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Jul 23, 2023

Mark 1, neu gestartet

Der Harvard Mark I, ein 77 Jahre alter elektromechanischer Computer, der von Harvard entworfen wurde

Der Harvard Mark I, ein 77 Jahre alter elektromechanischer Computer, der vom Harvard-Mathematiker Howard Aiken entworfen wurde, zieht vom Science Center, wo er seit 1959 beheimatet ist, in den kürzlich fertiggestellten Science and Engineering Complex um. (Videonachweis: Kai-Jae Wang)

Vom Harvard Science Center in Cambridge bis zum neuen Science and Engineering Complex in Allston sind es nur 1,8 Meilen. Die Fahrt vom Oxford Street-Gebäude über den Harvard Square und die North Harvard Street entlang sollte mit dem Auto etwa 10 Minuten dauern – zu Fuß etwa eine halbe Stunde.

Es ist also schlecht, sich ein Jahr Zeit zu nehmen, selbst wenn man den Verkehr im Raum Boston berücksichtigt. Aber es gibt eine legitime Entschuldigung dafür, warum es so lange gedauert hat, bis der Harvard IBM Mark I Automatic Calculator – ein Meilenstein der Informatik, der 1950 vom Time Magazine als „eine Stammmutter, eine Art mechanische Eva“ beschrieben wurde – in sein neues Zuhause gebracht wurde: den COVID -19 Pandemie.

Als einer der ersten programmierbaren Computer der Welt stellte der Mark I – ursprünglich der Automatic Sequence Controlled Calculator – einen wichtigen Schritt vorwärts in der globalen digitalen Entwicklung dar. Bevor es 1944 seinen Betrieb aufnahm, mussten Rechenmaschinen (einige davon schneller als die Mark I) jeweils für die Lösung eines bestimmten Problems konzipiert werden. Die Mark I konnte jedoch Lochkarten und Lochstreifen zur Speicherung von Daten und Anweisungen verwenden könnte eine Reihe von Problemen lösen.

„Es war eine Premiere für seine Zeit“, sagte Sara Schechner, David P. Wheatland-Kuratorin der Harvard Collection of Historical Scientific Instruments, die die Maschine zu ihren wertvollsten Beständen zählt. „Wir haben viele sehr bedeutende Gegenstände, aber es steht dort ganz oben auf der Liste der besonderen Dinge.“

Es ist auch das größte Objekt der Sammlung. Der ursprüngliche Mark I wog fünf Tonnen und war 50 Fuß lang. Es war die Idee eines Harvard-Studenten, Howard Aiken, der es 1937 entwarf und dabei auf der jahrzehntealten Inspiration des britischen Ingenieurs und Erfinders Charles Babbage aufbaute. Aiken beschäftigte sich mit der Idee, bis IBM Interesse zeigte. Die Maschine selbst, die in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Unternehmens entwickelt wurde, wurde 1944 an das Cruft Lab in Harvard geliefert, gerade rechtzeitig, um bei den Bemühungen des Landes im Zweiten Weltkrieg mitzuhelfen, einschließlich der Entwicklung der Atombombe, der Raketenflugbahnen und des Radardesigns Einrichtungen.

Sara Frankel, Leiterin der Sammlung wissenschaftlicher Instrumente, entfernt jahrelangen Staub aus dem Innenmechanismus des Mark 1. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Der Harvard Mark 1 wurde vom Harvard-Physikprofessor Howard Aiken konzipiert und von IBM entworfen und gebaut. Er ist ein raumgroßer, relaisbasierter Rechner. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Vorarbeiter Mike Smith von OB Trucking and Rigging arbeitet vor Ort. Der Mark 1 besteht aus 750.000 Komponenten. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Die Konstantenregister sind Schlüsselbestandteile des IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, der nach seiner Einführung in Harvard den Namen Mark 1 erhielt. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Die konstanten Register sind Schlüsselbestandteile des IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), der in Harvard als Mark 1 bezeichnet wird. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Vorarbeiter Mike Smith (links), Don Knight und Larry Hall verwenden Hubwagen, um den Mark 1 in seinen neuen Raum im SEC zu schieben. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Sara Frankel, Leiterin der Sammlung wissenschaftlicher Instrumente, entfernt jahrelangen Staub aus dem Innenmechanismus des Mark 1. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Der Harvard Mark 1 wurde vom Harvard-Physikprofessor Howard Aiken konzipiert und von IBM entworfen und gebaut. Er ist ein raumgroßer, relaisbasierter Rechner. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Vorarbeiter Mike Smith von OB Trucking and Rigging arbeitet vor Ort. Der Mark 1 besteht aus 750.000 Komponenten. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Die Konstantenregister sind Schlüsselbestandteile des IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, der nach seiner Einführung in Harvard den Namen Mark 1 erhielt. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Die konstanten Register sind Schlüsselbestandteile des IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), der in Harvard als Mark 1 bezeichnet wird. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Vorarbeiter Mike Smith (links), Don Knight und Larry Hall verwenden Hubwagen, um den Mark 1 in seinen neuen Raum im SEC zu schieben. (Bildnachweis: Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Das Projekt wurde von der US-Marine geleitet und von einer Mannschaft unter der Leitung von Aiken beaufsichtigt, der sich als Kommandeur des Projekts gemeldet hatte und fungierte. Zu denjenigen, die eine Schlüsselrolle spielten, gehörte Lt. Grace Hopper, eine Mathematikerin. Hopper, die zum Konteradmiral aufsteigen sollte, spielte eine Schlüsselrolle als frühe Mark-I-Programmiererin – und war damit eine der ersten der Welt. Sie verfasste ein Buch über die Programmierung der Maschine, das zum weltweit ersten Computerhandbuch dieser Art wurde, sagte Schechner.

Hoppers Notizen seien ein wichtiges Dokument jener Tage, deren Echos heute in heute üblichen Begriffen zu hören seien, die routinemäßig im Gespräch über Computer verwendet würden, sagte Schechner. Eine sich wiederholende „Schleife“ für das Mark I war eine tatsächliche Schleife aus gestanzten Papieranweisungen, die kontinuierlich in die Maschine eingespeist wurden. Ein Software-„Patch“ für das Mark I bezeichnete die Papierflicken, die über fehlerhaft gestanzten Löchern auf einem Programmband oder einer Karte angebracht wurden. Nach dem Patchen konnte es mit der richtigen Anweisung neu gestanzt werden. In der „Bibliothek“ des Mark I wurden alle Lochstreifen und Karten mit den Programmieranweisungen des Mark I aufbewahrt. Und obwohl der Begriff „Bug“ bereits für schwer zu findende mechanische Probleme verwendet wurde, bezog sich das, was ich sah, auf Computer, sagte Schechner. Hoppers Notizbuch enthält einen augenzwinkernden Hinweis auf den Begriff, eine tatsächliche Motte, die die Ursache für eine Fehlfunktion in der Maschine der nächsten Generation, der Mark II, war. Hopper klebte das tote Insekt auf die Seite und bemerkte, dass der mythische „Käfer“ endlich beobachtet worden sei.

Mit einer Rechengeschwindigkeit von 3 Hertz – heute laufen Maschinen mit einer relativ halsbrecherischen Geschwindigkeit von Milliarden Hertz – wurde der elektromechanische Mark I von einer physischen Antriebswelle angetrieben, die mit seinen klappernden mechanischen Relais verbunden war, und war tatsächlich langsamer (in manchen Fällen sogar viel langsamer). ) als andere Rechenmaschinen seiner Zeit, von denen einige weniger zuverlässige, aber schnellere Vakuumröhren verwendeten. Aber der Mark I wurde, wo immer möglich, unter Verwendung bewährter, handelsüblicher Geschäftskomponenten von IBM gebaut und war genauer und zuverlässiger. Diese Eigenschaften wurden geschätzt und die Maschine lieferte bis 1959 weiterhin Antworten, obwohl neuere, schnellere Versionen entwickelt wurden, darunter Mark II, III und IV, die ebenfalls von Aiken in Harvard entwickelt wurden. Nach ihrer Ausmusterung wurde die Maschine demontiert, wobei etwa die Hälfte in Harvard verblieb und zwei weitere Teile an IBM und die Smithsonian Institution gingen.

Das neue Zuhause der Maschine, der Science and Engineering Complex, wird Labore und Klassenzimmer für die Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) beherbergen, an der die Informatikprogramme von Harvard angesiedelt sind. Der seit langem erwartete Umzug der Büros und Labore für etwa die Hälfte der Lehrkräfte der Fakultät in das neue Gebäude sollte gerade in vollem Gange sein, als die Pandemie ausbrach und sowohl den Umzug als auch die Abschlussarbeiten am Gebäude auf Eis legte. Der Einzug wurde letzten Herbst wieder aufgenommen und die Schulleitung geht davon aus, dass die SEC im September voll funktionsfähig sein wird, wenn die Schüler auf den Campus zurückkehren. Der Umzug von Mark I wurde von Teams der Sammlung historischer wissenschaftlicher Instrumente und von SEAS unter der Leitung von Pamela Choi Redfern, stellvertretende Dekanin für Campusplanung des SEAS, geplant und durchgeführt und vom leitenden Manager des Projekts, Michael Noll, organisiert, sagte Schechner.

Es hat eine Art Schönheit. Es gibt so viel zu verdrahten und zu löten, so viele Verbindungen sind gebündelt und fast wie gestrickt.

„Es ist erfreulich, dass diese bahnbrechende Maschine, die an den Beginn des Computerzeitalters anknüpft, in der neuen Heimat der aufstrebenden Informatikprogramme von Harvard untergebracht ist“, sagte SEAS-Dekan Francis J. Doyle III. „Umgeben von Spitzenforschung – von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen bis hin zu Quantengeräten und -netzwerken – wird der Mark I öffentlich ausgestellt, um zukünftige Generationen von Ingenieuren und Wissenschaftlern auszubilden und zu inspirieren.“

Schechner sagte, dass die Mark I trotz ihrer halben ursprünglichen Größe nicht nur das größte Objekt in der Sammlung historischer wissenschaftlicher Instrumente sei, sondern auch das größte Ding, dessen Umzug sie jemals beaufsichtigt habe. Das Mark I befand sich seit den 1990er Jahren im Science Center von Harvard, als sein Zuhause im damaligen Aiken Computation Laboratory abgerissen wurde, um Platz für das Maxwell-Dworkin Lab zu schaffen. Zur Vorbereitung des aktuellen Einsatzes hätten sie laut Schechner Fotos dieses früheren Umzugs untersucht und nach Hinweisen gesucht, wie die riesige Maschine am besten abgebaut und transportiert werden könne. Der Umzug nach Allston und zum SEC war schon lange geplant – Schechner sagte, sie habe während der Entwurfsphase des SEC mit Architekten über die Notwendigkeit gesprochen, das beträchtliche Gewicht des Mark I in seinem neuen Zuhause im Atrium des Gebäudes unterzubringen. Für den Sommer 2020 war ein gemächlicherer Abbau und Wiederaufbau geplant, mit mehr Zeit für Reinigung und Dokumentation, doch Corona kam dazwischen. Diesmal führte der Wunsch, die neue Ausstellung einzurichten und das Gebäude für Studenten vorzubereiten, zu einem verkürzten Zeitrahmen von zwei Wochen für den Umzug, der Anfang Juli abgeschlossen wurde.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, engagierte das Harvard-Team fünf professionelle Rigger, um das Personal der Sammlung zu verstärken. Die Maschine wurde sorgfältig in Etappen zerlegt und für die LKW-Fahrt zum SEC verpackt.

Schechner sagte, sie habe die Demontage „wie eine nervöse Mutter“ beobachtet und den Vorgang fotografiert und dokumentiert. „Das hat eine gewisse Schönheit. Es gibt so viel Verkabelung und Lötarbeiten, so viele gebündelte und fast schon miteinander verbundene Verbindungen.“

Themen:Allston Campus

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