Generaties van computers worden grotendeels gedefinieerd door de componenten die gebruikt werden om ze te bouwen. Hoewel mechanische computers zoals Babbage’s Motoren en de Hollerith schrijftafel tot ver in de 20e eeuw in gebruik zouden blijven, realiseerden wiskundigen en ingenieurs zich in de jaren 1930 dat de logica van het rekenen – Booleaanse logica – kon worden geïmplementeerd met elektronische relais en schakelaars. Vacuümbuizen, een elektrische component die als schakelapparaat kan worden gebruikt, werden de kerncomponenten van de eerste elektrische computers.
De Tweede Wereldoorlog inspireerde tot veel wiskundig werk. De Britten ontwikkelden een reeks rekenapparaten om berekeningen uit te voeren die nodig waren om Duitse codes te breken. Deze apparaten culmineerden in Colossus, ’s werelds eerste elektronische digitale computer die volledig programmeerbaar was. Bedieners konden de machine herprogrammeren door schakelaars om te zetten en aansluitingen te herbedraden. Colossus kon geen enkel mogelijk programma berekenen, maar kon worden “geherprogrammeerd” om verschillende problemen met betrekking tot het breken van codes op te lossen.
Computer History Museum
In 1946 voltooiden de VS het werk aan ENIAC, dat was ontworpen om artillerievuurtafels voor het leger te berekenen. Hij wordt beschouwd als de eerste computer voor algemeen gebruik – hij kon een willekeurige reeks wiskundige bewerkingen uitvoeren. Maar, net als bij de Colossus, werd het programma weergegeven door de fysieke bedrading van de machine. In tegenstelling tot de Colossus, die deel uitmaakte van een ultrageheim Brits programma, was de ENIAC algemeen bekend.
De ENIAC-computer nam 1800 vierkante meter in beslag en verbruikte 150kW aan energie.
De computer met opgeslagen programma’s
Eerdere computermachines hadden vaste programma’s. Een bureaurekenmachine bijvoorbeeld is een computer met een vast programma. Hij kan elementaire wiskunde doen, maar hij kan niet worden gebruikt als tekstverwerker of spelcomputer. Om het programma van een vasteprogrammamachine te veranderen, moet de machine opnieuw worden bedraad, gestructureerd, of opnieuw worden ontworpen. De vroegste computers werden niet zozeer “geprogrammeerd” als wel “ontworpen”. “Herprogrammering”, als het al mogelijk was, was een moeizaam proces, beginnend met stroomschema’s en papieren aantekeningen, gevolgd door gedetailleerde technische ontwerpen, en vervolgens het vaak moeizame proces van het fysiek herbedraden en herbouwen van de machine. Met het voorstel van de computer met opgeslagen programma’s veranderde dit. Een computer met opgeslagen programma’s omvat bij ontwerp een instructieset en kan in het geheugen een reeks instructies (een programma) opslaan die de details van de berekening bevat.
Nog voordat de ENIAC klaar was, erkenden de ontwerpers ervan, John Mauchly en J. Presper Eckert, de beperkingen ervan en begonnen zij met het ontwerp van een computer met opgeslagen programma’s, de EDVAC. Het was de eerste computer voor algemeen gebruik die was ontworpen om zijn instructies elektronisch op te slaan, zodat nieuwe programma’s konden worden uitgevoerd zonder fysieke wijzigingen aan de machine. De basisarchitectuur van deze machine staat bekend als de “von Neumann-architectuur”, naar de onderzoeker John von Neumann, die deze architectuur heeft beschreven. De von Neumann architectuur dient als de basisblauwdruk voor bijna elke moderne computer.
Hoewel EDVAC de eerste algemene computer met opgeslagen programma’s was, was het niet de eerste die een programma uitvoerde. Die eer komt toe aan de Manchester “baby”, een machine gebouwd aan de Universiteit van Manchester in Engeland. Het eerste programma werd uitgevoerd in juni 1948. Wat eigenlijk de eerste computer is, hangt af van hoe je “computer” definieert, maar over het algemeen worden deze twee machines beschouwd als de eerste moderne computers – elektrische apparaten die in staat zijn een programma in het geheugen op te slaan om willekeurige berekeningen uit te voeren.
Tegen 1950 hadden computers de laboratoria verlaten en waren ze mainstream geworden – machines als de UNIVAC en de IBM 650 werden commercieel verkocht aan de overheid en het bedrijfsleven. De UNIVAC werd publiekelijk bekend toen het CBS nieuws het gebruikte om een voorspelling te doen van de 1952 presidentsverkiezingen. De opiniepeilingen voorspelden een overwinning voor Adlai Stevenson, maar een UNIVAC-programma voor CBS voorspelde correct dat Eisenhower de race zou winnen.
Image courtesy of Computer History Museum.
UNIVAC-ontwerper J. Presper Eckert en operator Harold Sweeney demonstreren de UNIVAC aan CBS-nieuwslezer Walter Cronkite.
Wikipedia (CC BY-SA 3.0)