إينياك (بالإنجليزية: Electronic Numerical Integrator And Computer)‏ وتختصر بإسم (بالإنجليزية: ENIAC)‏ كان أول حاسوب إلكتروني عام الغرض. صُمم في الولايات المتحدة وكان غرض تصميمه واستخدامه الأساسي في حساب جداول ضرب المدفعية لمصلحة مختبر أبحاث المقذوفات التابع للجيش الأمريكي، وكان من أول برامجه برنامج لدراسة إمكانية تصميم القنبلة الهيدروجينية.

وكان أول حاسب إلكتروني لأغراض عامة ولكن في الأساس فإن بنيته غير سلسة والذي يعني حتى إعادة برمجته أساسيا تتطلب إعادة توصيله. وآلات Z الخاصة بـ Konrad Zuse، مع الإليكتروميكانيكيقد يكون أول آلة عاملة تقدم ميزة الحساب الأوتوماتيكي للأرقام الثنائية والقدرة على البرمجة بطريقة عملية وملائمة.وقد تميز هذا الجهاز بأنه كان يجري عملية الضرب لرقمين خلال ثلاثة في الألف من الثانية.ومن مميزاته ايضا، انه كان يوصل بين وحداته المتنوعة بواسطة اسلاك.

مواصفاته: يحتوي على 18000 صمام مفرغ من الهواء و500000 وصلة، ويحتوي على 6000 مفتاح للسماح بتشغيل البرنامج، واحتاج إلى مساحة غرفة كبيرة عرضهاثمانية متر تقريباً وكان يزن حوالي 30 طن واستغرق لحام أسلاكه حوالي سنتين ونصف، بقي هذا الجهاز في الخدمة حتى عام 1955م، حيث توقف العمل به نهائياً بعد مرور ما يقاربتسعة سنوات من الخدمة، لم يُستخدم كثيراً نظراً لمشاكل الحرارة الزائدة في الصمامات.

تاريخ تطويره

كانت المستوى الثانية من مراحل تطور الحاسب الآلي وقد تم في معهد موري للهندسة الألكترونية في جامعة بنلسفانيا في عام 1941،قام به اثنان من الخريجين هما ماوشلي وبرسبر إكرت، وخلال الحرب العالمية الثانية احتاج الجيش الأمريكي إلى اسلوب حديث في حساب الزمن الذي تبتره القذيفة من لحظة انطلاقها إلى لحظة ارتطامها بالهدف، فقد كانت طريقة حسابها تستغرق 15 دقيقة في بداية اندلاع الحرب وهذا وقت طويل بالمنظور العسكري.

بقيت هذه الطريقة متبعة حتى عام 1941،عندما مارس ماوشلي واكرت عملهما في مجال الحاسبات الالكترونية، في كلية موري وتمكنا في 1943م من تقديم اقتراح إلى حكومة الولايات المتحدة يتضمن تقليص الزمن اللازم لحساب سرعة القذائف إلى 30 ثانية بدلا من 60 ثانية، باعتمادهم على اسلوب التحليل الإلكتروني.لكنها لم تكن مجديه بسبب حدوث خطأ جميع 15 دقيقة نتيجة لتلف احد الصمامات.

وفي 1946م وبعد انفاق ما يقارب من 400,000 دولار على الابحاث الالكترونية تمكن ماوشلي واكرت من التوصل إلى إينياك.

التطوير والتصميم

موّل تصميم وبناء حاسب إينياك من قبل جيش الولايات المتحدة، وفرقة المعدات الحربية ووقيادة التطوير والبحث، بقيادة اللواء غلادوين إم.بارنيس. كانت التكلفة الإجمالية نحو487 ألف دولار، أي ما يعادل 7,195,000 دولار في عام 2019. وُقع عقد البناء فيخمسة يونيو، 1943؛ وبدأ العمل على الحاسوب سرًا في كلية مور للهندسة الكهربائية في جامعة بنسلافينيا في الشهر التالي، وذلك تحت الاسم الرمزي «المشروع بي إكس»، وكان جون غريست برينرد الباحث الرئيسي فيه. أقنع هيرمان إتش. غولدستين الجيش بتمويل المشروع، ما جعله مسؤولًا عن الإشراف عليه لصالحهم.

صُمم إينياك من قبل جون موشلي وجي.بريسبر إيكرت من جامعة بنسلفانيا، الولايات المتحدة. تضمن فريق مهندسي التصميم المساعدين في التطوير روبرت إي. شو(الجداول الوظيفية)، وجيفري شاون شو(مُقسم/جاذر-التربيعي)، وتوماس كيت شاربليس (مبرمج رئيس)، وفرانك مورال (مبرمج رئيس)، وآرثر بيركس (مُضاعف) وهاري هاسكي (قارئ/طابع) وجاك ديفيس (المجمعات). تولت مبرمجات إينياك القيام بعمل تطويري بارز. في عام 1946، استنطق الباحثون من جامعة بنسلافينيا وشكلوا شركة إيكريت-موشلي للحواسيب.

كان إينياك حاسبًا معياريًا مؤلفًا من لوحات فردية للقيام بالوظائف المتنوعة. كانت عشرين وحدة من هذه الوحدات تعبير عن مسرعات لم تكن قادرة على الجمع والطرح فقط، بل أيضًا على تخزين عدد عشري من عشر أرقام في الذاكرة. كانت الأرقام تُمرر بين هذه الوحدات عبر الكثير من الناقلات العامة الأغراض (أوالأطباق، مثلما كانوا يسمونها). من أجل الوصول إلى أعلى سرعة له، يجب على اللوائح حتى ترسل وتستقبل الأرقام، وتحسب النتائج وتحفظها وتشغل العملية التالية؛ وكل ذلك بدون أي أجزاء متحركة. كان مفتاح تعددية استعماله هوالقدرة على التفرع؛ إذ كان بإمكانه حتى يشغل عمليات مختلفة، اعتمادًا على إشارة النتيجة المحسوبة.

المكونات

عند الانتهاء من تشغيله في عام 1956، كان إينياك يحتوي على 20 ألف صمام مفرغ؛ و7,200 ديود كريستالي؛ و1500 مُرحل؛ و70 ألف مقاومة كهربائية؛ و10 آلاف مكثف؛ وما يقاربخمسة مليون وصلة ملحومة يدويًا. وصل وزنها إلى أكثر من 30 طن أمريكي (27 طن)، وكان حجمه تقريبًا 2.4 م*0.9 م*30 م (8 قدم * ثلاثة قدم * 98 قدم)، وشغل مساحة 167 م² (1800 قدم مربع) واستهلك 150 كيلوواط من الكهرباء. أدت متطلبات الطاقة هذه إلى انتشار إشاعة بأنه حدثا شُغل هذا الحاسوب خفتت الأضواء في فيلاديلفيا. كانت الإدخالات ممكنة من خلال قارئ بطاقة آي بي إم وثقب لبطاقة آي بي إم يُستخدم من أجل الخرج. يمكن استعمال هذه البطاقات للحصول على نتيجة مطبوعة في وضع عدم الاتصال باستخدام آلة حساب آي بي إم، مثل آلة آي بي إم 405. في الحين الذي لم يكن فيه لدي إينياك نظام لتخزين الذاكرة في بدايته، فإنه كان من الممكن استخدام بطاقات الثقوب هذه لتخزين الذاكرة خارجيًا. في عام 1953، أُضيفت إلى حاسوب إينياك ذاكرة مغناطيسية النواة تخزن 100 حدثة بُنيت من قبل شركة بوروز.

استخدم حاسوب إينياك عدادات حلقة ذات عشرة مواضع لتخزين الأرقام؛ جميع رقم منها يحتاج 36 صمامًا مفرغًا، وكان عشرة منها تمثل الصمامات المزدوجة المسؤولة عن تقلبات عداد الحلقة. كان الحساب يُجرى من خلال «عد» النبضات عن طريق عدادات الحلقة، وتوليد نبضات الحمل إذا «التف» العداد، والفكرة هي المحاكاة الإلكترونية لعملية تشغيل العجلات الرقمية لآلة الجمع الرقمية.

كان لدى إينياك 20 مجمعًا ذوإشارة وبعشر خانات، واستخدم تمثيل مكمل العشرة وكان يستطيع إجراء 5000 عملية جمع بسيطة أوعمليات طرح بين أي منها مع مصدر معين (كمجمع آخر أومرسل ثابت) في الثانية. كان من الممكن وصل عدة مجمعات لتعمل في وقت واحد، وبالتالي تكون أقصى سرعة للتشغيل أعلى بكثير نظرًا لعمله على التوازي.

كان من الممكن توصيل حمل مجمع واحد إلى مجمع آخر للقيام بالحساب بدقة مضاعفة، لكن توقيت دارة حمل المجمع منعت وجود شبكة أسلاك بثلاثة مجمعات أوأكثر للحصول على دقة أعلى. استخدم إينياك أربعة مجمعات (تتحكم بها وحدة مضاعفة خاصة) لإجراء ما يقارب 385 عملية ضرب في الثانية؛ كانت وحدة مقسم/جاذر-تربيعي تتحكم بالمجمعات الخمسة لإجراء ما يصل إلى 40 عملية قسمة أوثلاث عمليات جذر تربيعي في الثانية.

كانت الوحدات التسع الأخرى في إينياك هي وحدة البدء (تبدأ تشغيل الآلة وتوقفها)، وحدة التدوير (تستخدم للمزامنة مع الوحدات الأخرى)، والمبرمج الرئيسي (سلسلة الحلقة الخاضعة للتحكم)، القارئ (التحكم بقارئ بطاقة ثقب آي بي إم)، الطابعة (التحكم بثقب بطاقة آي بي إم)، المرسل الثابت، وثلاثة جداول وظيفية.

أوقات التشغيل

تعطي مراجع روجاس وهاشاغان (أوويلكس) تفاصيل أكثر عن أوقات العمليات، التي تختلف بشكل ما عن تلك المذكورة أعلاه.

كانت دورة الآلة الأساسية تستغرق نحو20 ميكروثانية (20 دورة لساعة المئة كيلوهرتز في وحدة التدوير)، أو5000 دورة في الثانية للعمليات على الأرقام المؤلفة من عشر خانات. في واحدة من هذه الدورات، يمكن حتى يخط إينياك عددًا إلى سجل، أويقرأ عددًا من سجل، أويجمع/يطرح عددين.

استغرق ضرب عدد مؤلف من عشرة أرقام بعدد من د رقم (قيمة د تصل حتى 10) نحود+4 دورة، بالتالي ضرب عدد مؤلف منعشرة أرقام بعدد مؤلف منعشرة أرقام استغرق 14 دورة، أو2800 ميكروثانية- بمعدل 357 بالثانية. إذا كان أحد الأعداد يمتلك أقل منعشرة أرقام، كانت العملية أسرع.

استغرقت القسمة والجذور التربيعية 13(د+1) دورة، إذ إذا د هوعدد الأرقام في النتيجة (خارج القسمة أوالجذر التربيعي). بالتالي تستغرق جميع من القسمة أوالجذر التربيعي حتى 143 دورة، أو28,600 ميكروثانية- بمعدل 35 في الثانية. (صرح ويلكس حتى القسمة التي يحوي ناتجهاعشرة أرقام تطلبتستة ميلي ثانية). إذا كانت النتيجة مؤلفة من أقل منعشرة أرقام، كان يتم الحصول عليها بشكل أسرع.

الوثوقية

استخدم إينياك صمامات راديوذات قاعدة ثمانية الملامسات شائعة في ذلك الوقت؛ كانت المجمعات الرقمية تُصنع من قلابات 6SN7، في حين استخدمت قلابات 6L7، 6SJ7، 6SA7، و6AC7 في الوظائف المنطقية. عملت الكثير من قلابات 6L6 و6V6بمثابة سواقات خط تدفع النبضات عبر الكابلات بين مجموعات الرفوف.

كانت الكثير من الصمامات تحترق يوميًا، لتهجر إينياك معطلًا نصف الوقت. لم تتوفر الصمامات الخاصة عالية الوثوقية حتى عام 1948. لكن معظم حالات الفشل هذه حدثت خلال فترات الإحماء والتبريد، عندما تكون سخانات الصمامات والكاثود تحت الضغط الحراري الأكبر. خفض المهندسون حالات فشل صمامات إينياك إلى معدل مقبول يصل إلى صمام واحد جميع يومين. وفقًا للقاءة مع إيكرت في عام 1989 نطق «كان يحصل لدينا فشل في صمام واحد جميع يومين، وكنا نستطيع تحديد مكان المشكلة خلال 15 دقيقة». في عام 1954، كانت أطول فترة مستمرة للتشغيل دون فشل هي 116 ساعة، أي خمسة أيام تقريبًا.

مراجع

إينياك في المشاريع الشقيقة

---

• صور وملفات صوتية من كومنز