La calculadora de investigación de artillería naval de IBM

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

Faith Lillibridge en la consola NORC: quinto piso, Laboratorio Watson de la Universidad de Columbia, 612 West 115th Street NYC, 1954.

La Calculadora de Investigación de Artillería Naval (NORC) de IBM fue la primera supercomputadora ( 1 ) y la computadora más poderosa del mundo desde 1954 hasta aproximadamente 1963, y permaneció en servicio hasta 1968. Construida entre 1950 y 1954 en el Laboratorio de Computación Científica Watson de la Universidad de Columbia 612 Ubicación en West 115th Street , las especificaciones de NORC incluían [ 4,9 ]:

Notación y funcionamiento de números enteros decimales y coma flotante.
Tamaño de palabra: 16 dígitos decimales + dígito de control (64 + 2 bits).
64 instrucciones de tres direcciones.
Reloj: 1 µs.
15.000 operaciones por segundo con comprobación automática de errores.
Dos registros universales, un millón de dígitos por segundo.
Tres registros de dirección/índice.
Tiempo de adición: 15 µs. Multiplicar: 31 µs. División: 227 µs.
Memoria CRT de acceso aleatorio: 3600 palabras, acceso de 8 µs, proporcionada por 264 CRT tipo Williams
Cinta magnética: 8 unidades, 4 pistas, 510 caracteres/pulgada, 71.500 caracteres/seg.
Impresoras: 2 unidades, 120 caracteres/línea, 150 líneas/minuto.
Convertidor de tarjeta/cinta sin conexión.
Consola de control: Visualización decimal del contenido del registro, controles manuales, luces de estado.
Componentes intercambiables ( unidades enchufables ).
Costo: aproximadamente 2,5 millones de dólares (dólares de los años 50).
Beneficio de IBM: 1 dólar [ 40 ].

La memoria CRT se convirtió en una memoria con núcleo de ferrita de 20.000 palabras y 8 µs en un proyecto contratado por Daystrom Instrument en 1958 para su entrega a mediados de 1959, y que en realidad se entregó en marzo de 1960. Según los informes de la época, NORC tiene 2000 En palabras de la memoria del tubo Williams, no 3600, en cuyo caso la actualización representó un aumento diez veces mayor en la capacidad y "la reducción en el mantenimiento y las paradas por error provocadas por la nueva memoria... generó aproximadamente una hora extra de tiempo útil de cada 24 horas". "[ 115,116 ].

"La confiabilidad fue un objetivo extremadamente importante del equipo NORC, comenzando con el diseño inicial y la construcción de la máquina y continuando durante toda su vida operativa. La longevidad del NORC (14 años) da fe del éxito de este esfuerzo" [61 ] . Una página NORC de la Universidad de Manchester, ahora desaparecida, decía: "A pesar de [su] alto grado de complejidad, el 92% del tiempo [de NORC] se dedicó a ejecutar productivamente a 15.000 operaciones por segundo, una confiabilidad que envidian muchas máquinas posteriores".

"Se requirió una plantilla de casi 60 personas para ensamblar [NORC] a partir de piezas fabricadas por IBM y por varios pequeños subcontratistas en el área de Nueva York, incluido uno en Paterson, Nueva Jersey, que empleaba amas de casa, a tiempo parcial, para realizar el cableado manual" [ 40 ]. Mientras tanto, "Mike the Expediter" (MJ Plum) haría incursiones diarias en las calles Cortland y Canal en busca de piezas [ 59 ]. La gestión del equipo NORC de Watson Lab incluyó [ 9,61 ]:

Ingeniero a cargo:	Byron paraísos
Asistente del líder del proyecto:	WJ Deerhake (Profesor adjunto adjunto de CU EE)
Diseño de Lógica y Control:	Ken Schreiner
Diseño de circuito:	Fronteras CR
Diseño mecanico:	Roberto Schubert
Programación:	Joaquín Jeenel

"Aunque el NORC era una máquina única en su tipo, sin costo alguno y fuera de la corriente principal del desarrollo informático, su influencia en otras computadoras se dejó sentir durante muchos años. Mientras estaba en construcción, los ingenieros que construyeron el 701 "No sólo hizo uso del circuito de retardo de microsegundos, sino que también se benefició del trabajo de Deerhake para superar las dificultades encontradas en el almacenamiento electrostático, que también utilizó el 701". [ 9 ] El NORC también incluyó el primer canal de entrada-salida, que sincronizaba el flujo de datos dentro y fuera de la computadora mientras se realizaba el cálculo, liberando al procesador central de esa tarea, un concepto que se adoptó rápidamente en toda la industria.

Aquí hay otra vista. Esta foto fue publicada en IBM Business Machines , 23 de diciembre de 1954 [ 58 ]; Byron Havens está a la derecha. La copia que se muestra aquí (como la imagen en la parte superior) está escaneada de un brillo original de 8x10 del kit de prensa de IBM, aportado por Ken Schreiner, ingeniero jefe de diseño de control y lógica del proyecto NORC.

Faith Lillibridge en la consola NORC; Byron Havens a la derecha, Universidad de Columbia, 1954.

De la columna de JAN Lee en la edición del 50 aniversario de IEEE Computer :

El Centro de Armas de Superficie Naval en Dahlgren, Virginia, fue el sitio principal de la informática naval de EE. UU., comenzando con la instalación en 1948 del Mark II de Howard Aiken, seguido por el Mark III en 1951. La siguiente máquina del centro, la Calculadora de Investigación de Artillería Naval (NORC ), fue construido en el Laboratorio de Computación Científica Watson bajo la dirección de Wallace Eckert. Inicialmente, se había programado la entrega del NORC en la instalación naval de White Oak, cerca de Washington, DC, pero la Armada lo redirigió a la tripulación experimentada de Dahlgren. El físico Edward Teller había estado intentando desviarlo al Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, argumentando que los cálculos nucleares del laboratorio eran más importantes que los cálculos balísticos de Dahlgren. La Armada ganó y NORC se inauguró en Dahlgren el 2 de diciembre de 1954. John von Neumann,

(De hecho, la inauguración se llevó a cabo en Watson Lab; NORC no se trasladó a Dahlgren hasta el verano de 1955 [ 4 ].)

DEDICACIÓN NORC

Dedicación de NORC, Laboratorio Watson, Universidad de Columbia, 2 de diciembre de 1954. Foto aportada por Herb Grosch .

En la inauguración de NORC en Watson Lab, el 2 de diciembre de 1954: el presidente de IBM, Thomas J. Watson , el contraalmirante EA Solomons (Oficina Ejecutiva, Secretaria de la Marina), Jeannette Watson (Sra. Watson Senior), el profesor de Columbia Wallace Eckert , John von Neumann , Capitán CK Bergin (Director, I+D, Oficina de Artillería, Departamento de Marina), Contralmirante CG Warfield (Oficina Ejecutiva, Secretario de Marina) [ 9,59,61 ] :

El almirante Solomons había sido capitán del destructor USS Morris, que estuvo en las batallas de Coral Sea y Midway y finalmente quedó paralizado por un ataque kamikaze frente a Okinawa. No se muestran, pero también están presentes: el futuro presidente de IBM, Thomas J. Watson Junior, el vicealmirante LT Du Bose (que había comandado el crucero pesado USS Portland en la batalla de Midway), el presidente de Columbia, Grayson Kirk, algunos otros presidentes de universidades, Ben de Columbia . Wood y Hilleth Thomas , numerosos funcionarios de IBM, los ingenieros NORC de Watson Lab y otros 200 "líderes científicos, empresariales y militares". El propio NORC, que calculó π a 3000 dígitos para la ocasión [ 9,58 ], está en segundo plano.

NORC era una máquina de tres direcciones ("multiplica A por B y almacena el resultado en C"). Fue programado directamente en lenguaje de máquina; Los ensambladores vinieron después. Ken King (entonces Watson Fellow, es decir, estudiante de doctorado de Columbia en Watson Lab) programó la demostración y corrige el registro de la siguiente manera: "Calculé π y e (la base de los logaritmos naturales) hasta 1.000.000 de lugares en la dedicación del Norc porque John von Neumann quería confirmar que los dígitos eran aleatorios." [ 65 ]

Ken Schreiner [ 61 ] recuerda: "Los principales invitados de honor llegaron por la mañana y fue entonces cuando se tomaron las fotografías de los 'VIP' dentro de los límites de las instalaciones de NORC. Otros (el resto de las 200 personas) llegaron primero a el almuerzo en el Men's Faculty Club [en West 117th Street, al otro lado del campus]... John von Neumann fue el orador principal. Durante las horas que siguieron al almuerzo, los invitados entraron y salieron de la sala NORC, viendo la máquina, recibir demostraciones y obtener respuestas a preguntas. Debido a que todo se prolongó en el tiempo, no creo que haya ningún atasco." (En 1954, Columbia tenía clubes de profesores separados para hombres y mujeres; ahora solo hay un club de profesores).

Wallace Eckert , Frank Diehl Fackenthal , Robert J. Oppenheimer , Thomas J. Watson, Sr. , el vicepresidente de Columbia, George Pegram (firmando el libro de visitas), John von Neumann y II Rabi en la recepción de NORC en el Men's Faculty Club, el 2 de diciembre , 1954. Foto cortesía de Herb Grosch (haga clic para ver la imagen en tamaño completo y con mayor resolución).

Ken King recuerda [ 65 ] que en los seis meses transcurridos entre la finalización del NORC y su entrega a la Marina, "Dan Tycho y yo, como estudiantes de tesis de LH Thomas, calculamos las funciones de onda del átomo de helio en el Norc (el doctorado de Dan Tycho disertación). Esto se hizo bajo la rúbrica de probar la máquina". Por supuesto, el profesor Eckert también tuvo acceso a la máquina y la utilizó para trabajar en el problema de la posición de la Luna calculando las efemérides directamente a partir de las ecuaciones de Brown . La tarea fue inmensa e involucró unos 1.650 términos trigonométricos, muchos de ellos con coeficientes variables, pero la precisión de los resultados fue tan buena que en 1965 pudo demostrar correctamente que había una concentración de masa cerca de la superficie lunar (fuente:

En 1958, Eckert dijo de NORC: "Un cálculo que implica mil millones de operaciones aritméticas con grandes números se puede completar en el Norc en aproximadamente un día, pero se prevén calculadoras más potentes para satisfacer las demandas cada vez mayores de la ciencia y la tecnología, donde la La solución de un gran problema genera problemas aún mayores". [ 81 ].

GALERÍA DE FOTOS NORC

Seis fotografías del kit de prensa NORC de IBM de diciembre de 1954, además de recortes de periódicos y un programa, aportados por Ken Schreiner, además de varias otras imágenes. Según el profesor Eckert, "la mayoría de las fotografías fueron tomadas por el Sr. AW Hummers" [ 64 ]. Vale la pena señalar el uso que hace IBM de la palabra "computadora" en los pies de fotos de sus fotografías; Esta podría ser la primera vez que IBM utiliza este término (en lugar de "calculadora automática" o "máquina de procesamiento de datos") para denotar un dispositivo informático con programa almacenado. Haga clic en una imagen para ampliarla. Las imágenes de tamaño completo ocupan el 100% del ancho de su navegador, por lo que si maximiza la ventana de su navegador, obtendrá una imagen de pantalla completa.

Foto	Título de IBM
	La Calculadora de investigación de artillería naval, construida por International Business Machines Corporation para la Marina de los EE. UU., es la computadora más poderosa que existe. Esta foto muestra la unidad lógica y aritmecial de NORC (derecha), la consola (centro), las unidades de cinta magnética (izquierda, atrás), el panel indicador (trasero) y la impresora (izquierda, primer plano).
	NORC... el ordenador electrónico a gran escala más potente jamás producido. Fue construido en el Laboratorio de Computación Científica Watson, operado por la Universidad de Columbia. En esta foto se muestran la consola (centro), la unidad lógica y aritmética (trasera), el panel indicador (izquierda, detrás), las impresoras y las unidades de cinta (extremo izquierdo y derecho).
	Esta vista... muestra, en primer plano, una de las dos impresoras utilizadas en la instalación. Cada uno puede imprimir a una velocidad de 18.000 caracteres por minuto. Las impresoras, que registran datos sin interrumpir los cálculos, brindan al operador y al matemático una imagen completa del progreso del problema y proporcionan un registro impreso permanente de los resultados para su posterior estudio. ... Un solo operador ... puede arrancar y detener la máquina y modificar el programa de instrucciones durante los cálculos.
	Aquí se muestra la consola de control del NORC. Se pueden utilizar interruptores para iniciar y detener la máquina y para modificar el programa escrito. Sin embargo, en funcionamiento normal, la calculadora funciona automáticamente según instrucciones grabadas en cinta magnética, sin control por parte del operador. Cualquier número o instrucción de la calculadora se puede mostrar en las caras de los tubos de rayos catódicos, a la izquierda. Porciones seleccionadas del programa también se pueden examinar en cámara lenta a través de esta pantalla.
	La sección lógica y aritmética completamente electrónica del NORC está compuesta por tubos de vacío, resistencias, condensadores y rectificadores de cristal dispuestos en circuitos. Estos circuitos realizan operaciones aritméticas y otras operaciones lógicas y controlan todas las partes de la máquina. Responsable de la tremenda velocidad del NORC, este circuito es la culminación del trabajo continuo de científicos e ingenieros para aprovechar la velocidad del electrón para la computación.
	Las instrucciones de funcionamiento y los datos del programa se leen en el NORC desde las unidades de cinta magnética de ultra alta velocidad que se muestran aquí. Más de cinco veces más rápido que las unidades de cinta magnética más rápidas actualmente en uso , cada una de las ocho de estas unidades puede leer y escribir más de 70.000 dígitos por segundo, una velocidad equivalente a la de 14.000 mecanógrafos. Además de su uso para entrada y salida, las cintas también almacenan resultados intermedios durante los cálculos.
Otras imágenes	Descripción
	Plano de planta NORC, Sala 501 Laboratorio Watson, Universidad de Columbia, 612 West 115th Street , Nueva York [ 64 ].
	El banco de memoria de NORC, que está detrás de la unidad aritmética y lógica y, por tanto, fuera de la vista. 3600 palabras de memoria de 66 bits en 264 tubos de rayos catódicos. Cada palabra representa 16 dígitos decimales e incluye dos bits de verificación. Cada tubo tiene ubicaciones de 900 bits; Se emplean cuatro juegos de 66 tubos en la memoria completa de 3600 palabras. Cuatro tubos están empaquetados juntos en un cajón metálico modular. Foto e información de [ 64 ].
	Máquinas de cinta a tarjeta y tarjeta a cinta de NORC. NORC no tenía su propio lector de tarjetas ni perforadora; su único dispositivo de entrada era la cinta y la salida era únicamente a cinta e impresora. "Al ser humano no le gusta leer puntos invisibles codificados, empaquetados a 500 por pulgada, en una cinta de un cuarto de milla de largo." La máquina CTC (Card-Tape-Card) convierte de tarjetas a cintas y viceversa, lo que permite a NORC interactuar con perforadoras, clasificadoras, alzadoras, etc. Foto e información de [ 64 ].
	Primer plano de la Unidad Aritmético-Lógica de NORC, de la Referencia 2 a continuación.
	Fotografías y artículos del New York Herald Tribune, 1 al 3 de diciembre de 1954.
	Programa de dedicación NORC, 2 de diciembre de 1954.
	1954 Noticiero de IBM de NORC en acción en Watson Lab (fuera del sitio).
	NORC en el campo de pruebas naval de EE. UU., Dahlgren, Virginia, alrededor de 1957, de la referencia 5 a continuación. Operador de consola desconocido; centro: Mary Louise McKee, derecha: Dave Eliezer (director adjunto de la rama de programación). La Sra. McKee fue una de las primeras programadoras de NORC; Ella relata la vez que escribió una rutina para trazar un saludo en ruso en el CRT, solo para que el visitante militar soviético intentara corregir la ortografía colocando un borrador en el tubo. HAGA CLIC AQUÍ para ver otra versión de la misma fotografía de un folleto, "Careers in Mathematics", Departamento de Matemáticas, Universidad Estatal de Luisiana.
	Una versión de mayor resolución de la foto anterior, con etiquetas y leyenda.
	Una caricatura de feliz cumpleaños de la tienda NORC en Dahlgren, de Jack S. Darling.
	Unidad de lógica digital IBM NORC NWL, de la propiedad del comandante de la Marina de los EE. UU., Glen Allen Snell.
	Primer plano de uno de los tubos de la Unidad Lógica Digital. La placa de identificación identifica el contrato de la Marina bajo el cual se construyó el NORC como NORD 11866 e identifica la unidad como 53A.
	Otra unidad lógica digital NORC, este tipo 46A, presentada a Emma Payne McCall de Dahlgren en algún momento de su mandato allí, que abarcó desde los años cincuenta hasta los setenta, presentada por su nieto, Gerhard S. Schoenthal, con un bosquejo biográfico de su abuela de su madre Rosemary: “Emma Payne McCall, mi madre, fue a trabajar al Laboratorio de Armas Navales de Estados Unidos a principios de los años cincuenta. Había muy pocas mujeres en puestos distintos de los administrativos en ese momento…”

Notas:

La primera supercomputadora en el sentido de que fue la primera cuyo propósito declarado era superar a todas las demás computadoras y que había un número significativo de otras computadoras que superar (por lo tanto, no se llamaría ENIAC o ASCCuna supercomputadora); en palabras de Eckert, "El objetivo ha sido incorporar en esta calculadora 'única en su tipo' los desarrollos más avanzados para producir una calculadora particularmente adecuada para la solución de problemas grandes y complejos. Para este fin no se han escatimado esfuerzos para asegurar una velocidad extremadamente alta, gran confiabilidad y simplicidad de operación". Von Neumann la llamó "la máquina más avanzada posible en el estado actual de la técnica". No fue superado hasta la aparición del CDC 6600 de Seymour Cray en 1964, que a veces también se cita como la "primera supercomputadora", pero 10 años después de NORC. Es cierto, sin embargo, que el término "supercomputadora" no se acuñó hasta algunos años después de NORC, muy probablemente para el Ferranti Atlas o el CDC 6600. Sin embargo,]). Otro [ 40 ] llama a SSEC (también diseñado en Watson Lab) la primera supercomputadora.

Según el archivo histórico de IBM , "la fama de NORC se extendió literalmente más allá de este mundo cuando el astrónomo Dr. Paul Herget, director del Observatorio de Cincinnati, dispuso nombrar para el ordenador un asteroide descubierto en 1953. (El asteroide Norc gira alrededor del Sol una vez cada 5,6 años en una órbita entre Marte y Júpiter). Bajo la dirección del Dr. Herget y el patrocinio de la Oficina de Investigación Naval y la Fundación Nacional de Ciencias, el NORC terrestre se utilizó para calcular la órbitas de los cuerpos celestes, incluida la órbita más precisa de la Tierra para el período 1920-2000. Al analizar uno de los logros de NORC en mayo de 1956, el Dr. Herget dijo: 'Utilizamos nueve horas de funcionamiento y completamos más cálculos que los que se habían hecho nunca antes en la historia de la astronomía'".