Calculatorul IBM Naval Ordnance Research

Original article: http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/norc.html

Faith Lillibridge la consola NORC: etajul cinci, Columbia University Watson Lab, 612 West 115th Street NYC, 1954.

[ Dedicație ] [ Galerie ] [ Referințe ]

Naval Ordnance Research Calculator (NORC) de la IBM a fost primul supercomputer ( 1 ) și cel mai puternic computer de pe pământ din 1954 până în aproximativ 1963 și a rămas în funcțiune până în 1968. Construit între 1950 și 1954 la Universitatea Columbia Watson Scientific Computing Laboratory 612 Locația West 115th Street , specificațiile NORC incluse [ 4,9 ]:

• Notație și operație cu numere întregi zecimale și în virgulă mobilă.
• Dimensiunea cuvântului: 16 cifre zecimale + cifra de verificare (64 + 2 biți).
• 64 de instrucțiuni cu trei adrese.
• Ceas: 1 µsec.
• 15.000 de operații pe secundă cu verificare automată a erorilor.
• Două registre universale, un milion de cifre pe secundă.
• Trei registre de adrese/index.
• Timp de adăugare: 15 µsec. Înmulțire: 31 µsec. Împărțire: 227 µsec.
• Memorie CRT cu acces aleatoriu: 3600 de cuvinte, acces 8 µsec, furnizată de 264 CRT-uri de tip Williams
• Bandă magnetică: 8 unități, 4 piste, 510 char/inch, 71.500 char/sec.
• Imprimante: 2 unități, 120 caractere/linie, 150 linii/minut.
• Convertor offline card/bandă.
• Consola de control: Afișare zecimală a conținutului registrului, comenzi manuale, lumini de stare.
• Componente interschimbabile ( unități conectabile ).
• Cost: aproximativ 2,5 milioane de dolari (dolari din anii 1950).
• Profit IBM: 1,00 USD [ 40 ].

Memoria CRT a fost convertită într-o memorie cu miez de ferită de 20.000 de cuvinte, de 8 µs, într-un proiect contractat cu Daystrom Instrument în 1958 pentru livrare la mijlocul anului 1959 și livrată efectiv în martie 1960. Conform rapoartelor de la acea vreme, NORC are 2000 cuvinte ale memoriei tubului Williams, nu 3600, caz în care upgrade-ul a reprezentat o creștere de zece ori a capacității și „reducerea întreținerii și opririle de eroare aduse de noua memorie… a acumulat aproximativ o oră suplimentară de timp util din fiecare 24 „[ 115.116 ].

„Fiabilitatea a fost un obiectiv extrem de important al echipei NORC, începând cu proiectarea și construcția inițială a mașinii și continuând pe toată durata de viață operațională. Longevitatea NORC (14 ani), atestă succesul acestui efort” [ 61 ] . O pagină NORC a Universității din Manchester, acum dispărută, spunea: „În ciuda gradului [sau] ridicat de complexitate, 92% din timpul [NORC] a fost petrecut rulând productiv la 15.000 de operațiuni pe secundă – o fiabilitate invidiată de multe mașini ulterioare”.

„Un personal de aproape 60 de oameni a fost necesar pentru a asambla [NORC] din piese fabricate de IBM și de diverși mici subcontractanți din zona New York, inclusiv unul din Paterson, NJ, care a angajat gospodine, cu jumătate de normă, pentru cablarea manuală” [ 40 ]. Între timp, „Mike the Expediter” (MJ Plum) ar face incursiuni zilnice în Cortland și Canal Streets pentru piese [ 59 ]. Managementul echipajului Watson Lab NORC a inclus [ 9,61 ]:

„Deși NORC era o mașină unică, fără costuri și în afara curentului principal al dezvoltării computerelor, influența sa asupra altor computere s-a simțit timp de mulți ani. În timp ce era în construcție, inginerii construiau modelul 701. nu numai că a folosit circuitul de întârziere cu microsecunde, dar a beneficiat și de munca lui Deerhake în depășirea dificultăților întâmpinate în stocarea electrostatică — pe care le-a folosit și 701. [ 9 ] NORC a inclus și primul canal de intrare-ieșire, care a sincronizat fluxul de date în și din computer în timp ce calculul era în desfășurare, scutind procesorul central de această sarcină, un concept care a fost adoptat rapid în întreaga industrie.

Iată o altă vedere. Această fotografie a fost publicată în IBM Business Machines , 23 decembrie 1954 [ 58 ]; Byron Havens este în dreapta. Copia afișată aici (ca imaginea de sus) este scanată dintr-un original lucios de 8×10 din trusa de presă IBM, cu contribuția lui Ken Schreiner, inginer șef de proiectare pentru logică și control pentru proiectul NORC.

Faith Lillibridge la consola NORC; Byron Havens în dreapta, Universitatea Columbia, 1954.

Din coloana lui JAN Lee din numărul a 50 de ani de la IEEE Computer :

Naval Surface Weapons Center din Dahlgren, Virginia, a fost locul principal de calcul naval american, începând cu instalarea în 1948 a lui Howard Aiken Mark II, urmată de Mark III în 1951. Următoarea mașină a centrului, Naval Ordnance Research Calculator (NORC). ), a fost construit la Watson Scientific Computing Laboratory sub conducerea lui Wallace Eckert. Inițial, NORC fusese programată pentru livrarea la instalația navală White Oak de lângă Washington, DC, dar Marina a redirecționat-o către echipajul experimentat de la Dahlgren. Fizicianul Edward Teller a încercat să-l redirecționeze către Laboratorul Național Lawrence Livermore, argumentând că calculele nucleare ale laboratorului erau mai importante decât calculele balistice ale lui Dahlgren. Marina a câștigat, iar NORC a fost dedicată la Dahlgren pe 2 decembrie 1954. John von Neumann,

(De fapt, dedicarea a avut loc la Watson Lab; NORC nu a fost mutat la Dahlgren până în vara anului 1955 [ 4 ].)

DEDICAȚIA NORC

Dedicația NORC, Watson Lab, Universitatea Columbia, 2 decembrie 1954. Fotografie cu contribuția lui Herb Grosch .

La dedicarea NORC din Watson Lab, 2 decembrie 1954: președintele IBM Thomas J. Watson , contraamiralul EA Solomons (biroul executiv, secretarul marinei), Jeannette Watson (doamna Watson senior), profesorul Columbia Wallace Eckert , John von Neumann , Căpitanul CK Bergin (Director, Cercetare și Dezvoltare, Biroul de Artizanat, Departamentul Marinei), contraamiralul CG Warfield (Biroul Executiv, Secretarul Marinei) [9,59,61 ] :

Amiralul Solomons fusese căpitanul distrugătorului USS Morris, care se afla în bătăliile de la Coral Sea și Midway și a fost în cele din urmă paralizat de un atac Kamikaze din Okinawa. Nu este prezentat, dar și prezent: viitorul președinte IBM Thomas J. Watson Junior, vice-amiralul LT Du Bose (care comandase crucișătorul greu USS Portland la bătălia de la Midway), președintele Columbia Grayson Kirk, alți președinți de universități, Ben de la Columbia Wood și Hilleth Thomas , numeroși oficiali IBM, inginerii NORC ai Watson Lab, alți 200 de „lideri științifici, de afaceri și militari”. NORC însuși, care a calculat π la 3000 de cifre pentru această ocazie [ 9,58 ], este în fundal.

NORC era o mașină cu trei adrese («înmulțiți A ori B și stocați rezultatul în C»). A fost programat direct în limbajul mașinii; asamblatorii au venit mai târziu. Ken King (pe atunci Watson Fellow, adică doctorand Columbia la Watson Lab) a programat demonstrația și corectează înregistrarea după cum urmează: „Am calculat π și e ( baza logaritmilor naturali) la 1.000.000 de locuri la dedicarea Norcului, deoarece John von Neumann a vrut să confirme că cifrele au fost aleatorii.” [ 65 ]

Ken Schreiner [ 61 ] își amintește: „Oaspeții de onoare majori au sosit dimineața și atunci au fost făcute fotografiile „VIP-urilor” în limitele instalației NORC. Alții (rămașii dintre cele 200 de persoane) au venit primii la Prânzul de la Clubul Facultății pentru bărbați [pe West 117th Street, în partea îndepărtată a campusului]… John von Neumann a fost vorbitorul principal.În orele care au urmat prânzului, oaspeții au intrat și ieșit din sala NORC, vizionarea aparatul, primind demonstrații și primind răspunsuri la întrebări. Deoarece totul s-a extins în timp, nu cred că au existat blocaje în trafic.» (În 1954, Columbia avea cluburi separate pentru bărbați și femei; acum există doar un club de facultate.)

Wallace Eckert , Frank Diehl Facenthal , Robert J. Oppenheimer , Thomas J. Watson, Sr. , Vicepreședintele Columbia George Pegram (semnând cartea de oaspeți), John von Neumann și II Rabi la recepția NORC de la Clubul Facultății pentru bărbați, 2 decembrie , 1954. Fotografie prin amabilitatea Herb Grosch (dați clic pentru imaginea la dimensiunea completă, la rezoluție mai mare).

Ken King își amintește [ 65 ] că în cele șase luni dintre finalizarea NORC și livrarea acestuia către Marine, „Dan Tycho și cu mine, ca studenți ai tezei de la LH Thomas, am calculat funcțiile de undă ale atomului de heliu pe Norc (Dan Tycho’s Ph.D. disertație). Aceasta a fost făcută sub rubrica de testare a mașinii.» Desigur, profesorul Eckert a avut acces la mașină și a folosit-o pentru a lucra la problema poziției Lunii, calculând efemeridele direct din ecuațiile lui Brown . Sarcina a fost imensă, implicând aproximativ 1.650 de termeni trigonometrici, mulți dintre ei cu coeficienți variabili, totuși acuratețea rezultatelor a fost atât de bună încât în ​​1965 a reușit să arate corect că exista o concentrație de masă în apropierea suprafeței lunare sursa:

În 1958, Eckert spunea despre NORC: „Un calcul care implică un miliard de operații aritmetice pe numere mari poate fi finalizat pe Norc în aproximativ o zi, dar se preconizează că calculatoare mai puternice vor răspunde cerințelor din ce în ce mai mari ale științei și tehnologiei, unde rezolvarea unei probleme mari generează probleme și mai mari.” [ 81 ].

GALERIA FOTO NORC

Șase fotografii din trusa de presă NORC de la IBM din decembrie 1954, plus tăieturi din ziare și un program, contribuit de Ken Schreiner, plus câteva alte imagini. Potrivit prof. Eckert, „majoritatea fotografiilor au fost făcute de domnul AW Hummers” [ 64 ]. Este demn de remarcat utilizarea de către IBM a cuvântului „calculator” în legendele sale foto; aceasta ar putea fi prima dată când IBM a folosit acest termen (în loc de „calculator automat” sau „mașină de procesare a datelor”) pentru a desemna un dispozitiv de calcul cu program stocat. Faceți clic pe o imagine pentru a mări. Imaginile la dimensiune completă ocupă 100% din lățimea browserului dvs., așa că dacă maximizați fereastra browserului, veți obține o imagine pe ecran complet.

Fotografie	Legendă IBM
	Naval Ordnance Research Calculator, construit de International Business Machines Corporation pentru Marina SUA, este cel mai puternic computer existent. Această fotografie arată unitatea logică și aritmetică a NORC (dreapta), consola (centru), unitățile de bandă magnetică (stânga, spate), panoul indicator (spate) și imprimanta (stânga, fundal).
	NORC … cel mai puternic computer electronic la scară mare produs vreodată. A fost construit la Watson Scientific Computing Laboratory, operat de Universitatea Columbia. În această fotografie sunt ilustrate consola (centru), unitatea logică și aritmetică (spate), panoul indicator (stânga, spate), imprimantele și unitățile de bandă (extrem stânga și dreapta).
	Această vedere… arată, în prim-plan, una dintre cele două imprimante utilizate în instalare. Fiecare poate imprima la o rată de 18.000 de caractere pe minut. Imprimantele, care înregistrează datele fără a întrerupe calculul, oferă operatorului și matematicianului o imagine completă a progresului problemei și oferă o înregistrare permanentă tipărită a rezultatelor pentru studiul ulterioar. … Un singur operator … poate porni și opri mașina și poate modifica programul de instrucțiuni în timpul calculelor.
	Aici este afișată consola de control a NORC. Comutatoarele pot fi folosite pentru a porni și opri mașina și pentru a modifica programul scris. În funcționare normală, însă, calculatorul procedează automat conform instrucțiunilor, înregistrate pe bandă magnetică, fără control de către operator. Orice număr sau instrucțiune din calculator poate fi afișată pe fețele tuburilor catodice, în stânga. Porțiunile selectate ale programului pot fi, de asemenea, examinate cu încetinitorul prin acest afișaj.
	Secțiunea logică și aritmetică complet electronică a NORC este compusă din tuburi vid, rezistențe, condensatoare și redresoare cu cristal dispuse în circuite. Aceste circuite efectuează operații aritmetice și alte operații logice și controlează toate părțile mașinii. Responsabil pentru viteza extraordinară a NORC, acest circuit este punctul culminant al muncii continue a oamenilor de știință și ingineri în valorificarea vitezei electronului în calcul.
	Instrucțiunile de operare și datele programului sunt citite în NORC de la unitățile de bandă magnetică de mare viteză prezentate aici. De peste cinci ori mai rapidă decât cele mai rapide unități de bandă magnetică utilizate în prezent , fiecare dintre cele opt dintre aceste unități poate citi și scrie mai mult de 70.000 de cifre pe secundă, o viteză echivalentă cu cea a 14.000 de dactilografe. Pe lângă utilizarea lor pentru intrare și ieșire, benzile stochează și rezultate intermediare în timpul calculelor.
Alte Imagini	Descriere
	Plan NORC, camera 501 Watson Laboratory, Universitatea Columbia, 612 West 115th Street , New York City [ 64 ].
	Banca de memorie a NORC, care se află în spatele unității aritmetice și logice și, prin urmare, nu se vede. 3600 de cuvinte pe 66 de biți de memorie în 264 de tuburi catodice. Fiecare cuvânt reprezintă 16 cifre zecimale și include doi biți de verificare. Fiecare tub are locații de 900 de biți; patru seturi de 66 de tuburi sunt folosite în memoria completă de 3600 de cuvinte. Patru tuburi sunt ambalate împreună într-un sertar metalic modular. Fotografie și informații de la [ 64 ].
	Aparatele NORC pentru bandă-la-cartă și card-la-bandă. NORC nu avea propriul cititor de carduri sau perforator; singurul său dispozitiv de intrare era bandă, iar ieșirea era doar pe bandă și imprimantă. „Ființei umane nu-i place să citească pete invizibile codificate, împachetate la 500 la inch, pe o bandă lungă de un sfert de milă”. Aparatul CTC (Card-Tape-Card) convertește de la carduri la bandă și invers, permițând NORC să interfațeze cu chei perforate, sortare, colatoare și așa mai departe. Fotografie și informații de la [ 64 ].
	Primul plan al unității aritmetice-logice a lui NORC, de la referința 2 de mai jos.
	Fotografie și articole New York Herald Tribune, 1-3 decembrie 1954.
	Programul de dedicare NORC, 2 decembrie 1954.
	1954 Newsreel IBM despre NORC în acțiune la Watson Lab (în afara sediului).
	NORC la US Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia, în jurul anului 1957, de la referința 5 de mai jos. Operator de consolă necunoscut; centru: Mary Louise McKee, dreapta: Dave Eliezer (Șef adjunct al filialei, Filiala de programare). Doamna McKee a fost unul dintre primii programatori NORC; ea povestește momentul în care a scris o rutină pentru a trasa un salut în rusă pe CRT, doar pentru ca vizitatorul militar sovietic să încerce să corecteze ortografia ducând o radieră la tub. CLICK AICI pentru o altă versiune a aceleiași fotografii dintr-o broșură, „Careers in Mathematics”, Departamentul de Matematică, Universitatea de Stat din Louisiana.
	O versiune cu rezoluție mai mare a fotografiei anterioare, cu etichete și o legendă.
	Un desen animat La mulți ani de la magazinul NORC din Dahlgren, de Jack S. Darling.
	Unitatea logică digitală IBM NORC NWL, din proprietatea comandantului marinei americane Glen Allen Snell.
	Prim-plan al unuia dintre tuburile de la unitatea logică digitală. Plăcuța de identificare identifică Contractul Navy în baza căruia a fost construit NORC ca NORD 11866 și identifică unitatea ca 53A.
	O altă unitate logică digitală NORC, aceasta de tip 46A, i-a fost prezentată Emma Payne McCall de la Dahlgren la un moment dat în mandatul ei acolo, care a cuprins între anii 1950 și 1970, prezentată de nepotul ei, Gerhard S. Schoenthal, cu o schiță biografică a lui. bunica de la mama sa Rosemary: „Emma Payne McCall, mama mea, a mers să lucreze la Laboratorul de Arme Navale din SUA la începutul anilor 1950. Erau foarte puține femei în alte funcții decât cele clericale la acea vreme…”

Note:

1. Primul supercalculator în sensul că a fost primul al cărui scop declarat a fost să depășească toate celelalte computere și că mai era un număr semnificativ de alte computere de depășit (deci nu s-ar numi ENIAC sau ASCCun supercalculator); în cuvintele lui Eckert, „Scopul a fost acela de a încorpora în acest calculator „unic” cele mai avansate dezvoltări pentru a produce un calculator deosebit de potrivit pentru soluționarea problemelor complexe mari. În acest scop, nu a fost cruțat niciun efort. pentru a asigura o viteză extrem de mare, o mare fiabilitate și simplitate în operare». Von Neumann a numit-o „cea mai avansată mașină posibilă în stadiul actual al tehnicii”. Nu a fost depășit până la apariția lui Seymour Cray CDC 6600 în 1964, care este, de asemenea, citat uneori drept „primul supercomputer”, dar la 10 ani după NORC. Este adevărat, totuși, că termenul „supercomputer” nu a fost inventat decât câțiva ani după NORC, cel mai probabil pentru Ferranti Atlas sau CDC 6600. Cu toate acestea,]). Un alt [ 40 ] numește SSEC (proiectat și la Watson Lab) primul supercomputer.

Potrivit arhivei istorice IBM , „Fama lui NORC a fost extinsă literalmente în afara acestei lumi, când astronomul dr. Paul Herget, Director al Observatorului din Cincinnati, a aranjat să numească un asteroid descoperit în 1953 pentru computer. (Asteroidul Norc se învârte în jurul Soarelui o dată la 5,6 ani pe o orbită între Marte și Jupiter.) Sub îndrumarea Dr. Herget și sponsorizarea Oficiului de Cercetare Navală și a Fundației Naționale pentru Știință, NORC a fost folosit pentru a calcula orbitele corpurilor cerești, inclusiv cea mai precisă orbită a Pământului pentru perioada 1920-2000. Discuând una dintre realizările NORC din mai 1956, dr. Herget a spus: „Am folosit nouă ore de timp de funcționare și am finalizat mai multe calcule decât au fost făcute vreodată la un moment dat în istoria astronomiei”.

REFERINȚE

1. Eckert, Wallace J și Rebecca Jones ( FOTO ), Faster, Faster: a simple description of a giant electronic calculator and the problems it solves , McGraw-Hill, New York, 1955 ( PAGINA DE TITL ); 160 p. ilus. 24 cm. Rebecca (Becky) Jones, asociată în astronomie, a fost asistenta Dr. Eckert Watson Lab și (printre altele) vrăjitorul calculatorului Friden , deci un „calculator” în sine [ 57 ].
2. von Neumann, John, „The NORC and Problems in High-Speed ​​Computing”, IEEE Annals of the History of Computing Vol.3 No.3 (iulie-septembrie 1981), pp.274-279.
3. NORC , International Business Machines Corporation, 590 Madison Avenue, New York 22, NY (1954): Formular 52-64444-0-20-12-54.
4. Cărțile Bashe [ 4 ] și Pugh [ 40 ].
5. Cartea Grosch [ 57 ].
6. US Naval Proving Ground, Manual de programare și codificare NORC (1955), 58 pp.
7. US Naval Proving Ground, Laboratorul de calcul și analiză , Dahlgren, Virginia, aprox. 1957.
8. Digital Computer Newsletter, Office of Naval Research, Mathematical Sciences Division, Vol.10, No.4, Octombrie 1958 [ 115 ].
9. Supliment explicativ la Efemeridele Astronomice și Almanahul Nautic , pregătit în comun de Birourile Almanahului Nautic din Regatul Unit și Statele Unite ale Americii: HM Nautical Almanac Office by Order of the Lords Commission of the Admiralty, Londra, Biroul Majesty’s Stationey (1961) ).

Link-uri (ultima verificare 16 mai 2019):

• Echipa NORC (IBM)
• Camera de referință NORC (arhivă IBM, include un scurt film)
• Manual de programare și codificare NORC , US Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia (fără datare).
• Dr. John von Neumann la dedicarea NORC , decembrie 1954, transcrierea observațiilor lui von Neumann (în care NORC este scris greșit „NORD”).