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1937 年今日:Howard Aiken 致函 IBM,催生「巨腦」Harvard Mark I

一部長 51 呎、重近 5 噸的「巨腦」,一秒只做三次加法,卻幫曼哈頓計劃計算原子彈。 1937 年今日,哈佛大學的 Howard Aiken 寫信給 IBM 的 J.W. Bryce,商討建造自動計算機器。IBM 最終不收分文,為哈佛建成 Harvard Mark I,用了 765,000 個零件及約 500 哩電線,1944 年交付哈佛。 它一次乘法要 6 秒。1944 年 3 月,參與曼哈頓計劃的 John von Neumann 用它判斷以內爆方式引爆原子彈是否可行。

1937 年 11 月 3 日,一封信開啟 Harvard Mark I

1937 年 11 月 3 日,哈佛大學的 Howard Aiken 寫信給 IBM 的 J.W. Bryce,開始商討用來計算物理問題的自動計算機器。據電腦歷史博物館(Computer History Museum),這封信最終催生了 Harvard Mark I:一部長 51 呎、高 8 呎、重近 5 噸,被稱為「巨腦」(Giant Brain)的機器,是當年最強大的計算機器。

據 Wikipedia,Aiken 在 1935 年攻讀哈佛物理研究生時,已構思建造一部大型計算機器。他在 1937 年初開始找公司設計及建造,被拒絕兩次後,有人給他看一套 Charles Babbage 兒子 70 年前送給哈佛的示範裝置,他於是研究 Babbage 的「分析機」,並把相關內容寫進建議書。

一份 23 頁的建議書

據 IEEE 電腦學會(IEEE Computer Society)的電腦先驅傳記,Aiken 在 1937 年寫的建議書長 23 頁,雙行打字。他指出,科學用的計算機器與 IBM 會計用的打孔卡機器有四點不同:要處理負數;要提供三角函數等各種特殊函數;程序一旦設定,就要全自動運行;以及要可以逐行計算,因為解微分方程時,每一個數值往往取決於前一個數值。

IBM 工程師把 Aiken 的構想變成可以建造的機電設計。1939 年 3 月 31 日雙方簽訂最終協議,IBM 同意為哈佛建造一部自動計算設備,而且不收取任何費用。據 Wikipedia,IBM 主席 Thomas Watson Sr. 在 1939 年 2 月親自批准項目及撥款。

765,000 個零件,一秒做三次加法

據 Wikipedia,這部機器在 IBM 的 Endicott 廠房建成,官方名稱為 IBM Automatic Sequence Controlled Calculator(ASCC),1944 年 2 月運到哈佛,同年 8 月 7 日正式交給大學。機器由開關、繼電器、轉軸及離合器組成,用了 765,000 個機電零件及約 500 哩電線,靠一條 50 呎長的驅動軸帶動。

它每秒可做三次加減,一次乘法要 6 秒,除法要 15.3 秒,計算對數或三角函數要超過一分鐘。指令讀自打孔紙帶;要重複執行一段程式,就把紙帶的尾端接回開頭,真的做成一個「循環」。

1944 年 3 月 29 日,參與曼哈頓計劃的 John von Neumann 在 Mark I 上執行首批程式之一,用來判斷以內爆方式引爆原子彈是否可行。

由「巨腦」到博物館

IEEE 電腦學會指,Aiken 一生主導建造四部大型計算機器,但「電腦」一詞從未用在他的機器上。傳記又指,Aiken 與 IBM 工程師在學識背景上差距極大,雙方都認為自己才是這部機器的主要發明者,後來爭功在所難免。

據 Wikipedia,Mark I 在 1959 年拆卸,部分送交 IBM,部分送到史密森學會(Smithsonian Institution),部分留在哈佛;哈佛那部分在 2021 年移到位於 Allston 的新科學及工程大樓大堂展出。

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