Der Eniac

Wie es zur Entwicklung des ENIAC kam

Da man die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Berechnung von ballistischen Tabellen steigern wollte, überlegte man schon im Jahre 1932, ob man in einen “Bush differential analyzer” investieren sollte. Die Initiative dafür ging vom Ballistic Research Laboratory (BRL) aus, dem Forschungslabor der amerikanischen Armee für ballistische Untersuchungen. 1942 beauftragte Gillon, stellvertretender Direktor des BRL, einen jungen Verbindungsoffizier, Hermann Goldstine, mit der Leitung der Ausbildungstätigkeit des BRL an der Moore School, Pennsylvania. Dort traf er den Physiker Dr. John W. Mauchly und den Ingenieur John Presper Eckert jr., die ihm von ihrem Projekt erzählten, einen Elektronenrechner zu bauen, dessen Schaltelemente Vakuumröhren sein sollten. Die neue Technologie erlaubte es, tausendmal schneller zu rechnen als mit den elektromechanischen oder Analogrechnern. Goldstine erkannte sofort, welche Vorteile eine elektronische Maschine bei der Aufstellung der Schußtafeln, mit der er beauftragt war, bieten würde.

Warum arbeitete man mit Elektronenröhren?

Statt wie bisher üblich mit Relais zu arbeiten, wurden beim Bau Elektronenröhren verwendet. Solch eine Elektronenröhre besteht aus einem fast luftleeren Glaskolben. Der in der Röhre fließende Strom kann mit Hilfe einer angelegten elektrischen Spannung gesteuert werden. Die Elektronenröhre besitzt gegenüber dem Relais keine beweglichen Teile und ermöglicht eine erheblich höhere Schaltgeschwindigkeit. Sie arbeitet damit zwar schneller als ein Relais, verbraucht dabei aber sehr viel mehr Energie und hat eine kürzere Lebensdauer. Rechner mit Elektronenröhren bezeichnet man als Computer der 2. Generation.

Der Aufbau und die Funktionsweise des ENIAC

Der ENIAC bestand aus 30 Einheiten, die U-Förmig angeordnet waren, von denen 20 Akkumulatoren waren und jeweils eine zum dividieren und multiplizieren. Die Ein- und Ausgabe des ENIAC erfolgte über Lochkarten. Die Steuerung erfolgte zusätzlich noch über Schalter, mit denen man festlegen konnte, welche Operationen die einzelnen Einheiten durchführten. Der ENIAC arbeitete Synchron, mit einem Takt von 100 kHz. Seine Leistung betrug 174 kW.

Weiterentwicklungen aus dem ENIAC

Nach dem ENIAC wurde vier Jahre später der BINAC (Binary Automatic Computer) gebaut. In ihm kamen Quecksilberverzögerungskanäle ebenso zum Einsatz wie eine Selbstkontrolle der Rechenoperationen, serielle Logik, interne Programmierung und der Anschluß einer Magnetbandeinrichtung. Wiederum entstand dieser Computer unter der Mitwirkung der ENIAC Erfinder Eckert und Mauchly. Aus diesen zaghaften Anfängen entwickelte sich im Laufe der Zeit die weltbekannte Computerfirma UNIVAC, heute UNISYS. Damit das Programm in Sekundenschnelle im Rechner repräsentiert war, kam man auf die Idee, auch das Programm, und nicht nur die Daten, in Lochkarten zu stanzen. Dieser Gedankenschritt wurde von Eckert, Mauchly und John von Neumann vollzogen. Der EDVAC verwirklichte nun die Idee der Programmierung durch Lochkarten. Somit waren Daten und Programm für den Computer gleichwertig. Sie bekamen erst beim Rechenvorgang ihre Bedeutung zugewiesen. Oder anders ausgedrückt: sowohl Programm als auch Daten wurden durch Zahlen repräsentiert, welche somit zu einem universellen Code wurden. Der nächste konsequente Schritt bestand nun darin, Programm und Daten im gleichen Speicher abzulegen. Der Computer wurde noch universeller, da er sowohl kleine Programme mit großem Datenbedarf als auch den umgekehrten Fall bewältigen konnte. Eine Rechnerstruktur, die in einem Speicher sowohl Daten als auch Programm ablegt, kennen wir heute als “von Neumann Architektur”. Diese Struktur und die zugehörige Idee der Software setzte sich sehr schnell durch. Der Rechner EDVAC war demnach der erste wirklich universell einsetzbare Computer und damit seinem theoretischen Konstrukt “Turing Maschine” sehr nahe gekommen. (ta fp, jk, cse)