano cały komputer pod kątem wykonania konkretnego zadania.

Armia wybrała do tego sześć utalentowanych matematyczek, które wcześniej pracowały nad wspomnianymi tabelami artyleryjskimi. Te młode kobiety, zwane potocznie „ENIAC Six” oraz „komputerkami”  (od „compute” – „obliczać”), rozkładały równania różniczkowe na setki  odpowiednich kombinacji owych kabli i przełączników. Jak wspominała jedna z pań, była to żmudna i w sumie koszmarna robota. (A dokładniej to wyraziła się dość dosadnie, że  „The ENIAC was a son of a bitch to program”).  

Trwało to więc całymi godzinami albo i dniami, szanse na przygotowanie bezbłędnego programu były niewielkie. Ale jak już wszystko w końcu poprawnie zadziałało, to obliczenia, które wcześniej zajmowały zawodowemu rachmistrzowi dzień albo dwa, maszyna  realizowała w jakieś 15-60 sekund. Wykonywała do ok. 5000 działań na sekundę. I do tego nigdy się nie myliła. Dziewczyny pozowały obok ENIAC-a do zdjęć w dniu jego oficjalnej premiery, ale potem jakoś tak zostały „wygumkowane” na lata z tej historii. Dziś wszelako oddajemy im, co cesarskie – obecnie uważa się je za pierwsze zawodowe programistki w historii. 

Przy tej okazji warto też wspomnieć o Adele Goldstine, z wykształcenia matematyczce, która podjęła się zadania wręcz karkołomnego: postanowiła opisać, jak działa ten „elektroniczny mózg”. Wydany w 1946 „A Report on the ENIAC” był z jednej strony instrukcją obsługi niniejszego komputera i opisem zasad jego działania, a z drugiej pierwszym poradnikiem dla programistów. M.in. wyjaśniała w nim jak konfigurować panele sterowania i przełączniki funkcyjne, aby rozwiązać konkretne równanie różniczkowe oraz stworzyła system zapisu (diagramy blokowe i tabele konfiguracji), który pozwalał innym operatorom zrozumieć, co i dlaczego maszyna w danym momencie robi. 

Giant Brain

ENIAC ożył po raz pierwszy pod koniec 1945 (jeszcze przed oficjalnym debiutem), dokonując obliczeń związanych z problemami związanymi z fizyką neutronów i obliczeniami jądrowymi dla Los Alamos. W 1946, za sprawą oficjalnej prezentacji w dniach 14–15 lutego, prasa nazwała go Giant Brain. Pracował do 2 października 1955, gdy został zastąpiony przez nowocześniejsze maszyny EDVAC i ORDVAC. A potem zwyczajnie trafił na złom, choć na szczęście kilka jego elementów ocalało i są teraz prezentowane w rozmaitych muzeach.

Eckert i Mauchly w 1946 założyli firmę Electronic Control Company (potem: Eckert-Mauchly Computer Corporation),  gdzie m.in. zbudowali UNIVAC – pierwszy komercyjny komputer (1951), użyty m.in. do przewidzenia wyniku wyborów prezydenckich. Ich patent (zgłoszony w 1947, przyznany w 1964), w którym panowie rezerwowali sobie prawo własności do samej koncepcji elektronicznego komputera cyfrowego upadł w 1973 w procesie Honeywell, Inc. v. Sperry Rand Corp. – sąd uznał bowiem, że duet zaczerpnął sporo z pomysłów Atanasoffa.

Czy ENIAC w ogóle był komputerem?

W świetle dzisiejszej definicji, odpowiedź brzmi – „tak… ale nie od razu”.  Bowiem w swojej pierwotnej wersji ENIAC był raczej tylko kolosalnym, programowalnym kalkulatorem. Nie posiadał bowiem pamięci operacyjnej, w której mógłby przechowywać program (kod). Do tego jeszcze stosował do obliczeń system dziesiętny, a nie binarny. Właśnie dlatego ENIAC jest często nazywany „brakującym ogniwem” ewolucji. Stał wówczas okrakiem między erami kalkulatorów  i komputerów, jakie znamy dzisiaj. Dopiero w 1948 został przebudowany – dodano mu pamięć operacyjną (…rtęciową!). I dopiero od tego momentu można bez wahania nazwać go komputerem.

Dlaczego więc warto go pamiętać? Bowiem to przy pracy nad ENIAC-iem skrystalizowała się tzw. architektura von Neumanna, czyli koncepcja rozdzielenia pamięci od procesora i przechowywania programu w tejże pamięci. Ta idea stała się fundamentem, na którym bazują współczesne komputery. Dlatego dziś, z perspektywy 2026 roku, nie patrzymy na ENIAC-a jak na kupę archaicznego złomu, ale jak na „genetyczny kod” całej naszej cyfrowej rzeczywistości.