Як швачки в середині ХХ століття створювали комп’ютери

Комп’ютерні технології минулих років виглядають примітивними і громіздкими. На одному історичному фото можна побачити велику шафу біля вантажного відсіку літака Pan American Airways – це був IBM 305 RAMAC, перший в світі комерційний жорсткий диск, розроблений в 1957 році. Його ємність становила всього 5 мегабайт.

На початках обчислювальної техніки пам’ять зберігала лише кілька байтів. Перший комп’ютер, розроблений під час Другої світової війни для обчислення таблиць артилерійського вогню, використовував вакуумні трубки для зберігання даних. Потім Джон Преспер Екерт винайшов складний пристрій з використанням ртутних скляних трубок і кварцових кристалів, які могли зберігати до декількох сотень тисяч біт – це був величезний стрибок порівняно з ранніми комп’ютерними технологіями.

В кінці 1940-х років винахідник-аматор з Лос-Анджелеса Фредерік В. Віхеа подав патент на новий тип пам’яті, в якому для зберігання даних використовувалися крихітні перетворювачі. На початку 1950-х років фізик Гарвард Ан Ванг істотно покращив цей принцип, а потім внесли свій вклад Джей Форрестер і Ян А. Райчман, що призвело до створення пам’яті на магнітних сердечниках (magnetic core memory) або феритової пам’яті. Ця нова технологія була першою незалежною пам’яттю – вона не втрачала дані при втраті живлення. Вона широко використовувалася в комп’ютерах Whirlwind ВМС США для відстеження літаків в реальному часі.

Феритова пам’ять складалася з крихітних феритових сердечників в формі кілець, які з’єднувалися проводами в масиви. Кожен сердечник міг зберігати біт, і значення біта (нуль або одиниця) визначалося у напрямку його магнітного поля. Провід, що проходить через отвори в сердечниках, міг як виявити (тобто прочитати), так і змінити (тобто записати) намагніченість сердечників. Така пам’ять домінувала протягом перших двадцяти років холодної війни. Але її виготовлення було дуже делікатною роботою – сердечники були крихітними, і їх потрібно було протягувати за допомогою збільшувального скла.

Як і всі ремесла, пов’язані з ткацтвом і шиттям, які історично асоціювалися з жінками, робота по «шиттю» пам’яті також залишилася за слабкою статтю. Під час перших місій «Аполлон» програмне забезпечення працювало на комп’ютері, основою якого була пам’ять високої щільності, яка створювалася за принципом феритовой пам’яті. Для її створення НАСА найняло досвідчених робітниць текстильної компанії Waltham Watch Company. Вчених цікавила точність, необхідна для обробки серцевин голкою. Жінки сиділи за довгими столами і пропускали дроти крізь отвори, створюючи матриці феритової пам’яті.

Внаслідок специфіки виробництва феритову пам’ять ще називали «пам’ять LOL», де LOL розшифровувалося як «Маленькі бабусі» (англ. Little Old Ladies). Жінки працювали під контролем «мотузкових матерів», які зазвичай були чоловіками. Найзнаменитішою «мамою» була Маргарет Гамільтон – директор відділу розробки програмного забезпечення лабораторії MIT, яка займалася створенням бортового програмного забезпечення для космічної програми НАСА «Аполлон». Одним з головних вкладів Гамільтон в місію Аполлона була розробка системи усунення комп’ютерних помилок. У 1960-х роках вже було кілька посібників з написання, документування та тестуванню складного програмного забезпечення. Але програмне забезпечення Apollo вражало своєю безпомилковістю.

Під час заходу на посадку «Аполлона-11» астронавти з необережності залишили включеним радар, який створював дуже велике навантаження на комп’ютер. Гамільтон передбачала таку аварійну ситуацію і включила механізм виявлення і виправлення помилок, який дозволяв комп’ютеру місячного модуля позбавлятися від другорядних завдань, і тримати під контролем основне – управління двигуном спуску.

«Якби комп’ютер не розпізнав цю проблему і не зробив дій по відновленню, – говорила потім Гамільтон, – я сумніваюся, що посадка на Місяць була б успішною».

У 1970 році Intel випустила пам’ять DRAM на напівпровідниковій мікросхемі. На відміну від пам’яті на магнітних сердечниках, ця пам’ять не вимагала потужного джерела живлення при роботі і копіткої ручної праці при виробництві, а її ємність росла експоненціально відповідно до закону Мура. Таким чином в 1970-х роках пам’ять на магнітних сердечниках була витіснена з ринку і пішла в історію.

Однак, на відміну від напівпровідників, магнітні сердечники не боялися радіації та електромагнітного імпульсу, і тому ще певний час їх використовували у військових і космічних системах – зокрема, в бортових комп’ютерах Шаттлів аж до 1991 року.

Цікаво, що зараз ми користуємося словами з епохи феритової пам’яті, не підозрюючи про їх походження. Це наприклад, комп’ютерний термін core dump (букв. «роздруківка вмісту сердечників»), а також «прошивка» (запис у пам’ять).

Читайте також про єдину людину, поховану на Місяці, та про найдовший в історії експеримент тривалістю 100 років.