UNIVAC I

UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) — первый в мире серийный коммерческий компьютер, предназначенный для обработки деловой и статистической информации. Разработан в США компанией Eckert–Mauchly Computer Corporation (EMCC) под руководством Джона Преспера Эккерта и Джона Уильяма Мочли. Первый экземпляр был передан заказчику — Бюро переписи населения США — в 1951 году. UNIVAC I стал первым компьютером, использовавшимся не для военных или научных целей, а для массовой обработки данных в гражданском секторе.

История создания

Предпосылки

В конце 1940-х годов компьютеры существовали в единичных экземплярах (ENIAC, EDVAC, IAS-машина) и использовались исключительно в военных и научных лабораториях. Джон Эккерт и Джон Мочли, создавшие ENIAC (1946), осознали потенциал вычислительной техники для коммерческих применений — обработки переписей, бухгалтерского учёта, страховых расчётов. В 1946 году они основали собственную компанию EMCC, которая в 1947 году получила контракт от Национального бюро стандартов США на разработку универсального компьютера.

Разработка и первый контракт

Проект получил название UNIVAC. В 1948 году EMCC подписала контракт с Бюро переписи населения США на поставку компьютера для обработки данных переписи 1950 года. Разработка велась в Филадельфии. Первый экземпляр (серийный номер 1) был завершён в марте 1951 года, но из-за задержек в строительстве здания для него в Вашингтоне, установка состоялась только в декабре 1951 года. Официальная передача машины заказчику произошла 14 июня 1951 года.

Переход к серийному производству

В 1950 году компания EMCC столкнулась с финансовыми трудностями и была продана корпорации Remington Rand (позже — Sperry Rand). Под управлением Remington Rand производство UNIVAC I было налажено. Всего было выпущено 46 машин (по другим данным — 48), последняя из которых была поставлена в 1954 году. Стоимость одной системы составляла от 750 000 до 1 500 000 долларов США (в ценах 1950-х годов).

Технические характеристики

Архитектура

UNIVAC I был построен на вакуумных лампах (около 5200 ламп) и диодах. В отличие от более ранних машин, он использовал десятичную систему счисления (а не двоичную), что упрощало обработку коммерческих данных. Числа представлялись в виде 12-разрядных десятичных слов, включая знак.

Память

Основная память — на линиях задержки (ртутных акустических линиях задержки). Каждая линия задержки представляла собой трубку с ртутью, в которой циркулировал акустический сигнал. Всего было 100 таких линий, каждая хранила 12 десятичных разрядов (одно слово). Объём памяти составлял 1000 слов (12 000 десятичных разрядов). Время доступа к памяти — около 200 микросекунд.

Процессор

Центральный процессор выполнял арифметические операции над десятичными числами. Скорость сложения — около 1000 операций в секунду, умножения — около 100 операций в секунду. Тактовая частота — 2,25 МГц.

Ввод-вывод

UNIVAC I использовал уникальную систему ввода-вывода на магнитной ленте. Для работы с данными применялись накопители UNISERVO — первые в мире коммерческие ленточные накопители. Лента была металлической (сплав никеля и кобальта) шириной 12,7 мм, длиной до 300 метров. Ёмкость одной катушки — около 1,5 МБ в современных единицах. Скорость чтения/записи — 12 800 символов в секунду.

Для ввода данных также использовались перфокарты (через преобразователь карт в ленту) и перфолента. Вывод — на ленту или на печатающее устройство (скорость печати — 600 строк в минуту).

Физические параметры

• Размеры: около 4,5 м в длину, 2,5 м в ширину, 2,5 м в высоту.
• Вес: около 13 тонн.
• Потребляемая мощность: около 125 кВт.
• Система охлаждения — водяное.

Программное обеспечение

UNIVAC I не имел операционной системы в современном понимании. Программирование велось в машинных кодах (двоично-десятичных) с использованием мнемонических обозначений. Позже были разработаны первые ассемблеры и компиляторы, в частности для языка MATH-MATIC (1955) и FLOW-MATIC (1955) — предшественника COBOL.

Программы и данные хранились на магнитных лентах. Для выполнения задачи оператор вручную загружал ленту с программой, затем ленту с данными, запускал процесс и ждал вывода результатов.

Применение

Бюро переписи населения США

Первая машина использовалась для обработки данных переписи населения 1950 года. UNIVAC I обрабатывал демографические данные, включая возраст, пол, род занятий, место жительства. Компьютер позволил сократить время обработки данных с нескольких лет до нескольких месяцев.

Коммерческие заказчики

• General Electric — первый корпоративный заказчик (1954). Компьютер использовался для расчёта заработной платы и учёта.
• US Steel — обработка заказов и складского учёта.
• Metropolitan Life Insurance Company — страховые расчёты.
• Атомная комиссия США — научные расчёты.
• Военно-воздушные силы США — обработка данных.

Прогнозы на выборах

В 1952 году UNIVAC I привлёк внимание общественности, когда на телеканале CBS был использован для прогнозирования результатов президентских выборов. Компьютер, обработав первые данные, предсказал победу Дуайта Эйзенхауэра с большим отрывом, что противоречило ожиданиям аналитиков. Прогноз оказался точным. Это событие стало первым случаем использования компьютера для прямого телевизионного прогнозирования.

Значение и влияние

Коммерциализация вычислительной техники

UNIVAC I доказал, что компьютеры могут быть не только научными инструментами, но и коммерческими продуктами. Он открыл эру компьютерной индустрии, стимулировав создание компаний IBM, Burroughs, NCR и других.

Технические инновации

• Магнитная лента как основное запоминающее устройство.
• Десятичная арифметика для бизнес-приложений.
• Первый серийный компьютер с системой ввода-вывода, ориентированной на массовую обработку данных.

Культурное влияние

UNIVAC I стал символом наступления компьютерной эры в массовом сознании. В 1950-х годах слово «UNIVAC» часто использовалось как синоним слова «компьютер». В 1956 году UNIVAC I был включён в список исторических памятников IEEE.

Критика и недостатки

• Надёжность: вакуумные лампы часто выходили из строя, требуя постоянного обслуживания. Среднее время наработки на отказ составляло около 8 часов.
• Сложность программирования: отсутствие операционной системы и высокоуровневых языков делало разработку программ трудоёмкой.
• Ограниченная память: 1000 слов было недостаточно для сложных задач.
• Высокая стоимость: покупка и эксплуатация были доступны только крупным корпорациям и правительственным учреждениям.

Интересные факты

• Первый UNIVAC I был назван «UNIVAC 1» (с цифрой 1), но позже, когда появились модели UNIVAC II и UNIVAC III, его стали называть UNIVAC I.
• Машина могла работать круглосуточно, но требовала смены ламп каждые несколько дней.
• Для охлаждения использовалась вода, циркулирующая через радиаторы.
• В 1954 году UNIVAC I был использован для расчёта траекторий полёта ракет.
• Один из сохранившихся экземпляров находится в Смитсоновском национальном музее американской истории.

Источники

• Eckert, J. P., Mauchly, J. W. «UNIVAC: The First Commercial Computer». — IEEE Annals of the History of Computing, 1981.
• Stern, N. «From ENIAC to UNIVAC: An Appraisal of the Eckert-Mauchly Computers». — Digital Press, 1981.
• Campbell-Kelly, M., Aspray, W. «Computer: A History of the Information Machine». — Westview Press, 2004.
• Документация Бюро переписи населения США, 1951–1954.
• IEEE Milestone: UNIVAC I, 1951.