Vernetzte Lochkartengeräte

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

Foto: [ 9 ]. IBM 285 Tabulator, 016 Locher, Schaltkasten, 601 Multiplikationslocher.

Professor Wallace Eckerts Lochkartenmaschinen-Aufbau für die Integration von Differentialgleichungen – die ersten automatisierten wissenschaftlichen Berechnungen , Rutherford Observatory, Pupin Hall , Columbia University, 1934. Von links nach rechts: ein IBM Type 285 Tabulator , ein IBM Duplicating Punch , der Berechnungssteuerschalter und der IBM Type 601 Multiplying Punch . Der Steuerschalter war Eckerts Innovation, die nach seinen Vorgaben von Stephen „Red“ Dunwell von IBM [ 59 ] (der später das STRETCH- Projekt von IBM leitete [ 57 ] ) gebaut wurde ]) bei Endicott NY. „Alle Umschaltungen der Maschinen zum Wechsel von einer Operation zur anderen erfolgen automatisch über den Berechnungssteuerschalter. Somit sind die Maschinen immer bereit, die nächste Berechnung durchzuführen, wenn die letzte abgeschlossen ist. ... Es enthält eine Reihe von elektrische Kontakte, die jeweils von einer rotierenden Nocke betätigt werden. Die Nocke ist eine kreisförmige Faserscheibe, die an verschiedenen Stellen am Umfang eingekerbt ist. Eine Reihe von etwa zwanzig dieser Scheiben ist an einer gemeinsamen Welle befestigt und bildet eine Art Klavier rollen.

Rotierende Nocken im Schaltkasten; Foto: [ 103 ].

Wenn diese Rolle von einer Position zur nächsten gedreht wird, öffnen und schließen sich die verschiedenen Kontakte entsprechend den Kerben in den Scheiben. Die Schaltkreise der Kontakte dienen zur Betätigung der verschiedenen Steuerschalter am Tabulator und Multiplizierer sowie einer Reihe von Mehrkontaktrelais, die die Verkabelung der Steckbretter effektiv ändern . Jeder Integrationsschritt besteht aus einer bestimmten Anzahl unterschiedlicher Maschinenoperationen, die immer in der gleichen Reihenfolge erfolgen. Um die Maschinen für jeden Vorgang bereit zu haben, ist es daher lediglich erforderlich, die Walze von einer Position zur nächsten zu drehen, wobei eine vollständige Umdrehung einem vollständigen Integrationsschritt entspricht. Eine Rolle dient für alle Gleichungen einer bestimmten Form, und eine neue könnte in wenigen Stunden erstellt werden“ [ 50 ].

Dr. Eckert sagte 1964 in einem Interview [ 51 ]: „Es war eine revolutionäre Sache, denn bis dahin war allgemeines wissenschaftliches Rechnen immer mit Handarbeit verbunden. Die Zahlen mussten kopiert werden. Das Rechnen musste bestenfalls mit einem Schreibtisch erledigt werden.“ Mit dem Taschenrechner oder mit Logarithmen konnte man hier zum ersten Mal allgemeine Dinge wie die Lösung einer Differentialgleichung völlig automatisch erledigen und musste nie eine Zahl lesen oder schreiben.

LJ Comrie führte einige Jahre zuvor (ab 1928) im HM Nautical Almanac Office in Greenwhich, England, wissenschaftliche Berechnungen mit Lochkartengeräten durch. Comries Methode war eine große Verbesserung sowohl in der Geschwindigkeit als auch in der Genauigkeit gegenüber dem Kopieren von Hand. Comries Berechnungen wurden Schritt für Schritt durchgeführt. Manuelle Eingriffe waren erforderlich, um auf Karten gestanzte Zwischenergebnisse an nachfolgende Lesestationen zu übertragen und/oder die Bedienfelder zwischen den Schritten auszutauschen oder neu zu verkabeln. Eckerts Methode war die erste, die es ermöglichte, eine komplexe Reihe von Berechnungen so zu „programmieren“, dass sie vollständig ablief, eine Idee, die Charles Babbage erstmals 100 Jahre zuvor ins Auge gefasst hatte.

Tatsächlich waren Eckerts Berechnungen von 1934 nicht völlig automatisch; Wie auf den Seiten 108–111 von [ 50 ] beschrieben, war ein geringfügiger Bedienereingriff erforderlich , der hauptsächlich auf Einschränkungen des ursprünglichen Schaltkastens und der ursprünglichen Maschinen zurückzuführen war. Die Prinzipien der automatischen Sequenzierung waren jedoch etabliert und wurden in den Aberdeen-Maschinen (1944), SSEC (1946), Card Programmed Calculator (1948) und NORC (1954) übernommen und vollständig verwirklicht . (Und natürlich auch, unabhängig davon, in ASCC (Harvard Mark 1), ENIAC et al., aber diese wurden mit vollem Wissen über Eckerts Pionierarbeit durchgeführt.) Wie Pugh sagt [ 40]: „Dieser Taschenrechner mit Nockensequenz war ein bahnbrechender früher Schritt hin zu digitalen Computern mit gespeicherten Programmen.“

Herb Grosch verdeutlicht den manuellen Eingriff: Eckert „benutzte den ... 601 als Tischrechner und ließ eine [Zeitschritt-]Karte – oder in manchen Phasen drei: jeweils eine für x, y, z – durch einen Zyklus von Plugboards, bei denen es sich eigentlich um ein einzelnes Bedienfeld handelte, dessen Verkabelung vom Hauptleistungsschalter in seinem speziell angefertigten „Schalter“ geändert wurde. Jeder Schritt am Schalter änderte die 601-Operation, normalerweise durch Auswahl des Felds als Eingabe habe gerade als Ausgabe im vorherigen Schritt gestanzt. Eckert hat dann die Karte erneut zugeführt (er erzählte mir, er habe auf einem strategisch platzierten Hocker gesessen und seine Reichweite mit einer Wäscheklammer an einer kurzen Stange erweitert!). Dann radelte er zum nächsten Schalter Position, erneutes Füttern der armen missbrauchten Karte und so weiter.