IBM's elektroniske selektive sekvensielle kalkulator

Frank da Cruz
fdc@columbia.edu
IBM's elektroniske selektive sekvensielle kalkulator (SSEC), bygget på IBM's Endicott fasiteter under ledelse av Columbia Professor Wallace Eckert og hans Watson Scientific Computing Laboratory stab i 1946-47, er avbildet her etter at den var flyttet til IBM hovedkvarter ved 590 Madison Avenue på Manhattan [4], hvor det tok opp the utkanten av et rom som var 18 meter langt og 9 meter vidt [42] (Herb Grosch [59] anslår dimensjonene av dens "U" form til å være 18 metrs + 12 + 24, 55 meter i alt, omkring en halv fotballbane !)

SSEC

Synlig i bakgrunnen langs veggen er tre dorer og tretti lesehoder som utgjør papirtape lagringen, med en svær rull med tape over hvert hode. Papir tapen var faktisk uavkortede IBM card stock som var mer enn 7 millimeter brede, og veide 181 kg per rull [57, 59] (CLOSEUP). Lange den venstre veggen er kanter av vakuumrør strømkretser for kort lesing og sekvens kontroll og 36 par tape lesere som utgjør tabelloppslag seksjonen, mange av dem fylt med tilpasset tape opprullinger for ofte benyttede data. Mesteparten av panelene på den høyre veggen er tatt opp av den elektroniske utregningsenheten og dens lagring. I midten av rommet: kort lesere, kort dorer, skrivere, og (ikke synlig) operatørens konsoll.


SSEC "Designet, bygd, og satt i funksjon etter bare 2 år, inneholdt SSEC 21,400 releer and 12500 vakuum rør. Det kunne operere utelukkende under kontroll av dens justerbare program. Gjennomsnittlig, så gjennomføret den 14-ganger-14 desimal multiplikasjon på en femtidels sekund, deling på et tretti dels sekund, og sammenlegging eller minusregning med 19 talls nummer på 135 hundredels sekund... I mer enn 4 år, oppfylte SSEC ønsket Watson hadde utrykt at ønske om i sin dedikasjon: at det skulle tjene menneskeheten ved å løse viktige problemer i vitenskapen. Det gjorde det mulig for Wallace Eckert to publish a måne utregningstabeller... med større nøyaktighet enn det som hadde vært tilgjengelig tidliere... kildene til data som ble benyttet i menneskets første månelanding." [4]. "For hver posisjon for månen, så ugjorde operasjonen med utregning og kontroll av resultat som dette krevde til sammen 11000 sammenlegninger og minusregninger, 9000 multiplikasjoner og 200 tabell oppslag. Hver ligning som måtte løses krevde evaluering av omkring 1,600 uttrykk — i alt en imponerende menge av regning som SSEC kunne spyttes ut i syv minutter til glede for tilskuerne" [9].


SSEC console Kontroll blir oppnådd ved hjelp av skrevne instruksjoner, som maskinen leser og følger. Vanlige kommandoer er: • "Les et tall fra en av lese enhetene og lagre det i en gitt lagringsenhet"; • "Ta tallet fra en gitt lagringsenhet, multipliser det med et fra en annen enhet, ta ut et spesifikt antall siffer fra svaret , og deponer det i en tredje enhet" [83].

New Yorker magazine cover, February 1961 SSEC var synlig for fotgjengere på fortauet og inspirerte en generasjon av tegneserieforfattere til å portrettere datamaskinen som en serie av en rekke veggpaneler, måkeinstrumenter, telefonnummerskiver, brytere, og rullende ruller med tape(click image to enlarge). SEC stod og gikk ved denne plasseringen fra januar 1948 til juli 1952, da det ble erstattet av den første frakoblede 701, IBM's første "masse"-produserte datamaskin (i.e. more than one).
SSEC Ved SSEC åpnings sermoni, 27.januar 1948, Betsy Stewart [57] ved SSEC operatør konsollen. Fra venstre, stående bak konsollen: Robert R. "Rex" Seeber (SSEC sjefs arkitekt) Columbia professor Wallace J. Eckert (prosjekt leder), Thomas J. Watson (IBM president), og Frank E. Hamilton (sjefs ingeniør) [42].


Her er et innblikk av SSEC fra brosjyren som ble gitt ut ved åpningssermonien, med høfflighet Herb Grosch:

IBM SSEC

"[Over er] det berømte redigerte fotografiet [SSEC rommet]: Bill McClelland ved tabelloppslags enheten [venstre], Betsy Stewart ved konsollen, en ingeniør på høyre siden. INGEN kolonner" [59]. SE HER for en uredigert framvisning.

Watson Senior, ved første framvisning SSEC før den offentlige avdukelsen: "Det er bare en ting," sa han noe likegyldig. "Rengjøring av dette rommet er hindret av disse lange svarte kolonnene i midten. Få dem fjernet før seremonien." Men siden de var bærende for bygget, ble kolonnene stående. I stedet for, så ble bildet i brosjyren som ble gitt ut ved seremonien forsiktig redigert for å fjerne alle sporene av de støtende kolonnene [57].


SSEC floorplan Her en noen ytterligere bilder fra Eckert's 1948 Månendlige Vitenskapelige artikkel [83] (click on each image for detail):
Skrivere
IBM SSEC printers
Aritmetisk enhet
IBM SSEC arithmetic unit
Slått tape
IBM SSEC punched tape
Program kort
IBM SSEC program card


Og her er innscanninger fra lysbilder gravd fram av Herb Grosch i April 2004 (click images for detail):
Tabelloppslagsenhet
SSEC table lookup unit
SSEC folk
SSEC people

Watson-signaturen metallplate satt opp høyt ved kalkstein "rammen" helt til høyre [59] (ikke synlig på bildet):
SSEC plaque


Fra en biografi av John Backus, som senere skulle utvikle FORTRAN (blant mange andre bidrag):

I løpet av den våren [1949], besøkte Backus IBM Data senteret ved Madison Avenue, hvor han dro gjennom den elektroniske selektive sekvensielle kalkulator (SSEC), en av IBM's tidlige elektroniske datamaskiner. Ved gjennomgangen, nevnte Backus for guiden at han så etter en jobb. Hun oppfordret han til å snakke med direktøren for prosjektet, og han ble ansett for å jobbe med SSEC.

SSEC var ikke en datamaskin i moderne forstand. Den hadde ikke noe lagringsminne, og programmer måtte bli tatt inn ved et innslått papir bånd. De hadde tusenvis av elektromekaniske deler, som også gjorde det upålitelig og tregt. Deler av Backus's jobb var å betjene maskinen, og reparere den når den stoppet å virke. Programmering av SSEC var også en utfordring, ettersom det var ingen fastsatt måte å gjøre det på.

Backus tilbrakte 3 år på arbeid med SSEC, hvor han i løpet av denne tiden oppfantet program som ble kalt Speedcoding. Programmet var det første til å inkludere en skaleringsfaktor, som gjorde at både store og små numre kunne lagres lett og bli manipulert.


SSEC ble benyttet til en mengde storskala vitenskapelige kalkulasjoner, inkludert av Columbia professorer Eckert (astronomi), Thomas (fysikk), og Grosch (optikk), hele Watson Lab. Den var også fokus for en av verdens første vitenskapelige datamaskin kurs,tilbudt i begynnelsen av 1946; her er listen fra en 1951 Columbia kurs katalog:

Astronomy 111 — Maskinelle metoder av vitenskapelig kalkulasjon, I.
2 to 4 poeng   Vinter sesjon. Dr. ECKERT og assistenter.
  M. 2:10-3.
  Laboratorium timer som arrangeres.
  Bruken av moderne kalkuleringsmaskiner ved vitenskapelige forskning: tastatur kalkulator,
hull-kort utstyr, rele og elektroniske kalkulatorer, ikke digitale maskiner. Forelesninger,
demonstreringer og laboratorium arbeid.

  Forhåndsbetingelser eller paralleler: Ingeniørarbeid 281, og minst et annet kurs som er opplisted i denne
Annonsen, eller tilsvarende. Tillatelse fra instruktør er påkrevd.

Astronomi 112 — Maskinell metode for vitenskapelig kalkulasjon, II.
2 to 4 points   Vår Sesjon. Herr. SEEBER.
  Timer som vil bli arrangert.
  Dette kurset omhandler hovedsaklig elektroniske selektive sekvensielle kalkulator;
organisering av maskinen og forberedelse av problemer for det.

  Forhåndskrav: Astronomi 111,


De følgende bildene er fra en november 1952 artikkel i Kjemisk ingeniørarbeid som beskriver L.H. Thomas's løsning, og SSEC, med det den gang-64-år-gamle problemet om stabiliteten av flate Poiseuille flyten, basert på en analytisk løsning på problemet foreslått av John von Neumann, og programmert av Phyllis K. Brown og Donald A. Quarles, Jr., fra Watson Lab. Kalkulasjonen tok 150 timer, sammenlignet med de 100 årene som ville vært trengt for manuell komputasjon.

Working on the SSEC Bilde: Don Quarles (sittende), L.H. Thomas (oppreist), Phyllis Brown (sittende).


Var SSEC den første Lagrede-Program datamaskinen?

SSEC blir ofte eksludert fra å bli vurdert som den første datamaskinen, eller den første program lagrede datamaskinen, fordi IBM kalte det ikke en datamaskin. I følge Bashe [4,p.143] var dette fordi Thomas J. Watson ikke ville gi inntrykk av at han bygde apparater som ville frata mennesker (menneskelig datmaskiner) jobben ! (I 1951, i en serie av fem forelesninger om de nye maskin sendingene på BBC, benyttet fire av dem "automatiske kalkulasjons maskiner"; bare en, av Alan Turing, brukte uttrykket "digital datamaskin" [Jones referanse under].)

Cambridge Universitets EDSAC (1949) eller Manchester University's Baby (også 1949) er hyppig gjenngit som de første program lagrede datamaskinene; det vil si, datamaskiner som kan kontrolleres fra et program lagret i hovedminnet. Med om SSEC også var en program lagrende datamaskin, var den 1år forut for EDSAC. Det er ulike meninger om den teller. I hans 1958 Encyclopedia Americana artikkel, Wallace Eckert sa SSEC "kombinerer elektronisk hurtighet med å få utført operasjoner med stor lagringskapasitet (nesten en million sifre hovedsaklig i digital form) og muliggjør fullstendig kontroll av lagrede programmer. Hovedlagringsmediet var på elektromagnetiske releer og den serielle lagringen på høyhastighets papir taper. Kalkulatoren løste mange store problemer innen rom forskning, hydrodynamikker, geofysikk, og atom teori" [81]. Ulike forfatteres stemmer framsa ulike meninger. Faktisk, var SSEC et hybrid apparat, i stand til å utføre instruksjoner fra papir tape eller å lagre dem i dens (heller små) avløser minne og utføre dem der fra; ved å gjøre det, passet det inn under definisjonen "von Neumann arkitektur". om von Neumann's arkitektur er et kritisk element for definisjonen av "datamaskin", så kan muligens SSEC være vurdert som den første datamaskinen i verden, selv om den så var (som noen sier), en "bisarr hybrid sammenføyende vakuum rør, releer, og papir bånd leseinnslåinger" eller en "et kjempestort maskin publisitet stunt". Forkjempere for SSEC-som-første-datamaskin synsvinkelen innbefatter Emerson Pugh [40] (datamaskin historiker), R. Morceau (1981 bok, FÅ REFERANSE), så vel som en rekke datamaskin historiker nettsider. Abstrakten til Bashe's 1982 Annals artikkel (se referanse rett under) slår fast:

Den elektroniske selektive sekvensielle kalkulator (SSEC) var den første maskinen til å kombinere elektronisk databehandling med et lagret program, og den første maskinen som kunne operere ved sine egne data instruksjoner. Når den ble satt i drift i 1948, og for en tid framover, var den den mest fleksible og krafigste maskinen som eksisterte. IBM publiserte relativt lite om den, og SSEC har i det store blitt oversett av datamaskin historikere. Dette dokumentet gjengir en historisk sammenheng for SSEC.

John Backus [102] told me “Jeg tror det er en stor forenkling å betrakte det som den første ‘program lagrende’ datamaskinen--selv om et av programmene jeg lagde benyttet noen spesielle lagrings celler som kilde for en instuksjon etter at enkelte data var lagret i den.”  På den andre siden, SSEC's sjef designer ingeniør, A. Wayne Brooke, hevdet (det vil si i følge hans ububliserte bok manuskriptr, SSEC, Den første elektriske datamaskinen) at SSEC var den første elektroniske datamaskinen på grunn av dens lagringsminne kapasitet.  I April 2019, John Savard la til:

Som det er lagt merke til, SSEC besatt mange typer minne. Den hadde et papir bånd som kunne bli innrisset og gjenlest for umiddelbare kalkulasjons resultater. Den hadde 8 registre bygd fra vendbare vakuum rør. Ingen av dem virket som et egnet sted å oppbevare et program.

Men det hadde også 150 lokasjoner for uttømmings minne. Ettersom å innstille lokasjoner i det minnet er en elektromekanisk operasjon, ville det å påvise om hvorvidt en strømkurs går gjennom et slikt rele ville ikke dette føre til slike forsinkelser. Kunne det å sette en gjengangsmekanisme in rele minne tillate SSEC å operere ved elektroniske hastigheter ? Akk, ikke. Å mangle noe i nærheten av et samtids-spennings prinsipp av et kjerneminne, ville det store antallet lokasjoner i bufferminne gjøre at adresseringen også måtte gjøres ved rele logikk, og slik lese et nummer, eller instruksjon, fra bufferminne tok 20 millisekund, den samme tiden som det tok å lese et nummer papirbånd (W. J. Eckert, "Elektroner og databehandling"[83]).

John la også merke til at "IBM's Early Computers"[4] overgir at prorgrammet som var først demonstrert med SSEC bestemte sinus av en vinkel ved å bruke instruksjoner som var blitt modifisert; refransen er gitt som Phelps, 1980: helt klart et intervju.

Referanser:

Onsite Links:

Offsite Links
(all good as of 26 January 2019) [Thanks to Allan Olley for several of these]
Columbia University Computing History Frank da Cruz / fdc@columbia.edu Columbia University Computing History May 2022 Siste oppdatering: 25 May 2022