IBM Naval Ordnance Research Calculator

Source: http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/norc.html

Faith Lillibridge vid NORC-konsolen: femte våningen, Columbia University Watson Lab, 612 West 115th Street NYC, 1954.

[ Dedikation ] [ Galleri ] [ Referenser ]

IBM:s Naval Ordnance Research Calculator (NORC) var den första superdatorn ( 1 ) och den kraftfullaste datorn på jorden från 1954 till omkring 1963, och förblev i tjänst till 1968. Byggd mellan 1950 och 1954 vid Columbia Universitys Watson Scientific Computing Laboratory 612 West 115th Street plats, NORC:s specifikationer inkluderade [ 4,9 ]:

  • Decimalt heltal och flyttalsnotation och operation.
  • Ordstorlek: 16 decimalsiffror + kontrollsiffra (64 + 2 bitar).
  • 64 instruktioner för tre adresser.
  • Klocka: 1 µsek.
  • 15 000 operationer per sekund med automatisk felkontroll.
  • Två universella register, en miljon siffror per sekund.
  • Tre adress-/indexregister.
  • Tilläggstid: 15 µsek. Multiplicera: 31 µsek. Dela: 227 µsek.
  • Random-access CRT-minne: 3600 ord, 8 µsek åtkomst, tillhandahållet av 264 Williams-typ CRT
  • Magnetband: 8 enheter, 4-spår, 510 char/tum, 71 500 char/sek.
  • Skrivare: 2 enheter, 120 char/rad, 150 rader/minut.
  • Offline-kort/bandkonverterare.
  • Kontrollpanel: Decimalvisning av registerinnehåll, manuella kontroller, statuslampor.
  • Bytbara komponenter ( pluggbara enheter ).
  • Kostnad: cirka 2,5 miljoner dollar (1950-talsdollar).
  • IBM-vinst: $1,00 [ 40 ].

CRT-minnet konverterades till ett 20 000-ords 8-µsekunders ferritkärnminne i ett projekt som avtalades med Daystrom Instrument 1958 för leverans i mitten av 1959 och faktiskt levererat i mars 1960. Enligt dåvarande rapporter har NORC 2000 ord från Williams rörminne, inte 3600, i vilket fall uppgraderingen representerade en tiofaldig ökning av kapaciteten och "minskningen av underhåll och felstopp orsakade av det nya minnet ... gav ungefär en extra timmes användbar tid av varje 24 " [ 115,116 ].

"Tillförlitlighet var ett extremt viktigt mål för NORC-teamet, som började med den initiala designen och konstruktionen av maskinen och fortsatte under hela dess operativa livslängd. NORC:s livslängd (14 år), vittnar om framgången för denna ansträngning" [61 ] . En numera försvunnen NORC-sida vid University of Manchester sa: "Trots [dess] höga grad av komplexitet ägnades 92% av [NORCs] tid åt att köra produktivt med 15 000 operationer per sekund - en tillförlitlighet som många efterföljande maskiner avundas."

"En personal på nästan 60 personer krävdes för att montera [NORC] från delar tillverkade av IBM och av olika små underleverantörer i New York-området, inklusive en i Paterson, NJ, som anställde hemmafruar, deltid, för att göra handledningar" [ 40 ]. Under tiden skulle "Mike the Expediter" (MJ Plum) göra dagliga razzior till Cortland och Canal Streets för delar [ 59 ]. Watson Lab NORC besättningsledning inkluderade [ 9,61 ]:

Ansvarig ingenjör:

Byron Havens

Biträdande projektledare:

WJ Deerhake (CU Adj Asst Prof EE)

Logik och kontrolldesign:

Ken Schreiner

Kretsdesign:

CR-gränser

Mekanisk design:

Robert Schubert

Programmering:

Joachim Jeenel

"Även om NORC var en kostnadsfri, unik maskin och utanför huvudfåran inom datorutveckling, kändes dess inflytande på andra datorer under många år. Medan den var under uppbyggnad byggde ingenjörer 701:an inte bara använde sig av mikrosekundsfördröjningskretsen utan också dragit nytta av Deerhakes arbete med att övervinna svårigheter vid elektrostatisk lagring - vilket 701 också använde." [ 9 ] NORC:en inkluderade också den första input-output-kanalen, som synkroniserade flödet av data in i och ut ur datorn medan beräkningen pågick, vilket avlastade den centrala processorn från den uppgiften, ett koncept som snabbt antogs i branschen.

Här är en annan vy. Detta foto publicerades i IBM Business Machines , 23 december 1954 [ 58 ]; Byron Havens är till höger. Kopian som visas här (som bilden längst upp) är skannad från en original 8x10 glansig från IBM:s presskit, bidragit av Ken Schreiner, chefsingenjör för logik och kontroll på NORC-projektet.

Faith Lillibridge vid NORC-konsolen; Byron Havens till höger, Columbia University, 1954.

Från JAN Lees kolumn i 50-årsjubileumsnumret av IEEE Computer :

Naval Surface Weapons Center i Dahlgren, Virginia, var den primära platsen för amerikanska marinberäkningar, som började med installationen 1948 av Howard Aikens Mark II, följt av Mark III 1951. Centrets nästa maskin, Naval Ordnance Research Calculator (NORC) ), byggdes vid Watson Scientific Computing Laboratory under ledning av Wallace Eckert. Från början hade NORC planerats för leverans till White Oak Naval Facility nära Washington, DC, men marinen omdirigerade den till den erfarna besättningen på Dahlgren. Fysikern Edward Teller hade försökt få den vidarebefordrad till Lawrence Livermore National Laboratory och hävdade att labbets kärnkraftsberäkningar var viktigare än Dahlgrens ballistiska beräkningar. Marinen vann, och NORC invigdes vid Dahlgren den 2 december 1954. John von Neumann,

(Invigningen hölls faktiskt på Watson Lab; NORC flyttades inte till Dahlgren förrän sommaren 1955 [ 4 ].)

NORC DEDIKATION

NORC Dedication, Watson Lab, Columbia University, 2 december 1954. Foto bidragit av Herb Grosch .

Vid NORC-invigningen i Watson Lab, 2 december 1954: IBM-ordförande Thomas J. Watson , konteramiral EA Solomons (Executive Office, Secretary of Navy), Jeannette Watson (Mrs. Watson Senior), Columbia Professor Wallace Eckert , John von Neumann , kapten CK Bergin (direktör, FoU, Bureau of Ordnance, Marinens avdelning), konteramiral CG Warfield (Executive Office, Marinens sekreterare) [ 9,59,61 ] :

Amiral Solomons hade varit kapten på jagaren USS Morris, som var i striderna vid Coral Sea och Midway och blev så småningom förlamad av en Kamikaze-attack utanför Okinawa. Inte visad, men också närvarande: blivande IBM-ordförande Thomas J. Watson Junior, viceamiral LT Du Bose (som hade befäl över den tunga kryssaren USS Portland i slaget vid Midway), Columbia-president Grayson Kirk, några andra universitetspresidenter , Columbias Ben Wood och Hilleth Thomas , många IBM-tjänstemän, Watson Labs NORC-ingenjörer, 200 andra "vetenskapliga, affärs- och militära ledare." NORC själv, som beräknade π till 3000 siffror för tillfället [ 9,58 ], är i bakgrunden.

NORC var en maskin med tre adresser ("multiplicera A gånger B och lagra resultatet i C"). Den programmerades direkt i maskinspråk; montörer kom senare. Ken King (då Watson Fellow, dvs. Columbia doktorand vid Watson Lab) programmerade demot och korrigerar rekordet enligt följande: "Jag beräknade π och e (basen för de naturliga logaritmerna) till 1 000 000 platser vid dedikationen av Norc pga. John von Neumann ville bekräfta att siffrorna var slumpmässiga." [ 65 ]

Ken Schreiner [ 61 ] påminner om: "De stora hedrade gästerna anlände på morgonen, och det var då bilderna på "VIPs" togs inom ramen för NORC-installationen. Andra (återstoden av de 200 personerna) kom först till lunchen på Men's Faculty Club [på West 117th Street, på andra sidan campus]... John von Neumann var föredragshållaren. Under timmarna efter lunchen filtrerade gästerna in och ut ur NORC-rummet och tittade på maskinen, ta emot demonstrationer och få svar på frågor. Eftersom det hela sträcktes ut i tiden tror jag inte att det var några trafikstockningar." (1954 hade Columbia separata fakultetsklubbar för män och kvinnor; nu finns det bara en fakultetsklubb.)

Wallace Eckert , Frank Diehl Fackenthal , Robert J. Oppenheimer , Thomas J. Watson, Sr. , Columbias vicepresident George Pegram (signerar gästboken), John von Neumann och II Rabi vid NORC-mottagningen på Men's Faculty Club, 2 december , 1954. Foto med tillstånd från Herb Grosch (klicka för bild i full storlek med högre upplösning).

Ken King påminner om [ 65 ] att under de sex månaderna mellan NORC:s färdigställande och dess leverans till marinen, "beräknade Dan Tycho och jag, som avhandlingsstudenter vid LH Thomas, heliumatomens vågfunktioner på Norc (Dan Tychos Ph.D. avhandling). Detta gjordes under rubriken att testa maskinen." Naturligtvis hade professor Eckert också tillgång till maskinen och använde den för att arbeta med problemet med månens position genom att beräkna efemeriderna direkt från Browns ekvationer. Uppgiften var enorm och involverade cirka 1 650 trigonometriska termer, många av dem med variabla koefficienter, men resultatens noggrannhet var så god att han 1965 korrekt kunde visa att det fanns en massakoncentration nära månens yta (källa:

1958, sade Eckert om NORC, "En beräkning som involverar en miljard aritmetiska operationer på stora tal kan slutföras på Norc på ungefär en dag, men kraftfullare miniräknare planeras för att möta de ständigt ökande kraven från vetenskap och teknik där lösning av ett stort problem genererar ännu större problem." [ 81 ].

NORC FOTOGALLERI

Sex foton från IBMs NORC-presskit från december 1954, plus tidningsklipp och ett program, bidragit av Ken Schreiner, plus flera andra bilder. Enligt Prof. Eckert, "togs de flesta av fotografierna av Mr. AW Hummers" [ 64 ]. Det är värt att notera IBM:s användning av ordet "dator" i sina bildtexter; detta kan vara första gången IBM använde denna term (snarare än "automatisk miniräknare" eller "databehandlingsmaskin") för att beteckna en datorenhet med lagrat program. Klicka på en bild för att förstora. Bilder i full storlek upptar 100 % av din webbläsares bredd, så om du maximerar ditt webbläsarfönster får du en helskärmsbild.

Foto

IBM Caption

Naval Ordnance Research Calculator, byggd av International Business Machines Corporation för den amerikanska flottan, är den kraftfullaste datorn som finns. Detta foto visar NORC:s logiska och aritmetiska enhet (höger), konsol (mitten), magnetbandsenheter (vänster, bak), indikatorpanel (bak) och skrivare (vänster, förgrund).

NORC ... den mest kraftfulla storskaliga elektroniska datorn som någonsin tillverkats. Den byggdes vid Watson Scientific Computing Laboratory, som drivs av Columbia University. På det här fotot visas konsolen (mitten), logisk och aritmetisk enhet (bak), indikatorpanel (vänster, bak), skrivare och tejpenheter (extremt till vänster och höger).

Denna vy ... visar i förgrunden en av de två skrivarna som används i installationen. Var och en kan skriva ut med en hastighet av 18 000 tecken per minut. Skrivarna, som registrerar data utan att avbryta beräkningen, ger operatören och matematikern en fullständig bild av problemets framsteg och ger en permanent utskriven resultatrapport för senare studier. ... En enda operatör ... kan starta och stoppa maskinen och modifiera instruktionsprogrammet under beräkningar.

Här visas kontrollkonsolen för NORC. Omkopplare kan användas för att starta och stoppa maskinen och för att modifiera det skrivna programmet. Vid normal drift fortsätter dock räknaren automatiskt enligt instruktioner, inspelade på magnetband, utan kontroll av e-operatören. Valfri siffra eller instruktion i räknaren kan visas på katodstrålerörens ytor till vänster. Utvalda delar av programmet kan också granskas i slow motion genom denna display.

Den helt elektroniska logiska och aritmetiska delen av NORC består av vakuumrör, motstånd, kondensorer och kristalllikriktare arrangerade i kretsar. Dessa kretsar utför aritmetiska och andra logiska operationer och styr alla delar av maskinen. Ansvarig för NORC:s enorma hastighet, denna krets är kulmen på fortsatt arbete av forskare och ingenjörer med att utnyttja elektronens hastighet till datoranvändning.

Driftinstruktioner och programdata läses in i NORC från de ultrahöga magnetbandenheterna som visas här. Mer än fem gånger snabbare än de snabbaste magnetbandsenheterna som för närvarande används , kan var och en av åtta av dessa enheter läsa och skriva mer än 70 000 siffror per sekund, en hastighet motsvarande 14 000 maskinskrivare. Utöver att de används för inmatning och utdata lagrar banden även mellanresultat under beräkningar.

Andra bilder

Beskrivning

NORC planlösning, rum 501 Watson Laboratory, Columbia University, 612 West 115th Street , New York City [ 64 ].

NORC:s minnesbank, som ligger bakom den aritmetiska och logiska enheten och därför utom synhåll. 3600 66-bitars minnesord i 264 katodstrålerör. Varje ord representerar 16 decimalsiffror och inkluderar två kontrollbitar. Varje rör har 900 bitars platser; fyra uppsättningar med 66 rör används i hela 3600-ordsminnet. Fyra rör är förpackade tillsammans i en modulär metalllåda. Foto och information från [ 64 ].

NORC:s Tape-to-Card och Card-to-Tape-maskiner. NORC hade ingen egen kortläsare eller punch; dess enda inmatningsenhet var tejp, och utdata var bara till band och skrivare. "Människan gillar inte att läsa kodade osynliga fläckar, packade 500 till tum, på ett band som är en kvarts mil långt." CTC-maskinen (Card-Tape-Card) konverterar från kort till tejp och vice versa, vilket gör att NORC kan samverka med nyckelstämplar, sorterare, sorterare och så vidare. Foto och information från [ 64 ].

Närbild av NORC:s aritmetisk-logiska enhet, från referens 2 nedan.

New York Herald Tribune foto och artiklar, 1-3 december 1954.

NORC Dedication Program, 2 december 1954.

1954 IBM-nyhetsfilm om NORC i aktion på Watson Lab (offsite).

NORC vid US Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia, omkring 1957, från referens 5 nedan. Konsoloperatör okänd; mitten: Mary Louise McKee, till höger: Dave Eliezer (ställföreträdande filialchef, programmeringsgren). Ms. McKee var en av de första NORC-programmerarna; hon berättar när hon skrev en rutin för att rita en hälsning på ryska på CRT, bara för att låta den sovjetiska militärbesökaren försöka rätta till stavningen genom att ta ett suddgummi till röret. KLICKA HÄR för en annan version av samma foto från en broschyr, "Careers in Mathematics", Department of Mathematics, Louisiana State University.

En version med högre upplösning av föregående foto, med etiketter och en förklaring.

En tecknad Happy Birthday från NORC-butiken i Dahlgren, av Jack S. Darling.

IBM NORC NWL Digital Logic Unit, från dödsboet efter US Navy Commander Glen Allen Snell.

Närbild av ett av rören från den digitala logikenheten. ID-skylten identifierar marinkontraktet under vilket NORC byggdes som NORD 11866, och identifierar enheten som 53A.

En annan NORC Digital Logic Unit, denna typ 46A, presenterades för Emma Payne McCall från Dahlgren någon gång under hennes tjänstgöring där, som sträckte sig över 1950-talet till 1970-talet, inlämnat av hennes barnbarn, Gerhard S. Schoenthal, med en biografisk skiss över hans mormor av sin mor Rosemary: ”Emma Payne McCall, min mamma, arbetade på US Naval Weapons Laboratory i början av 1950-talet. Det var väldigt få kvinnor i andra befattningar än präster vid den tiden...”

Anmärkningar:

  1. Den första superdatorn i den meningen att den var den första vars deklarerade syfte var att överträffa alla andra datorer och att det fanns ett betydande antal andra datorer att överträffa (så man skulle inte kalla ENIAC eller ASCCen superdator); med Eckerts ord, "Syftet har varit att i denna "ensamma" räknare införliva de mest avancerade utvecklingarna för att producera en miniräknare speciellt lämpad för att lösa de stora komplexa problemen. För detta ändamål har ingen ansträngning sparats för att säkerställa extremt hög hastighet, stor tillförlitlighet och enkel drift". Von Neumann kallade den "den mest avancerade maskinen som är möjlig i den nuvarande teknikens ståndpunkt." Det överträffades inte förrän Seymour Crays CDC 6600 dök upp 1964, som också ibland nämns som den "första superdatorn", men 10 år efter NORC. Det är dock sant att termen "superdator" inte myntades förrän några år efter NORC, troligen för Ferranti Atlas eller CDC 6600. Ändå,]). En annan [ 40 ] kallar SSEC (även designad vid Watson Lab) den första superdatorn.

Enligt IBMs historiska arkiv , "förlängdes NORC:s berömmelse bokstavligen från denna värld när astronomen Dr. Paul Herget, chef för Cincinnati Observatory, arrangerade att namnge en asteroid som upptäcktes 1953 för datorn. (Asteroiden Norc kretsar runt solen en gång vart 5,6:e år i en omloppsbana mellan Mars och Jupiter.) Under Dr Hergets ledning, och sponsring av Office of Naval Research och National Science Foundation, användes den jordbundna NORC för att beräkna himlakroppars banor, inklusive jordens mest exakta omloppsbana för perioden 1920-2000. När Dr. Herget diskuterade en av NORC:s prestationer i maj 1956, sa Dr. Herget: 'Vi använde nio timmars körtid och genomförde fler beräkningar än någonsin tidigare gjorts på en gång i astronomins historia.'