Tietotekniikan kaupallistuminen 1945-1956 (USA) Tommi Kärkkäinen (Ceruzzi ss. 13-46)
UNIVAC ~ kaupallinen tietokone The Eckert-Mauchly Computer Corporation/Remington Rand: UNIVAC Tietokoneen muutos kalliista, tutkimuskäyttöön tarkoitetusta laskentakoneesta (sarja)valmistettavaksi ja myytäväksi tuotteeksi Universal (~kaikentyyppiset ongelmat ratkaistaan) Automatic (~no automaattisesti) Computer (~laskentakoneen avulla) Taustalla toisen maailmansodan aikainen ENIAC (Moore School of Electrical Engineering at UPennsylvania) Toiminta (käskyt, dataflow) jäljitteli ihmisen toimintaa apuvälineiden kanssa Mullisti reikäkortteihin perustuvan tiedonkäsittelyn mm. toteuttamalla useamman operaation kerralla (siihen asti kaikki laskennan välivaiheet talletettiin korteille eli ulkoiseen muistiin; esim. W. Eckert: Punched Card Methods in Scientific Computation) Reikökortin kuva: Ceruzzi, sivu 17 Reikäkorttipinot erikseen kertomista, järjestämistä ja yhteenvetoa varten UNIVACissa jopa 48:n käskyn (itsenäinen) jono, sekä (alkeellinen) alikäskysekvenssituki Data ja sitä prosessoivat käskyt yhdessä keskusmuistiin: stored program computer (ohjelmoida vs. asetella reikäkorttipinoja ja kaapeleita paikoilleen) Tuhansia tyhjiö-/elektroniputkia (engl. vacuum tube) + nauhatallennus Potentiaalisten asiakkaiden kontaktointi useilla toimialoilla (IT kaikkialla) Ensimmäisen myydyn koneen luovutus (valtionhallinto) 31.3.1951 (lista C s. 28) Lukemia: 4 ALUa, 44 bitin sana, sanan sisältönä joko 11-desimaalinen luku (+ merkkibitti) tai kaksi käskyä, kellotaajuus 2.25 MHz, n. 465 kertolaskua sekunnissa, 1000 sanan keskusmuisti, miljoonan merkin magneettinauha, keskusyksikössä yli 5000 putkea, Luotettava (keskusyksikkö 81%:sti käytössä)
UNIVACin (asiakas)käytöstä Kaupallis-hallinnollista tiedon käsittelyä (information processing system) Peruskäyttönä laskenta-apulaisten ym. toimistohenkilökunnan toiminnan korvaaminen (automatisointi) Automatiikka käytännössä: luetaan nauhalta (oikea tietue), prosessoidaan, kirjoitetaan tulos nauhalle (nauhakone l. tape machine) 11 miljoonan reikäkortin väestörekisterin siirto magneettinauhoille Militaarilogistiikkaa (SCOOP l. Scientific Computation of Optimum Problems) Tulostusnopeus pullonkaulana vuoteen 1954 asti (High speed printer: 130:n merkin rivi kerralla) Budjetoinnin tukea 1952 presidentinvaalien tulosten ennakointi Palkanlaskentaa, tilausten ja laskujen käsittelyä (huom: varmistukset siitä että hommat tulevat varmasti tehtyä - oikein) John Diebold (Ford): the push-button age is already obsolete; the buttons now push themselves. (vrt. robotiikka) GE: electronic brains (vrt. laskennallinen älykkyys): valtakunnalliset myyntiennusteet, tuotantoprosessien optimointi (tehostaminen),
IBM ja muut toimijat IBM aluksi reikäkorttitoimija mutta siirtyi myös nauhakoneisiin: 701, stored program computer Koko sanan nouto keskusmuistiin kerralla eikä bitti kerrallaan (delay line) kuten UNIVACissa electronic data processing machine Muistin mean time to failure 20 minuuttia (varmistusten aiheuttama swäppäys) Keskusyksikön nopeus n. 2000 kertolaskua/sek (nopeampi kuin UNIVAC) Hitaampi (ja epävarmempi) kuin UNIVAC I/O-toiminnoissa Erityisesti puolustusministeriön käytössä, vuokrattuna (vrt. ASP/houstaus ja pilvipalvelut) Ilma-alusten lentoratalaskentaa, asesuunnittelua, kryptoanalyysia (salaussovelluksia) ym. prosessointia vaativaa tekemistä Engineering Research Associates, ERA (perustettu 1946; Remington Rand 1952) Taustalla USAn laivaston koodinmurskausryhmä 1951 palkkalistoille Seymour R. Cray (huomioi Agoran aulan istuttava kone) Malli 1101 (13) tieteellisille ja insinööriorientoituneille asiakkaille Magneettinauhoihin perustuva massamuisti 1953 (tyhjiöputkien asemesta) 36-bittinen sananpituus ja koko sanan prosessointi yhtä aikaa; Keskusmuisti 1024 sanaa Keskusyksikön käskyjoukkoon keskeytys (interrupt) toiminto Massamuisti magneettirumputekniikalla (luotettava, edullinen; mutta hidas) Kone (CRC 102D) jonka rakenteen suunnittelu perustui boolen algebran avulla kuvattuihin tiloihin Kirjoituskone-tyyppiset (elektroniset) I/O-laitteet (Flexowriter) LGP-30: edullinen, rajoitetun käskykannan (16 käskyä) kone ennakoi minikoneita Bendix G-15 Alan Touringin ajatusten pohjalta rakennettu kone (kontrolli vaihtuu tilanteen mukaan) Jokaiseen suoritettavaan käskyyn liittyy osoite seuraavaan käskyyn (käskyjonojen ei tarvitse olla peräkkäin keskusmuistissa) vaatimukset muistin läpikäynnille ja I/O:lle
John von Neumann ja EDVAC EDVAC (~ yleisen tietokoneen spesifikaatio) myös ENIACin pohjalta Käytännössä taustalla Moore School:n työryhmä Von Neumann:n nimiin alan historiassa (von Neumann arkkitehtuuri, vna) koska speksidraftin (ainoa nimetty) kirjoittaja vn mukaan vasta kesällä 1944 (kiireitä myös mm. atomipommin kehittämisessä) Tietokoneen kuvaus loogisen toiminnan ei sen toteuttavan hw:n (kovo) näkökulmasta Kansainvälinen maine matemaatikkona edisti tarinanleviämistä Jo 1940-luvun lopulla useita vna prototyyppejä toiminnassa eri puolilla (läntistä) maailmaa; osin yllättäen (lähes) all purpose -tietokone (laskenta vs. laskutus ja tiliöinti) Tässä välissä läpikäydään kommentoitu EDVAC-raportti! EDVAC-raportin merkitys (säilyneitä suunnitteluperiaatteita) 2000 asti Ohjelmien (ja datan) tallennus sisäiseen (nopeaan) muistiin Itse ohjelmakin on keskusmuistin dataa Erilliset osat tiedon tallennukseen ja prosessointiin Yleensä näiden välillä vain yksi väylä, ns. vna-pullonkaula (bottleneck) Perussyklinä käskyn noutaminen muistista prosessoriin, käskyn tulkinta (decode) ja suorittaminen (samalla syklillä/mahd. nopeasti noudetulle) datalle Alan Perlis: Sometimes I think the only universal in the computing field is the fetchdecode-execute cycle. Rinnaisprosessointi (massiivikoneet, nyk. GPU:n säikeet) ja hajautettu laskenta myöhemmät vaihtoehdot lineaariselle l. peräkkäiselle vna:lle Huom: Spesifioitu ja rakennettu EDVAC eivät olleet ihan identtisiä: http://cva.stanford.edu/classes/cs99s/papers/godfrey-computer-as-von-neumann-planned-it.pdf
Yhteenvetoa Koneiden rakenne: Muisti elektroniputkien (Williams tube), viivelinjojen (delay line) tai (magneetti)rummun avulla Ohjelmien sisäinen tallentaminen ja ohjaus putkien avulla Prosessorien sisäisesti sekä kokonaisbinääristä että binääri-desimaalista prosessointia C s. 46 Princeton-Philadelphia-alue oli nousemassa tietojenkäsittelyn mekaksi 1950-luvun vaihteessa mutta mm. yliopiston tiukka kanta akateemisen tutkimuksen hyödyntämiseen hajotti pakan (vrt. Suomi 1970-luvulla ja nyt; samoin Jyväskylä 1990-luvun puolivälissä ja nyt; Keksintölaki ja sopimukset) Tutkimus- ja julkinen sektori kovin epäileväisiä tietokonemurrokselle Tutkimuskomission mielestä elektronisten tietokoneiden valmistus ja myynti ei kannattavaa; USAan mahtunee 5-6 konetta (H. Aiken, Harvard) Yritysostot ja fuusiot arkipäivää jo digitaalisen tietojenkäsittelyn alkuajoista Huom: Muistellaanpas UNIVACin lisäksi muita päämurroksia tietotekniikan kehityksessä: 1950-luvun puolivälissä IBM tuotteisti kaupallis-hallinnollisen tietojenkäsittelyn 1960-luvun puolivälissä MIT:n projekti (alumni) kehitti käyttäjä-tietokone interaktioita 1970-luvun puolivälissä ryhmä harrastajia ja ATK- intoilijoita muunsi koneen henkilöhtaiseen käyttöön 1980 hujakoilla standardoitu kuluttajatuote ohjelmistoineen 1990-luvulla osaksi maailmanlaajuista tietoverkkoa 1990-luvulla vapaan ohjelmistotyön ja kehittäjäyhteisön nousu Eli lähes aina suuret murrokset ja edistysaskeleet tietotekniikassa ovat syntyneet yliopisto-yritystoiminta-harrastaja-/kehittäjäyhteistö-kuluttaja -yhteistoiminnan seurauksena Kannattaa kuulua näistä mahdollisimman moneen tehdäkseen tulevaisuutta!