کامپیوتر ASCC ، اولین کامپیوتر الکترومکانیکی: ورود برق به صنعت کامپیوتر

Harvard Mark I یا ASCC ساخت شرکت IBM اولین کامپیوتر همه منظوره الکترومکانیکی بود که توسط پرسنل دانشگاه هاروارد طراحی و توسط IBM ساخته شد. کامپیوتر ASCC در سال 1944 برای اهداف نظامی ساخته شد و در اواخر جنگ جهانی دوم مورد استفاده ارتش آمریکا قرار گرفت.
Harvard Mark I در پروژه ساخت بمب اتم توسط ارتش  آمریکا مورد استفاده قرار گرفت. از کاربردهای دیگر این کامپیوتر جدول‌بندی و به دست آوردن ضرایبی بود که چارلز بابیج با ساخت ماشین تحلیلی در پی محاسبه آن ها بود. ASCC اولین کامپیوتری بود که از انرژی برق برای تأمین نیروی خود سود می‌برد اما مانند کامپیوترهای مکانیکی، محاسبات خود را به صورت مکانیکی انجام می‌داد.

 

 

تاریخچه کامپیوتر ASCC:

پیشنهاد ساخت این دستگاه توسط هاوارد ایکِن (Howard Aiken) در سال 1937 به شرکت IBM ارائه شد. پس از تحقیقاتی در مورد امکان‌سنجی ساخت آن توسط مهندسان IBM، رئیس وقت این شرکت یعنی توماس واتسون، با تأمین مالی و حمایت از این پروژه موافقت کرد.

 

 

در پروپوزالی که آیکن به IBM ارائه داده بود چنین نوشته شده بود:

ماشینی که ساخته خواهد شد اهداف ماشین تحلیلی چارلز بابیج را به طور کامل به نتیجه می‌رساند و ویژگی های جدیدی به آن اضافه خواهد کرد.

این کامپیوتر در سال 1944 توسط IBM ساخته شد و در فوریه همان سال به دانشگاه هاروارد تحویل داده‌شد. سپس ارتش آمریکا (به خصوص نیروی دریایی) شروع به استفاده از آن کرد.

طراحی و ساخت Harvard Mark I:

ASCC از قطعات مختلفی مانند کلیدها، رله ها، شفت ها و کلاچ ها ساخته شده بود. در این کامپیوتر بیش از 765000 قطعه الکترومکانیکی و صدها کیلومتر سیم استفاده شد. ASCC دارای ابعاد 16*2.4*0.61 متری بود. Harvard Mark I حجمی بیش از 23 متر مکعب و وزنی معادل 4.3 تن داشت. نیروی این دستگاه را یک موتور الکتریکی با قدرت 5 اسب بخار تأمین می‌کرد که یک شفت 15 متری را می‌چرخاند. این شفت نقش کلاک اصلی سیستم را ایفا می‌کرد. IBM کامپیوتر ASCC را به صورت زیر توصیف کرده‌است:

ASCC اولین ماشین حساب عملیاتی بود که می‌توانست محاسبات طولانی را به صورت اتوماتیک انجام دهد. پروژه‌ای که توسط دکتر هاوارد ایکن از دانشگاه هاروارد تعریف شد و توسط مهندسان IBM در اندیکات نیویورک ساخته شد. یک فریم فولادی با طول 51 و عرض 8 فوت این ماشین حساب را می‌پوشاند که شامل چرخ دنده های کوچک، شمارنده ها، کلیدها و مدارهای کنترلی بود و تنها چند اینچ ضخامت داشت. ASCC از 800 کیلومتر سیم، 3 میلیون اتصال، 3500 رله، 35000 کنتاکت، 2225 شمارنده، 1464 کلید 10 پل و 72 ماشین جمع‌کننده 23 رقمی ساخته شده بود. این دستگاه بزرگترین ماشین حساب الکترومکانیکی در این صنعت محسوب می‌شد.

 

شیوه عملکرد:

Mark 1 شامل 60 گروه 24 تایی کلید برای ورود دستی داده ها بود و می‌توانست 72 عدد 23 رقمی را در خود ذخیره کند. این ماشین حساب می‌توانست 3 عمل جمع یا تفریق را در 1 ثانیه انجام دهد. عمل ضرب 6 ثانیه، تقسیم 15.3 ثانیه و محاسبه لگاریتم و توابع مثلثاتی بیش از یک دقیقه زمان می‌برد. ASCC دستورالعمل ها را با استفاده از کارت های پانچ کاغذی 24-کاناله دریافت می‌کرد.

این کامپیوتر یک دستورالعمل را اجرا می‌کرد و سپس دستورالعمل بعدی را می‌خواند. یک کاغذ پانچ شامل تعدادی عدد به عنوان ورودی بود که از کارت های دریافت دستورالعمل ها مجزا بودند. دستورالعمل ها نمی‌توانستند از حافظه رجیسترها خوانده شوند؛ جداسازی داده ها و دستورالعمل ها را معماری هاروارد می‌نامند (ایده اولیه توسط چارلز بابیج مطرح شده بود). اولین برنامه نویسان ASCC ریچارد میلتون، رابرت کمپبل و گریس هاپر بودند.

 

 

داستان سرقت علمی هاوارد ایکِن:

پس از ساخت ASCC دکتر هاوارد ایکن یک کنفرانس خبری برگزار کرد و خود را به عنوان مخترع آن معرفی کرد. در این کنفرانس تنها از یکی از مهندسان IBM به نام جیمز بریس نام برده شد. با این که بسیاری از مهندسان IBM مانند کلیر لیک و فرانک همیلتون در توسعه و ساخت این کامپیوتر نقش اساسی داشتند اما ایکن از هیچ کدام از آن ها و شرکتIBM  نام نبرد. رئیس IBM، یعنی توماس واتسون بسیار از این کار ایکن عصبانی شده بود و در مراسم معرفی ASCC نیز با اکراه شرکت کرد. با این که ایده اولیه ساخت این دستگاه را ایکن مطرح کرده بود اما با نام نبردن از سازندگان آن به نوعی یک سرقت علمی انجام داد. ایکن پس از ASCC به ساخت مدل های پبشرفته تر آن ادامه داد و در نهایت ASCC به صورت عمومی با عنوان هاروراد مارک 1 شناخته شد. IBM به صورت جداگانه بر روی کامپیوترهای SSEC خود کار کرد.

سرانجام ASCC چه شد؟

پس از ASCC کامپیوترهای Harvard Mark 3 ،Harvard Mark 2 و Harvard Mark 4 توسط هاوارد ایکن ساخته شدند. Mark 2 بهبودهایی را نسبت به Mark 1 تجربه کرد اما همچنان از رله های الکترومغناطیسی استفاده می‌کرد. Mark 3 بیشتر از قطعات الکترونیکی مانند لامپ خلأ و دیود کریستالی ساخته شد اما همچنان ساختاری مکانیکی داشت. از ساختارهای مکانیکی که همچنان در این کامپیوتر باقی ماندند می‌توان به حافظه های مکانیکی اشاره کرد که همان استوانه‌های چرخان مغناطیسی بودند. Mark 4 کاملاً الکترونیکی بود و از حافظه های الکترونیکی به نام حافظه با هسته مغناطیسی استفاده می‌کرد.

قطعات کامپیوتر هاروارد مارک 1 در سال 1959 توسط مهندسان از هم جدا شدند، اما قسمتی از آن ها در مرکز علوم هاروارد به عنوان بخش از کلکسیون دستگاه های علمی تاریخی هاروارد نگه داری می‌شوند. سایر قسمت های دستگاه اصلی به IBM منتقل شدند و در موزه های اسمیتسونیان Smithsonian نگه داری می‌شوند.

شاید فکر کنید که تنها نوآوری ASCC استفاده از نیروی برق به جای نیروی مکانیکی بود؛ اما این کامپیوتر نوآوری‌های جدید زیادی داشت و کمک بزرگی به ساخت کامپیوترهای آینده کرد. تقریباً در تمام مقاله ها و کتاب های مربوط به تاریخچه کامپیوتر از این دستگاه به عنوان یکی از مراحل رسیدن به کامپیوترهای مدرن امروزی یاد می‌شود. اگرچه ایده ساخت این کامپیوتر را هاوارد ایکن و دانشگاه هاروارد مطرح کردند اما باید سازنده این کامپیوتر را شرکت بزرگ و نوآور IBM دانست.