جهاز IAS

كان جهاز IAS أول حاسوب إلكتروني يُبنى في معهد الدراسات المتقدمة (IAS) في برينستون، نيو جيرسي . ويُطلق عليه أحيانًا اسم جهاز فون نيومان، نسبةً إلى جون فون نيومان ، أستاذ الرياضيات في جامعة برينستون ومعهد الدراسات المتقدمة، الذي حرّر الورقة البحثية التي تصف تصميمه. بُني الحاسوب تحت إشرافه، بدءًا من عام 1946 وحتى عام 1951. ^{[ 1 ]} يُطلق على البنية العامة للجهاز اسم بنية فون نيومان ، على الرغم من أن آخرين هم من وضعوا تصوره ونفذوه. ^{[ 2 ]} يُعرض الحاسوب حاليًا في المتحف الوطني للتاريخ الأمريكي التابع لمؤسسة سميثسونيان . ^{[ 3 ]}

في صيف عام ١٩٤٤، التقى جون فون نيومان بهيرمان غولدستين ، مهندس معماري حاسوبي وباحث رئيسي في جهاز إينياك . خلال هذا اللقاء، عرض غولدستين مشروع إينياك على فون نيومان. ونتيجةً لهذا اللقاء، كتب فون نيومان مذكرة بعنوان " المسودة الأولى لتقرير عن إيدفاك" كمشروع حاسوب IAS المقترح. قام غولدستين بطباعة التقرير وتوزيعه في ٢٥ يونيو ١٩٤٥. دعا فون نيومان غولدستين للانضمام إلى مشروع IAS في أوائل عام ١٩٤٦، كمساعد مدير، ثم مديرًا للمشروع لاحقًا. انضم آرثر بيركس ، كبير مهندسي مشروع إينياك، إلى غولدستين للعمل في مشروع IAS. في أوائل صيف عام ١٩٤٦، تم تعيين جوليان بيغلو كبيرًا للمهندسين، ^{[ ٤ ]} وكان من بين المهندسين السابقين جيمس إتش. بوميرين ، ورالف جيه. سلوتز ، وويليس وير . ^{[ 5 ]} بعد ذلك، عمل المزيد من المهندسين في مشروع حاسوب IAS، بمن فيهم جورج دبليو براون ، وهيويت كرين ، وجيرالد إسترين ، وآخرون. كان الجهاز قيد التشغيل المحدود في صيف عام 1951، وبدأ تشغيله بالكامل في 10 يونيو 1952. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} واستمر تشغيله حتى 15 يوليو 1958. ^{[ 9 ]}

كان جهاز IAS حاسوبًا ثنائيًا بكلمة 40 بت ، تخزن كل كلمة منها تعليمتين، كل تعليمة 20 بت. بلغت سعة الذاكرة 1024 كلمة (5 كيلوبايت بالمصطلحات الحديثة). تم تمثيل الأعداد السالبة بنظام المتمم الثنائي . احتوى الجهاز على سجلين للأغراض العامة : المُراكم (AC) والمُضاعِف/القسمة (MQ). استخدم الجهاز 1700 صمامًا مفرغًا (من أنواع الصمامات الثلاثية: 6J6، 5670، 5687، وعدد قليل من الصمامات الثنائية: من النوع 6AL5، و150 صمامًا خماسيًا لتشغيل شاشات CRT الخاصة بالذاكرة، و41 شاشة CRT (من النوع: 5CP1A): 40 منها تُستخدم كصمامات ويليامز للذاكرة، بالإضافة إلى واحدة لمراقبة حالة صمام الذاكرة). ^{[ 10 ]} صُممت الذاكرة في الأصل لاستخدام 40 صمامًا مفرغًا من نوع RCA Selectron ، بسعة 4096 بت لكل منها. ^{[ 11 ] : 9} مشاكل في تطوير هذه الأنابيب المعقدة أجبرت على التحول إلى أنابيب ويليامز .

كان وزنها حوالي 1000 رطل (450 كجم) . ^{[ 12 ]} 

كانت آلة غير متزامنة ، أي أنها لم تكن مزودة بساعة مركزية لتنظيم توقيت التعليمات. تبدأ كل تعليمة بالتنفيذ فور انتهاء التعليمة السابقة. كان زمن الجمع 62 ميكروثانية ، وزمن الضرب 713 ميكروثانية.

على الرغم من أن البعض يدعي أن جهاز IAS كان أول تصميم يدمج البرامج والبيانات في ذاكرة واحدة، إلا أن ذلك قد تم تنفيذه قبل أربع سنوات بواسطة جهاز Manchester Baby عام 1948. ^{[ 13 ]} كما دخل جهاز MESM السوفيتي حيز التشغيل قبل جهاز IAS.

أوضح فون نيومان كيف يمكن استخدام دمج التعليمات والبيانات في ذاكرة واحدة لتنفيذ الحلقات، وذلك عن طريق تعديل تعليمات التفرع عند اكتمال الحلقة، على سبيل المثال. وأصبح شرط الوصول إلى التعليمات والبيانات والمدخلات/المخرجات عبر نفس ناقل البيانات يُعرف لاحقًا باسم عنق زجاجة فون نيومان .

تم توزيع مخططات جهاز IAS على نطاق واسع على أي مدارس أو شركات أو مؤسسات مهتمة بأجهزة الحوسبة، مما أدى إلى بناء العديد من أجهزة الكمبيوتر المشتقة التي يشار إليها باسم "أجهزة IAS"، على الرغم من أنها لم تكن متوافقة مع البرامج. ^{[ 14 ]}

بعض هذه "الآلات IAS" كانت: ^{[ 15 ]}

• AVIDAC ( مختبر أرغون الوطني )
• BESK (ستوكهولم)
• BESM (موسكو) ^{[ 14 ]}
• سيركل كمبيوتر (مختبرات هوجان، المحدودة)، ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} 1954 ^{[ 19 ] [ 20 ]}
• إعصار ( جامعة ولاية أيوا )
• DASK (Regnecentralen، كوبنهاغن 1958)
• جورج (مختبر أرغون الوطني)
• IBM 701 (19 عملية تثبيت)
• ILLIAC I ( جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين )
  • موساسينو-1 ( موساشينو، طوكيو ، اليابان )
• جونياك ( راند )
• مانياك 1 ( مختبر لوس ألاموس الوطني )
• ميستيك ( جامعة ولاية ميشيغان )
• أوراكل ( مختبر أوك ريدج الوطني )
• أوردفاك ( ميدان اختبار أبردين )
• بيرم (ميونخ) ^{[ 21 ]}
• سارة ( ساب )
• SEAC (واشنطن العاصمة) ^{[ 21 ]}
• سيلاك ( جامعة سيدني )
• SMIL ( جامعة لوند )
• معهد تاتا للأبحاث الأساسية ( TIFRAC )
• معهد وايزمان ( WEIZAC )

• هندسة فون نيومان المعمارية
• قائمة أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بالصمامات المفرغة

• جيلكريست، بروس ، "تذكر بعض أجهزة الكمبيوتر المبكرة، 1948-1960" ، جامعة كولومبيا EPIC ، 2006، الصفحات  7-9. (أرشيف 2006) يحتوي على بعض المواد السيرية الذاتية حول استخدام جيلكريست لجهاز كمبيوتر IAS بدءًا من عام 1952.
• دايسون، جورج ، كاتدرائية تورينج ، 2012، بانثيون، رقم ISBN 0-307-90706-6كتاب يتناول تاريخ معهد الدراسات المتقدمة في سياق صناعة هذا الحاسوب. وتتناول الفصول من السادس فصاعدًا هذا الحاسوب بالتحديد.
• "آلات الحوسبة الآلية: التطورات التقنية - الحاسوب الإلكتروني في معهد الدراسات المتقدمة" . رياضيات الحوسبة . 7 (42): 108-114 . 1953. doi : 10.1090/S0025-5718-53-99368-5 . ISSN 0025-5718 . 
• "وثائق متعلقة بأجهزة الكمبيوتر الخاصة بـ IAS" . www.bitsavers.org .

• مشروع الحاسوب الإلكتروني ، قائمة التقارير الصادرة خلال السنوات 1946-1957، معهد الدراسات المتقدمة.
• مقابلات تاريخية شفهية حول معهد الدراسات المتقدمة - انظر أيضًا المقابلات الفردية مع ويليس إتش. وير ، وآرثر بيركس ، وهيرمان غولدستاين ، ومارتن شوارتزشيلد ، وآخرين. معهد تشارلز باباج ، جامعة مينيسوتا.
• وير، ويليس هـ. (1953). تاريخ وتطور مشروع الحاسوب الإلكتروني في معهد الدراسات المتقدمة (ملف PDF) . راند.
• المسودة الأولى لتقرير حول لجنة تقييم ضحايا الاعتداء الجنسي على الأطفال (EDVAC) – نسخة من المسودة الأصلية لجون فون نيومان
• صور: JvN واقفًا أمام جهاز IAS، وصورة أخرى للجهاز من "CPSC 231 - مارك سموثرمان" . people.cs.clemson.edu