ENIAC

Col·laboració de Alexis Masdeu per al capítol El xip minúscul

L’ENIAC és un dels primers computadors de la història i el primer computador de propòsit general, electrònic, digital i reprogramable.

El nom d’ENIAC esdevé de l’acrònim anglès de Electronic Numerical Integrator And Computer. Va ser construït entre els anys 1943 i 1946, per John Mauchly i John Presper Eckert se’n va fer la presentació pública el 15 de febrer de 1946. El seu cost va ser de mig milió de dòlars i fou encarregat i subvencionat pel Laboratori de recerca balística de l’exèrcit dels Estats Units.

En un principi va ser dissenyat per a calcular la trajectòria de tir de míssils. La seva operativitat es va prolongar fins les 23.45 del 2 d’octubre de 1955, moment en el qual fou desconnectat per sempre. Es creu que durant els nou anys que va estar en funcionament, l’ENIAC va realitzar més càlculs que els que va fer tota la humanitat fins a aquell moment.

Físicament l’ENIAC estava format per 17,468 tubs de buit, 7200 díodes de cristall, 1500 relés, 70000 resistències, 10000 condensadors i 5 milions de soldadures fetes a mà.

Conceptualment estava dividit en 30 unitats autònomes, 20 de les quals eren anomenades acumuladors. Cada acumulador era una màquina de sumar 10 dígits a gran velocitat i que podia emmagatzemar els seus propis càlculs. El contingut dels acumuladors es visualitzava externament a través de làmpades que produïen un efecte visual segons el seu valor.

Pel seu funcionament, es requeria operar manualment uns 6000 interruptors. I quan es requeria fer alguna modificació en el seu programa o software, aquesta requeria setmanes de modificacions, doncs requeria una instal·lació manual.

En quant a mides, l’ENIAC no se’l podria considerar una computadora portàtil doncs les seves mides eren de 2,4 metres d’altura, 30 metres de llarg i 0,9 metres de profunditat. Ocupant per tant una superfície total que arribava fins els 167 metres quadrats i un pes de 27 tones.

Mentre l’ENIAC es mantenia en funcionament, la temperatura del local pujava considerablement, podent arribar fins els 50º C. Una de les conseqüències directes d’aquesta elevada temperatura de funcionament, era que el temps de ruptura disminuïa fins arribar a ser tant sols d’una hora. Per altra banda, també són famosos els problemes que produïen els diferents animals que entraven dins les caixes dels circuits i els rossegaven i els feien malbé. Aquests problemes, al ser produïts en major part per insectes, van prendre el nom de “bug” (insecte en anglès). Aquest terme encara s’utilitza en l’actualitat per designar un error de programació.

En un principi, per a programar l’ENIAC i poder-hi realitzar un conjunt d’operacions, era necessari connectar i desconnectar, de la mateixa manera que es feia amb les central telefòniques de l’època, els diferents cables dels que estava compost per tal de commutar els seus circuits i modificar-ne la configuració. Posteriorment, una sèrie de modificacions permetrien emmagatzemar aquests conjunt d’instruccions en taules de funcions de només lectura (ROM), agilitzant així la programació i introduint un concepte que esdevindria clau en la informàtica, el programa emmagatzemat en memòria.

L’ENIAC podia arribar a resoldre fins a 5000 sumes i 360 multiplicacions en un segon. Una suma la realitzava en 0,2 milisegons (5000 sumes per segon), una multiplicació de dos nombres de 10 dígits la realitzava en 2,8 milisegons, i una divisió com a molt la realitzava en 24 milisegons.

Normalment, els càlculs que es realitzaven amb l’ENIAC s’executaven dues vegades per tal de comprovar-ne els resultats. Periòdicament també s’executaven càlculs el resultat dels quals es coneixien prèviament per tal de comprovar el correcte funcionament de la màquina.
El seu consum elèctric era de 150Kw i necessitava un sistema independent de la xarxa elèctrica convencional. Existeix la llegenda que quan l’ENIAC es posava en funcionament la ciutat de Filadèlfia, on es trobava instal·lat, patia de talls en el subministrament elèctric.

Un dels components bàsic i essencial de l’ENIAC era el díode de buit. Un díode de buit és un component electrònic que permet el pas de corrent elèctrica en una sola direcció. El funcionament dels díodes es basa en les anomenades vàlvules termoiòniques o tubs de buit. Aquestes utilitzen la propietat que tenen els metalls d’alliberar electrons des de la seva superfície quan s’escalfen. L’origen dels tubs de buit, es remunta als experiments realitzats per Edison amb làmpades incandescents (una espècie primitiva de bombeta). En un d’ells va introduir un elèctrode en forma de placa metàl·lica dins una làmpada. Va descobrir que es generava una corrent d’electrons entre el filament incandescent i la placa metàl·lica. Els electrons dels àtoms del filament, a l’escalfar-se augmentaven de velocitat arribant a assolir velocitats d’escapament. Aquests electrons eren atrets per la placa creant així una corrent d’electrons. A aquesta corrent d’electrons se l’anomena Efecte Edison-Richardson o efecte termoiònic.

Així doncs tenim el tub de buit més simple. Constituït per una ampolla de vidre (semblant a les utilitzades per a les làmpades incandescents) a la que se li ha fet el buit i on trobem tancats dos elèctrodes, el càtode i l’ànode. Així doncs, com que està constituïda per dos elèctrodes, a aquest tub de buit se l’anomena díode.

Un díode, per sota d’un cert voltatge (abans que els electrons assoleixin la velocitat d’escapament) es comporta com un circuit obert, pel qual no hi passa corrent. Quan es supera aquest voltatge límit, el díode canvia d’estat i passa a comportar-se com un circuit tancat que deixa passar corrent i que produeix una resistència molt petita.

Amb aquest element electrònic podem aconseguir, combinant-lo entre ell convertir el corrent altern en corrent continu. Treballant amb díodes, també es pot començar a pensar en treballar amb sistema binari, que es pot simplificar al pas de corrent o no per un circuit.

Col·laboració de Alexis Masdeu per al capítol El xip minúscul