Нерассказанная история компьютеров: как женщины программировали первый электронный вычислитель ENIAC

Егор

Марлин Вескофф [слева] и Рут Лихтерман были двумя женщинами-программистами ENIAC.

14 февраля 1946 года журналисты собрались в Инженерной школе Мура при Пенсильванском университете, чтобы стать свидетелями публичной демонстрации одного из первых в мире электронных цифровых компьютеров общего назначения — электронного числового интегратора и вычислителя (ENIAC). 

Артур Бёркс, математик и старший инженер команды ENIAC, отвечал за демонстрацию возможностей машины. Сначала он заставил компьютер сложить 5000 чисел — с этой задачей вычислитель справился за секунду. Затем он продемонстрировал, что машина может вычислить траекторию бомбы за меньшее время, чем ей требуется для полета к цели.

Репортеры были потрясены новым компьютером. Насколько они могли судить, все, что Бёркс должен был делать — это нажимать на кнопки, и машина тут же начинала работать, вычисляя за минуты то, на что раньше у людей уходили целые дни.

Однако демонстрация есть демонстрация: от журналистов скрывали то, что за вычислительной мощью ENIAC стояла трудная новаторская работа по программированию команды из шести женщин, которые ранее сами работали как «компьютеры». 


Бетти Джин Дженнингс [слева] и Фрэнсис Билас работают с главной панелью управления ENIAC.

План создания вычислительной машины, которая могла бы рассчитывать траектории бомб, сформировался в первые годы Второй мировой войны. Инженерная школа Мура работала с Лабораторией баллистических исследований (ЛБИ), где команда из 100 «человеческих компьютеров» обучалась ​​ручному расчету таблиц стрельбы для артиллерийских снарядов. 

Эта задача требовала высокого уровня математического мастерства, в том числе способности решать нелинейные дифференциальные уравнения и использовать дифференциальные анализаторы и логарифмические линейки. Тем не менее, компьютерные вычисления считались канцелярской работой, слишком утомительной и однообразной для инженеров-мужчин. Поэтому ЛБИ нанимала женщин, которые в основном имели высшее образование и демонстрировали высокие математические способности, подходящие для выполнения этой работы.

По мере развития войны способность вычислять траектории полета бомб становилась все более неотъемлемой частью военной стратегии, и Лаборатория баллистических исследований испытывала все большее давление со стороны военных, которые требовали немедленных результатов.

В 1942 году физик Джон Мокли написал меморандум, в котором предлагалось создать программируемый «электронный калькулятор» общего назначения, который мог бы автоматизировать вычислительный процесс. К июню 1943 года Мокли вместе с инженером-электриком Дж. Преспером Эккертом получили финансирование на строительство ENIAC. 


Дж. Преспер Эккерт, Джон Мокли, Бетти Джин Дженнингс и Герман Голдстайн перед ENIAC.

Цель электронного компьютера состояла в том, чтобы заменить сотни «человекокомпьютеров» ЛБИ, ускорить процесс расчета и сделать его более эффективным — шутка ли, для каждого снаряда и оружия требовалось рассчитать около 3000 траекторий полета, каждая из которой требовала порядка 1000 операций. Один человек мог рассчитать одну траекторию за пару недель, а расчет всей таблицы занимал целых 4 года — очень большой срок в рамках войны, а ведь без такой таблицы артиллеристы банально не смогли бы точно попасть в цель.

Летом 1944 года были готовы два первых «аккумулятора» — модуля, используемых для сложения чисел. Соединив их вместе, Мочли и Эккерт перемножили на них два числа, 5 и 1000, и получили правильный результат, так что проект было решено довести до конца. 

Увы — ENIAC был полностью готов лишь осенью 1945, уже после окончания войны. Но, если вспомнить его масштабы, скорее удивляло то, как быстро его смогли собрать: это был 30-тонный монстр, который занимал порядка 140 квадратных метров и использовал 17000 вакуумных ламп, 70000 резисторов, 10000 конденсаторов, 1500 реле и 6000 ручных переключателей. Для программирования этой машины было решено использовать перфокарты — метод, который использовала IBM для программирования других машин на протяжении десятилетий. Но остался самый важный вопрос — кто сможет работать с этой махиной?

Адель и Герман Голдстайн, супружеская пара, которая руководила вычислительными операциями в ЛБИ, предложили, чтобы эту задачу выполнили самые искусные математические умы из их группы. Вместе они отобрали шесть женщин — Кэтлин МакНалти, Фрэнсис Билас, Бетти Джин Дженингс, Рут Лихтерман, Элизабет Снайдер и Марлин Вескофф — для становления их от «человеческих компьютеров» до операторов ENIAC.


Элизабет «Бетти» Снайдер работает на ENIAC.

Их первой задачей было познакомиться с новым компьютером, внутри и снаружи. Они изучили чертежи машины, чтобы понять ее схему, логику и физическую структуру. Команда из шести операторов отвечала за настройку и подключение машины для выполнения конкретных вычислений, обработку перфокарт и отладку самого вычислителя. Зачастую это требовало ползания внутри машины, чтобы заменить неисправную вакуумную трубку или заклинившее реле.

ENIAC не был закончен вовремя, чтобы вычислять траектории бомб во время войны. Однако, очевидно, что такая великолепная машина не будет долго простаивать, и уже в ноябре 1946 года вычислитель был «завербован» Джоном фон Нейманом для проведения расчетов ядерного синтеза. Это потребовало использования более 1 миллиона перфокарт. Физики из Лос-Аламоса полностью полагались на навыки программирования операторов — лишь они одни знали, как справляться с таким количеством операций.

Тем не менее, вклад женщин-программистов не получил ни признания, ни одобрения. Отчасти это было связано с тем, что программирование машин все еще было тесно связано с человеческими вычислениями, и поэтому считалось одним из видов «непрофессиональной» женской работы. Ведущие инженеры и физики были сосредоточены на проектировании и создании аппаратного обеспечения, которое они считали более важным для будущего вычислительной техники.

По этой причине, когда ENIAC был наконец представлен прессе в 1946 году, шесть женщин-операторов были скрыты от глаз публики. Это был рассвет холодной войны, и американские военные стремились продемонстрировать свое технологическое превосходство. Представляя ENIAC как автономную интеллектуальную машину, инженеры специально делали акцент на технологическом превосходстве компьютеров перед человеком.

Такая тактика связи с общественностью сработала, и она повлияла на освещение компьютерной тематики в СМИ в последующие десятилетия. В новостях о ENIAC, которые распространились по всему земному шару, машина заняла центральное место: ее называли «электронным мозгом», «волшебником» и «мозгом робота, созданным человеком».

Мало кто упомянул о тяжелой кропотливой работе шести женщин-операторов, которые ползали между проводами и вакуумными трубкам машины, чтобы дать возможность так называемому машинному интеллекту действовать во благо человечеству.
23

Будь в курсе последних новостей из мира гаджетов и технологий

Мы в соцсетях

Комментарии

kardigan
+3574
Статья потрясающая! Спасибо за столь интересную инфорацию Егор!
2 июня 2019 в 13:30
#
+66
Очень интересно! Спасибо за труд !
2 июня 2019 в 13:59
#
Вася Вотафаков
+5758
Мне кажется, что в таком компе ещё можно было увидеть не вооруженным взглядом, как биты информации идут по проводам вразвалочку ;) Эх. Было время ;) Егор, спасибо за статью ;)
2 июня 2019 в 15:06
#
Вася Вотафаков
+5758
Интересно: какую площадь бы занимал ENIAK сопоставимый в производительности, допустим с каким нить i7 восьмого поколения ;) ну и сколько бы потребовалось для его обслуживания человеко-женщин ;) весил бы наверное не хило ;) да там одних перфокарт было б тонн на 100 наверное ;)
2 июня 2019 в 15:15
#
Егор Морозов
+1764
Ну можно прикинуть. ENIAC имел производительность в 500 флопс, i7-8700K около 800 Гфлопс с одинарной точностью. То есть нужно 1.6 миллиарда ENIACов, чтобы получить такую же производительность. Весили они бы порядка 50 миллиардов тонн — где-то вдвое больше, чем астероид, который убил динозавров. По площади они бы занимали около 224000 км квадратных — почти как площадь Великобритании.
2 июня 2019 в 15:30
#
Вася Вотафаков
+5758
Егор, мне кажется я нашёл уязвимость в наших расчетах. Вы забыли про женщин ;) 1,6 млрд *6 ;) это 9,6 млрд. Плюс по профессору. Ещё плюс 1,6 ярд. У нас бы тупо не хватило населения ;) Epic fail ;) И немного забыли об энергопотреблении всей системы ;) интересно. Сколько её нужно, что бы все это запитать. Хотяб в количестве атомных станций.
2 июня 2019 в 15:40
#
Егор Морозов
+1764
Один ENIAC потреблял 174 кВт, значит 1.6 млрд штук требуют 278 ТВт — это почти в полтора раза больше, чем выработка всех АЭС в России за год.
2 июня 2019 в 19:26
#
Вася Вотафаков
+5758
Ахухуху... нет слов ;) спасибо Егор ;)впечатляющая цифра. И спустя 70 лет такой безумный прогресс ;) всего то 60-90 ватт потребления одним i7.
2 июня 2019 в 19:31
#
Егор Морозов
+1764
Да, только тут сравнивать не очень корректно, так как ENIAC — ламповый, а i7 — транзисторный. Поэтому если брать первый транзисторный суперкомпьютер, CDC 6600 (1964 год), то он быстрее ENIAC в 2000 раз (1 Мфлопс) и «всего» в 800 000 раз медленнее i7.
2 июня 2019 в 19:40
#