Таким образом, заложенных Цузе идей оказалось вполне достаточно для 10 послевоенных лет, когда технический прогресс (а особенно развитие компьютеров) никоим образом не стоял на месте.
13.3. Американские ЭВМ
Что касается США, то в январе 1941 года в американской газете «Des Moines Tribune» появилась заметка о том, что Джон Атанасов (John Atanasoff) и Клиффорд Берри (Clifford Berry) с Университета штата Айова построили ЭВМ «АВС» (англ. Atanasoff-Berry Computer), «которая по принципу своей работы ближе человеческому мозгу, чем любая другая». Работы финансировались экспериментальной сельскохозяйственной станцией Университета, которая планировала использовать машину для решения сельскохозяйственных задач.
На заметку обратил внимание Джон Моучли (John Mauchly), который также занимался конструированием ЭВМ. Он выехал на место работ и в июле 1941 года пять дней жил у Атанасова, наблюдая, как тот со своим помощником Берри работал над компьютером с 300 электронными лампами. Через год Моучли написал предложение по созданию быстродействующего компьютера на электронных лампах, которым впоследствии заинтересовалась Армия США с целью разработки новых баллистических таблиц, создание которых требовало огромного объёма вычислений (до 750 операций умножения для вычисления одной траектории, а на каждую из таблиц было нужно не менее 2000 операций).
В результате 9 апреля 1943 года Армия заключила с Высшим технологическим училищем Пенсильванского университета контракт на создание компьютера «ENIAC» (англ. Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный цифровой интегратор и вычислитель).
Но пока Моучли работал, в августе 1944 года была создана ЭВМ «Mark I» — машина для расчёта баллистических таблиц, которую по контракту с компанией «IBM» (англ. Іnternational Business Machines — международные рабочие машины) построил математик Говард Эйкен. Основными её элементами были зубчатые колеса (для представления чисел) и электромеханические реле (для управления процессом вычислений). Она весила 5 тонн и, будучи 17 метров в длину и 2,5 метра в высоту, занимала в Гарвардском университете площадь в несколько десятков квадратных метров.
Машина имела 72 регистра, каждый из которых представлял собой устройство из 24 зубчатых колес с механизмом передачи десятков к другому регистру. 23 колеса служили для представления числа, одно — для его знака. Отдельно для констант была предусмотрена механическая память из 60 регистров.
Для операций умножения и деления, а также для вычисления синуса, натурального логарифма и показателя степени использовались отдельные вычислительные блоки. Гарвардский «Mark I» работал по программе, которую считывал с перфоленты. Собственно, это был не столько компьютер, сколько усовершенствованный арифмометр, заменявший труд приблизительно 20 операторов с обычными ручными арифмометрами.
В конце 1945 года был собран и подготовлен к проведению первого официального испытания «ENIAC». Он представлял собой гигантское сооружение — 30-тонную машину с 17 468 электронными лампами, 26 метров в длину и 6 метров в высоту. Правда, война, ради которой создавался «ENIAC», уже успела закончиться, но задача, поставленная на первом испытании, — расчёты для подтверждения возможности создания водородной бомбы — доказывала, что необходимость в компьютерах не исчезла.
Только в 2010 году в интернете был опубликован 100-страничный документ «История электронных цифровых компьютеров АНБ общего назначения», рассекреченный АНБ и проливающий дополнительный свет на историю рождения компьютерных технологий. Для внутреннего употребления в агентстве он был подготовлен еще в 1964 году, а автором работы являлся один из старейших сотрудников американской спецслужбы Самюэль Снайдер (Samuel Snyder, 1911–2007).
Работа Снайдера в американской криптоаналитической разведке началась ещё в 1936 году, когда единой структуры под названием АНБ не было даже в проекте, а существовали лишь раздробленные службы радиоперехвата и дешифрования в каждом из родов войск. В одной из них, «U.S. Army Signal Intelligence Service», где вскрытием шифров потенциальных неприятелей командовал «отец» американской криптологии Уильям Фридман (William Friedman), и началась служба Снайдера. В годы второй мировой войны он уже возглавлял несколько групп, весьма успешно вскрывавших военно-дипломатические шифры Японии.
В последующие годы на Снайдера были возложены обязанности по сопровождению разработки и программирования новых компьютерных систем, включая и знаменитую машину «HARVEST» — один из первых компьютеров общего назначения, созданный совместными усилиями спецслужбы и «IBM» как ответ на доминировавшую тогда систему «UnivAC» (англ. UNIVersal Automatic Computer).
После войны Снайдер разрабатывал и создавал систему «ABNER», для того времени очень мощную ЭВМ для раскрытия кодов. В 1990-м он дал интервью и сказал, что её название обязано популярному персонажу комиксов, ничего не знавшему здоровенному и сильному парню. Наше детище выглядело ужасно, говорил Самюэль Снайдер, но сложнее в то время компьютера не было.
В дальнейшем он стал сопровождать создание новой вычислительной машины. Результатом стала система «Харвест» (англ. Harvest), созданная Агентством совместно с компанией «IBM» в качестве конкурента для доминировавшей на том этапе системы «UNIVAC», выпущенной компанией «EMCC» (англ. Eckert-Mauchly Computer Corporation) в 1951 году.
Финансированием разработки и изготовления ЭВМ «Atlas» Агентству удалось вывести фирму «ERA» (англ. Engineering Research Associates) на уровень самых передовых компьютерных технологий в США. Краткая предистория: фирму создали после войны учёные и инженеры, мобилизованные на военную службу в криптологический отдел ВМФ США. Налаженные связи позволили им получить от флота заказ на создание специальных электронно-дешифровальных устройств.
Первую ЭВМ собрали в 1947 году и назвали «Goldberg». Чтение и хранение информации определяло вращение специально разработанного для этого магнитного барабана. Следующую машину «Demon» создали исключительно для раскрытия одного из советских шифров. В том же году фирма заключила контракт с ВМФ с условным наименованием «Задача 13» с целью разработки первой ЭВМ с архитектурой хранения программы в памяти машины.
В 1950 году она была Агентством введена в эксплуатацию и получила название «Atlas». Разработчики фирмы «ERA» коммерциализировали своё детище и выпустили на рынок в 1951-м под наименованием «ERA -1101», где цифры были двоичным кодом числа 13. В результате машина «ЭРА-1101» и следующая версия «ERA-1103» вошли в серию системы «UNIVAC».
Следующий факт — заключение Агентством контракта с фирмой «Raytheon» для создания ЭВМ «Nomad». Эта система — прямой предшественник машины «Datamatic-1000», которая позже была трансформирована в ЭВМ серии «Honeywell».
В 1955 году Агентство, осознав перспективность транзисторов как компонентов электронной техники, стало финансировать разработку компанией «Philco» первой транзисторной ЭВМ «Solo». Позже она стала называться «Transac 8-1000» и была первым коммерческим компьютером на транзисторах.
Важным этапом развития вычислительной техники является сотрудничество Агентства с компанией «IBM». Мало кому известно, что в основу ранних компьютерных тенденций «IBM» был положен опыт Агентства по обработке большого массива информации.
Разработка фирмы IBM новой ЭВМ «Harvest» на транзисторах и научные изыскания, связанные с машинной памятью и магнитным накопителем, также финансировалась Агентством. Это оказало влияние не лишь на архитектуру машины «Stretch», но и на решение проблем с логикой и обработкой вычислений, которая ранее не проявлялась в компьютерной сфере. Специализированная версия «IBM 7950 Harvest» была поставлена АНБ в 1962 году.
13.4. Советские ЭВМ
Что касается Советского Союза, то в 1931 году в Ленинградском электротехническом институте была открыта первая кафедра приборов управления стрельбой, которая готовила специалистов по вычислительным устройствам (в 1938-39 годах в Ленинграде и Москве были созданы ещё две аналогичных кафедры). В 1941 году под руководством Акушского была организована первая в СССР вычислительная лаборатория — прообраз будущих вычислительных центров. Таким образом, до войны СССР мало чем уступал другим странам в сфере ЭВМ, но война приостановила дальнейшие работы.
Лишь в 1945 году будущий академик АН СССР Сергей Александрович Лебедев создал электронный аналоговый вычислительный прибор для решения связанных с энергетикой задач, а в 1947 году появилась электронная аналоговая машина «ЭДА», позволявшая решать дифференциальные уравнения 20-го порядка.
Более того, ознакомившись с открытыми публикациями западных радиотехнических журналов, в 1947 году академик Михаил Лаврентьев выступил с докладом об отставании СССР в создании ЭВМ. Из доклада сделали выводы — осенью в 1948 году Лебедев переориентировал свою лабораторию моделирования регуляции на конструирование ЭВМ, а 4 декабря того же года Исаак Брук и Башир Рамеев получили авторское удостоверение на изобретение «Автоматической цифровой машины» — фактически первого советского компьютера.
В конце 1948 года в секретной лаборатории в городке Феофания под Киевом под руководством С.А. Лебедева (в то время — директора Института электротехники АН Украины и по совместительству руководителя лаборатории Института точной механики и вычислительной техники АН СССР) начались работы по созданию Малой электронной счётной машины (далее — МЭСМ).
МЭСМ была задумана Лебедевым как модель Большой электронной счетной машины (далее — БЭСМ). Вначале она так и называлась — Модель электронной счетной машины. В процессе ее создания стала очевидной целесообразность превращения ее в малую ЭВМ. Для этого были добавлены устройства ввода и вывода информации, память на магнитном барабане, увеличена разрядность. И слово «модель» было заменено словом «малая».
Лебедев выдвинул, обосновал и реализовал в первой советской машине принципы построения ЭВМ с хранившейся в памяти программой. МЭСМ занимала целое крыло двухэтажного здания (60 кв. м) и состояла из 6 тысяч электронных ламп. Примечательно то, что проектирование, монтаж и отладка машины были выполнены в течение трех лет. При этом в разработке участвовали лишь 11 инженеров и 15 технических сотрудников. Тогда как на разработку первого в мире американского электронного компьютера «ENIAC» ушло 5 лет и было задействовано 13 разработчиков и более 200 техников.