Denkende Machines -- Computers, rekenen, redeneren - CWI

24 HOOFDSTUK 1. REKENEN MET MACHINES
machines; de Z1 van Zuse nam een flink deel van zijn huiskamer in beslag en machines met
duizenden buizen konden manshoog en meters breed zijn. Ze waren vaak ook ontworpen met
het oog op een bepaalde toepassing, bijvoorbeeld het oplossen van stelsels vergelijkingen.
De Tweede Wereldoorlog leidde tot een sterke
interesse in snelle computers voor militaire toepassingen.
In dat kader werd in Amerika de
ENIAC (Electronic Numerical Integrator and
Computer) gebouwd. De machine, die bestond
uit zo’n 18.000 buizen en 30.000 kilo woog, was
klaar in 1945.
Hoewel de ENIAC veel sneller was dan andere computers uit die tijd, was het ontwerp in een
aantal opzichten minder revolutionair dan de machines van Zuse en Atanasoff. De machine
werkte dan wel met buizen, maar die stonden in dienst van decimaal rekenen. Zo werd bijvoorbeeld
het cijfer 7 gerepresenteerd door een rijtje van tien binaire schakelaars waarvan de zevende
in één stand stond en de overige in de andere stand.
Opdracht 1.15 1. Als 10 vacuümbuizen worden gebruikt voor het opslaan van één cijfer,
hoeveel buizen zijn dan nodig om getallen van 0 tot en met 999 op te slaan?
2. Hoeveel procent van alle mogelijke combinaties met dit aantal buizen representeert daadwerkelijk
een getal?
3. Hoeveel buizen zouden nodig zijn als de getallen binair worden opgeslagen, en men getallen
van 0 tot en met 999 wil kunnen opslaan?
Nog voordat de ENIAC af was, werd al gewerkt aan zijn opvolger. Het ontwerp van de EDVAC
(Electronic Discrete VAriable Computer) werd in 1945 beschreven door John von Neumann
(1903–1957). Dit rapport wordt gezien als de theoretische basis voor het ontwerp van de moderne
computer. Niet alleen werden de voordelen van binair rekenen erkend, maar ook werd voor het
eerst voorgesteld het programma zelf in het geheugen van de computer op te slaan (het concept
van stored program)). Tot dan werd (het uitvoeren van) een programma gestuurd van buitenaf
door het vooraf instellen van bepaalde elektrische verbindingen. Aan het eind van de jaren
veertig werden de eerste computers met programmaopslag gebouwd.
Al deze computers waren rekenmachines, met als functie het berekenen van (soms heel bepaalde)
wiskundige formules. Een uitzondering hierop vormde de Colossus, een machine die in
de Tweede Wereldoorlog in Engeland werd gebouwd voor het kraken van Duitse, gecodeerde
communicatie. De machine was gebouwd met buizen, maar er werden logische bewerkingen mee
uitgevoerd.
1.4.4 Transistors en Chips
De uitvinding in de jaren veertig van de transistor als vervanger voor de vacuümbuis had een
aantal grote voordelen. Een buis was een centimetershoge cilinder, een transistor was iets groter
dan de kop van een lucifer. Buizen waren van glas en dus kwetsbaar, een transistor had een
hard omhulsel.