eerste generatie computers radiobuizen

De automatische rekenmachines.

Van 1935 tot 1946 is er veel werk, zowel theoretisch als praktisch, besteed aan het ontwerpen en het bouwen van automatische rekenmachines. Tengevolge de oorlogssituatie en het strategisch belang van krachtige rekenmiddelen was er weinig of geen contact tussen de verschillende groepen die werkzaam waren, met als gevolg gelijkwaardige maar toch onafhankelijke ontwikkelingen.

In 1936 publiceerde een Engelse wiskundige, Alan Turing een artikel 'On computable numbers' waarin hij beroep deed op een programmeerbare automaat met programma geheugen, de Turing Machine, om bepaalde wiskundige stellingen te bewijzen. Turing machines werden nooit gebouwd maar zij hadden wel alle fundamentele kenmerken van hedendaagse computers.

In 1937 begon Howard Aiken aan de Harvard Universiteit een electromechanische rekenmachine te ontwerpen, die gebruik maakte van schakelelementen voor automatische telefooncentrales om decimale berekeningen te verrichten.

Deze machine werd gebouwd door IBM en aan de universiteit geleverd in 1944.

In Duitsland begon de bouwkundig ingenieur Konrad Zuse in 1936 met de bouw van een volledig mechanisch, door ponsstroken aangedreven rekenautomaat, de Z1. Een verdere, op relaistechniek gebaseerde rekenautomaat werd in mei 1941 voltooid. De Z3 was de eerste goed functionerende, vrij programmeerbare en programmagestuurde rekenautomaat.

Konrad Zuse

In 1938 begonnen John Atanasoff en Clifford Berry aan de Iowa State University een elektronische rekenmachine te bouwen die gebruik maakte van het binaire stelsel en van een draaiend geheugen voor gegevens dat qua concepten als de voorloper van de moderne periferische geheugens, en zelfs van sommige centrale geheugens, kan beschouwd worden. Tengevolge de oorlog werd deze machine nooit volledig afgewerkt.

In 1942 werd door de Britse geheime diensten, in nauwe samenwerking met Alan Turing, COLOSSUS gebouwd teneinde de Duitse geheime codes te kraken. Dat was de eerste gigantische machine waarin meerdere duizenden radiobuizen als snelle schakelaars aangewend werden om vergelijkingen te maken. Colossus heeft een doorslaggevende rol gespeeld in wereldoorlog 2, onder meer door de Engelse Navy in te lichten over de positie van alle Duitse duikboten. Jammer genoeg voor de rol van Europa in de naoorlogse computerindustrie is de ervaring die opgedaan werd bij de bouw van Colossus dertig jaar lang een militair geheim gebleven. Zelfs het bestaan van Colossus werd maar in de jaren zeventig vrijgegeven. In 1954 pleegde Alan Turing zelfmoord, waarschijnlijk tengevolge het extreme wantrouwen dat de Britse overheid vertoonde ten opzichte van een onorthodoxe, vrijdenkende mathematicus waarvan de ideeën staatsgeheimen geworden waren.

Met de eerste programmagestuurde elektronisch digitale computer werd vlak vóór de tweede wereldoorlog gestart met de bouw. In 1939 werkte IBM samen met de Harvard University aan een prototype van een elektromagnetische rekenmachine, die later (in 1947) bekend werd als de Harvard MARK 1. Dit apparaat kon 72 woorden opslaan en 3 optellingen per seconde maken. De berekeningen werden uitgevoerd door middel van elektrische relais, een soort schakelaars. Aangezien dit mechanische en dus geen elektronische componenten waren spreekt men hier niet van een echte computer. Grace Hopper die de eerste computer bug (een geplette mot tussen 2 elektrische panelen) ontdekte stond wereldwijd bekend voor haar werk met de MARK 1. Grace gebruikte tijdens de tweede wereldoorlog de Mark 1 o.a. om de hoeken te berekenen waarmee de Amerikaanse marine haar munitie moest afschieten. 

In 1943 begonnen J.Presper Eckert en John W.Mauchly in de Moore School of Electrical Engineering te Philadelphia aan de bouw van ENIAC, een elektronische rekenmachine bestemd voor het opmaken van artillerie tabellen. Sommige van de fundamentele ideeën van Eniac waren geïnspireerd door het werk van Atanasoff, aan wie Mauchly een bezoek bracht in 1941. ENIAC werd ingehuldigd in 1946, en wordt meestal, ten onrechte, beschouwd als de eerste grootschalige elektronische rekenmachine. Het bevatte 18,000 radiobuizen, het verbruikte 150,000 W, en het nam een vloeroppervlak van 180 vierkante meter in beslag. Het werd tot in 1955 gebruikt, hoofdzakelijk voor berekeningen die betrekking hadden tot de ontwikkeling van kernwapens.

De Hongaarse Amerikaan John von Neumann: bekend omwille van zijn onderzoek naar kernwapens tijdens de tweede wereldoorlog heeft een grootte bijdrage geleverd aan de computergeschiedenis.

Op basis van een ontwerp van von Neumann, die daarbij voortbouwde op de ideeën van Babbage en Byron, werd in 1949 in Cambridge de eerste computer gebouwd die niet langer werd geprogrammeerd door herbedrading van de onderdelen, maar door het invoeren van een reeks instructies in het geheugen. Deze Electronic Delay Storage Automatic Calculator (EDSAC) markeerde de geboorte van de eerste generatie digitale computers. Tegenwoordig werken alle computers volgens het principe dat door hem werd gedefinieerd. Het opslaan van de programma-instructies en de te verwerken gegevens in een geheugen bleek de doorbraak naar een snellere en gemakkelijker te programmeren computer.

Belangrijke ontwikkelingen:

Tussen 1945 en 1950 werd de constructie van een groot aantal computers gestart in verschillende universiteiten.

A.Turing in de "National physics laboratory" in G.B.

Dit project kwam nooit echt van grond tengevolge organisatorische problemen en de bureaucratische vrees dat iets van de Colossus ervaring aan de geheime diensten zou ontsnappen.

Gereed in 1952 EDVAC(= Electronic Discrete Variables Automatic Computer)J.Mauchly en J.P.Eckert in Moore school for electrical engineering.

Gereed in 1952 IAS Computer, door J.Von Neumann in Princeton University.

Met uitzondering van ACE dat veel ambitieuzer was, waren al deze ontwerpen sterk beïnvloed door het oorspronkelijke EDVAC voorstel van von Neumann.Al deze machines waren gekenmerkt door zeer kleine geheugens. De toenmalige geheugen technologieën (akoestische vertragingslijnen met kwik of geheugen kathode straalbuizen) waren bijzonder duur en onbetrouwbaar. Buiten absolute laders beschikten eerste generatie computers niet over besturingssystemen. Zij werden in machinetaal of in assembler geprogrammeerd.