Mortimer Datz
International Institute of Meteorology
Stockholm, İsveç
Swedish Board for Computing Machinery
Bilgisayar tasarımı ve uygulaması alanlarındaki başlıca itici güç, gerek burada İsveç’te gerekse tüm İskandinavya genelinde, İsveç Bilgi İşlem Makineleri Kurulu’ndan (Matematikmaskinnämnden ya da MMN) gelmiştir. Kuruluşun geçmişi 1949 yılının başlarına uzanmaktadır. Sanayi ve kamu sektörü, büyüyen bir ekonomiyle birlikte artan ticari ve bilimsel problemlerin, geleneksel yöntemlerle ele alındığında giderek ağır bir yük hâline geldiğini görmüştür. Daha verimli yöntemlere duyulan gereksinim kabul edilmiştir. Yoğun bir inceleme yapılmış ve otomasyon, bu can sıkıcı probleme yönelik en umut verici çözüm olarak ortaya çıkmıştır.
İsveç Devleti bunun üzerine, genel amaçlı bir dijital bilgisayarın tasarımı ve yapımı konusunun uygulanabilirliğini incelemek üzere bir uzmanlar kurulu, yani MMN’yi görevlendirmiştir. Ayrıntılı bir araştırma, elde edilen bulguların hayata geçirilmesi gereğini göstermiş ve bunun sonucunda Kurul’un Çalışma Grubu (Matematikmaskinnämnden Arbetsgrupp ya da MNA) kurulmuştur.
İkili Otomatik Röle Hesaplayıcı
İngiltere’de (ör. EDSAC, MUDCM) ve Amerika Birleşik Devletleri’nde (ör. EDVAC, BINAC, MARK III) gerçekleştirilen öncü çalışmalardan elde edilen deneyim, grup için son derece yararlı olmuştur. Bu deneyim, Kurul’un kendi araştırma programıyla birleşerek BARK (Binar Automatisk Relä-Kalkylator) olarak bilinen makineyle sonuçlanmıştır.
Fiilî yapım çalışmaları, Kurul’un kendi makine atölyesi ve elektronik laboratuvarındaki teknik personel tarafından yürütülmüştür. BARK, 1 Şubat 1950 tarihinde kurulmuştur. Ön denetim süreci 31 Mart’a kadar sürmüş ve yalnızca işletme personelinin eğitilmesine hizmet etmekle kalmamış, aynı zamanda iyileştirmelerin yararlı olabileceği çeşitli noktaları da ortaya çıkarmıştır. Bunlar, işletme programının başlamasından önce başarıyla uygulanmıştır.
Bu makinede yaklaşık 5.200 röle bulunmakta olup, 90 veri sözcüğünden oluşan (sözcük başına 32 bit = 7 ondalık basamak ve bir üs) elektrostatik bir bellek ile her biri 6 ikili basamaklı 8 yazmaç yer almaktadır. Tümleşik (yani erişim süreleri dâhil) aritmetik işlemler için bazı ortalama hızlar özetlenecek olursa; toplama veya çıkarma 120 ms, çarpma 160 ms ve aktarım 80 ms sürmektedir.
Girdi-çıktı işlemleri beş kanallı delikli kâğıt şerit kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Şerit yalnızca tek yönde hareket edebilmektedir. Bununla birlikte, bir noktada şerit delinip, biraz ileride aynı anda okunması, bir girdi-çıktı arabellek depolaması kullanılarak mümkün olmuştur. İkili gösterimde tek bir veri sözcüğünün delinmesi yaklaşık 1,3 saniye sürmekte olup, buna karşılık okuma süresi biraz daha kısadır.
Çıktı sekizlik, ikili ve/veya ondalık biçimde alınabilmekteydi; ancak girdi yalnızca ikili ve/veya ondalık sözcüklerle sınırlıydı. İkiliden ondalığa ya da tersine dönüşüm BARK’ın yerleşik bir özelliği olmadığından, alt yordamların kullanılmasını gerektirmiştir. Okuma ya da delme işlemleri dâhil olmak üzere, tek bir veri sözcüğü belirtilen biçime yaklaşık 2 ya da 3 saniyede dönüştürülebilmiştir.
Genel olarak bir hesaplama, fiilen çalıştırılmadan önce bir fiş panosunun kablolanmasını gerektirmiştir. İş daha sonraki bir tarihte yeniden çalıştırılacaksa, pano yeniden kablolanmak zorundaydı. Bu açık bir dezavantaj olmakla birlikte, 1.200 komuttan oluşan kapsamlı liste, üç ya da dört farklı problemin eşzamanlı olarak kurulmasına olanak tanımıştır. Verimli işletim buna dayanmakta olup, uygulamada çok az zaman kaybı yaşanmıştır.
Gösterge lambaları, anahtarlar ve çeşitli ölçerlerden oluşan gösterge paneli, operatöre hesaplamanın ilerleyişini izleme olanağı sağlamıştır. Konsolun klavyesi, elektrostatik bellek içindeki herhangi bir hücreye erişim sağlamaktadır. Bu sayede düzeltmeler ve/veya değişiklikler girilebilmiş, böylece en azından geçici olarak yeniden kablolama gereksiniminden kaçınılabilmiştir.
Ele Alınan Problemler
İzleyen yıllar boyunca BARK, Kurul’un iyimser beklentilerini kesinlikle haklı çıkarmıştır. Makinenin normal işletme verimliliği yüzde 65’in üzerinde seyretmiştir. O dönemde bu düzeyde bir güvenilirlik dikkat çekiciydi.
MNA programlama grubu, kamu kuruluşları, araştırma kurumları ve özel şirketler için son derece geniş bir yelpazede problemlerle ilgilenmiştir. Buna ek olarak, bilgisayar tekniklerinin kendi özel gereksinimlerine olası uygulanışı hakkında bilgi edinmek isteyen herkese eğitimli personel sağlamaktadırlar. Bu hizmet, bir bilgisayarın neler yapabileceğini ve doğru kullanımının nasıl daha verimli bir işletmeye yol açtığını son derece etkileyici bir biçimde göstermiştir. Bu olanakların daha iyi anlaşılması, iş dünyası ve bilim çevrelerinde giderek genişleyen bir kabul görmeye yol açmıştır.
İkili Elektronik Hesaplayıcı
Bilgisayar teknolojisi alanındaki gelişmeler, gerek burada gerekse yurt dışında, hızlanarak devam etmiştir. 1950 sonbaharına gelindiğinde, o kadar çok önemli ilerleme kaydedilmiştir ki Kurul, bu en son ilkeleri bünyesinde toplayan bir makinenin tasarımını ele almayı zorunlu görmüştür. 1950’nin bitiminden hemen önce, planın ayrıntılı olarak geliştirilmesi için bir araştırma ve geliştirme projesi başlatılmıştır.
Hızlı belleğin Williams tipi olması ve daha yavaş bir manyetik tambur belleğiyle desteklenmesi kararlaştırılmıştır. Paralel çalışmanın avantajları açıkça anlaşılmış ve bunun olabilecek en üst düzeyde kullanılması hedeflenmiştir. Makinenin adı BESK (Binar Elektronisk Siffer-Kalkylator) olarak belirlenmiştir. BARK’ta olduğu gibi, tasarım ve yapım doğrudan Kurul’un teknik olanaklarıyla yürütülmüştür. BESK, Aralık 1953’te işletime alınmıştır.
O tarihte, BESK kadar hızlı bir makinenin İsveç’teki tüm sayısal çalışmaları iki hafta içinde çözeceği öngörülmüştür. Bunun büyük ölçüde yanlış olduğu kanıtlanmıştır; bunun temel nedeni, büyük hesaplamaların hem hızlı hem de ekonomik biçimde yürütülmesinin mümkün hâle gelmesiyle, bir yanda deneysel ve sezgisel yöntemler ile diğer yanda sayısal hesaplamalar arasındaki dengenin tamamen değişmiş olmasıdır.
Dijital bilgisayarın ortaya çıkışı, uçak sanayisi ve meteoroloji hizmetleri gibi bazı alanlarda kısa sürede örgütsel değişiklikleri gerekli kılmıştır; ancak diğer bazı alanlarda, yeni yöntemlerin benimsenmesindeki güçlükler nedeniyle ilgi beklentilerin altında kalmıştır. 1955’e gelindiğinde, BESK’in BARK’a olan üstünlüğü o denli kesinleşmiştir ki, müşterilerin çok azı işlerini ikincisine vermeyi değerli bulmuştur. Zaten yoğun olan BESK çalışma programı daha da sıkışmıştır. Bu durum ve acil alan gereksinimi birlikte ele alındığında, Kurul Ekim 1955’te BARK’ı sökmeye karar vermiştir.
Başlangıçta BESK, 512 sözcüklük (sözcük başına 40 bit) bir CRT belleği ve 4096 sözcük kapasiteli tek tamburlu bir manyetik tambur birimi ile donatılmıştır. Ancak 1956’nın Ağustos ve Eylül aylarında, tasarımına bir dizi önemli değişiklik ve iyileştirme eklenmiştir. Elektrostatik depolama, 1024 sözcük kapasiteli bir ferrit çekirdek bellekle değiştirilmiştir. Bu, daha yüksek verimlilik sağlamış olmakla birlikte, makine hızını artırmamıştır.
Bir toplama, çıkarma ya da aktarım 56 µs, bir çarpma 364 µs ve bir bölme 700 µs sürmüştür. Daha sonra, tüm komut listesi için mikrokomut düzeni gözden geçirilmiş ve temel işlemlerden 14 µs azaltılmıştır. Buna göre, toplama, çıkarma ya da aktarım artık 42 µs, çarpma 273 µs ve bölme 525 µs sürmektedir. Ayrıca, hâlihazırda 143 kilohertz olarak derecelendirilen temel saat darbesi frekansının artırılması yoluyla daha ileri bir hız artışı planlanmıştır.
Manyetik tambur birimi iki katına çıkarılmıştır; artık her biri 128 adet 32 sözcüklük (sözcük başına 40 bit) veri bandına sahip iki fiziksel tambur bulunmaktadır. Bu kanalların her birine karşılık, tambur ile çekirdek arasında ya da ters yönde, aritmetik birim üzerinden yirmi ila kırk milisaniyede bir bilgi bloğunun aktarılmasına olanak tanıyacak biçimde yerleştirilmiş bir ferrit çekirdekli okuma kafası vardır. Blok normalde tüm izdir, yani 32 sözcüktür; ancak hesaplama çalıştırılmadan önce yapılan elle ayarlamalarla 16 hatta 8 sözcüklük bloklar kullanmak da mümkündür. Bununla birlikte, bu tür bir uygulama, bir iz üzerinde birden fazla blok depolamak mümkün olmadığından, tüm tamburun kapasitesini sırasıyla yarıya ya da dörtte bire düşürmektedir.
Tamburlar yaklaşık 3000 dev/dak hızla dönmektedir. Bunlar, şerit okuyucu ve elektrikli daktilo gibi, makinenin geri kalanına göre eşzamansız çalışmaktadır; saat darbesi üreteci elektronik bir anahtar aracılığıyla devreden çıkarılmakta ve harici aygıttaki karşılık gelen birim devreye alınmaktadır. Bu tür bir işlemin tamamlanmasının ardından, ilgili birim denetim birimine bir sıfırlama sinyali gönderir ve bunun ardından iç saat darbesi üreteci yeniden bağlanır.
Bir BESK sözcüğü 40 ikili basamaktan oluşmasına karşın, bir komut yalnızca 20 bitten ibarettir; yani 8 bit işlem ve 12 bit adres içindir. Yarım hücreler, onaltılık sistemde 0’dan 7FF’e kadar adreslenmektedir; onaltılık sayma şu şekilde ilerler: 0, 1, 2, …, 9, A, B, C, D, E, F, 10, …, 19, 1A, 1B, …, 1F, 20, … . Sol yarım hücrenin çift bir adresi, buna karşılık gelen sağ yarım hücrenin ise onu izleyen tek adresi olduğu belirtilmelidir. Tambur belleğindeki 256 iz, onaltılık olarak 0, 2, 4, …, 1FE şeklinde adreslenmiştir.
Yaklaşık 75 komut içeren işlem listesi, yarım hücre ve tam hücre veri sözcükleri arasında ayrım yapacak biçimde hazırlanmıştır. Bu, programcının hesaplamanın doğruluğunu müşterinin gereksinimlerine ve problemin büyüklüğüne göre ayarlamasına olanak tanımaktadır.
Program Kütüphanesi
Bu yıllar boyunca BESK kullanıcısı için kapsamlı bir alt yordam ve standart program kütüphanesi geliştirilmiştir. Bunlar aşağıdaki kategorilere ayrılabilir.
-
İyi tanımlanmış standart problemleri çözen tam programlar. Bunlar arasında eğri uydurma, doğrusal sistemlerin çözümü, cebirsel denklemlerden kök çıkarma, zaman serisi analizi, özdeğer ve özvektör problemleri, ölçülen değerlerden nihai sonuçlara kadar neredeyse tüm veri işleme sürecini kapsayan jeodezik programlar, en uygun orman yolu ağlarının hesaplanması, ağaçların tomruk ve selüloz odununa uyarlanması vb. yer almaktadır: 20’DEN FAZLA PROGRAM
-
Otomatik kodlama sistemleri, kodlamanın makinenin hız ve kapasitesinin verimli kullanımından ödün verilerek basitleştirilmesini sağlar. Kayan nokta aritmetiği, çift hassasiyet, karmaşık sayılar, matris hesaplamaları vb. kombinasyonlarını içeren çok çeşitli yorumlayıcı yordamlar bulunmaktadır. Ayrıca, programlamanın sembolik adresler ve problemin matematiksel diline daha yakın bir sözde kod kullanılarak yapılmasına olanak tanıyan bir derleyici yordamı da vardır: 8 SİSTEM
-
Kod girdisi için yordamlar. Programın onaltılık terimlerle yazıldığı unutulmamalıdır: 3 ANA YORDAM
-
Ondalık veri girdisi: 4 ANA YORDAM
-
Ondalık biçimde sayı yazdırma (delme): 9 ANA YORDAM
-
Temel fonksiyonlar: 15’TEN FAZLA YORDAM
-
Özel programlar. Bu kategori; hata ayıklama yordamları, çeşitli tümleme ve enterpolasyon yöntemleri, doğrusal olmayan sistemlerin çözümü, simetrik matrislerin özdeğer ve özvektörleri, yüksek dereceli matrisleri içeren hesaplamalar vb. gibi çok çeşitli uygulamaları kapsamaktadır: 24’TEN FAZLA YORDAM
Veri ve komutlar, transistörlü dielektrik bir şerit okuyucu aracılığıyla aritmetik birim üzerinden çekirdek belleğe beslenmektedir. Delikli kâğıt şerit, saniyede en fazla 400 adet beş konumlu sembol hızında okunmaktadır. Bu konumların dördü hesaplama ya da tipografik bilgiyi iletirken, beşincisi bu bilginin belleğe okunup okunmayacağını belirtmektedir. Tipografik verilerin yalnızca girdi şeridi biçimiyle, örneğin satır başı ya da boşluk gibi öğelerle ilgili olduğu ve bu nedenle makinede depolanmadığı unutulmamalıdır.
Kontrol masası Ocak 1955’te BESK’e bağlanmıştır. Üzerinde, makinenin nerede ve ne zaman başlayıp duracağını, çalışma kipini (ör. kod denetimi, hesaplama hızı) ve çıktı biçimini (ör. delme, yazıcı) belirleyen çeşitli anahtarlar bulunmaktadır. Buna ek olarak, toplayıcı, çarpan-bölüm, komut sayacı, bellek yazmacı ve işlem yazmacının incelenmesine olanak tanıyan gösterge lambaları vardır. Panel tuşları, operatörün çekirdek içindeki herhangi bir belirtilmiş konumdan bilgiyi değiştirmesine ve/veya görüntülemesine izin verir.
Ses Ritmiyle Hata Saptama
Aritmetik devredeki yazmaçlardan birine bağlı ilginç bir ses bağlantısı da bulunmaktadır. Bu, hesaplamanın ritminin duyulmasını sağlar. Deneyimli bir programcı çoğu zaman bir hatayı kulakla fark edebilir. Bu özellik, denetim sürecine yararlı bir ek olarak hizmet eder.
Konsol ayrıca işlev yazıcısı olarak bilinen bir çıktı aygıtı ile donatılmıştır. Bu birimde, 9 ikili basamaktan oluşan özel kısa sözcükler analog karşılıklarına dönüştürülür ve bir katot ışınlı tüpün yüzeyinde noktalar biçiminde gösterilir. Grafik bilginin kalıcı bir kaydının elde edilmesi için Polaroid film kullanan bir kamera bağlanabilir. İşlev yazıcısının çalışması saklı program tarafından denetlenmektedir.
Harici programcı açısından çevrimdışı donanım, 4 adet delme-kopyalama aygıtı ve bir karttan kâğıt şeride dönüştürücüden oluşmaktadır. Delme-kopyalama düzeni iki ana bileşene sahiptir: kâğıt şerit delici ve yeniden delme birimi ile değiştirilmiş bir IBM elektrikli daktilo. Kartlar nadiren kullanılmakla birlikte, MNA’da bir karttan şeride dönüştürme düzeneği bulunmaktadır. IBM baskılı kart delgisi, tip 26, bir şerit delici içerecek biçimde yeniden düzenlenmiştir. Bu düzenek daha sonra bir elektrikli daktiloya bağlanarak aynı zamanda yazılı çıktı da elde edilebilmektedir.
Makinenin Uzaktan Kullanımı
Daha uzaktaki müşterilerin rahatlığı için Kurul, Telex ağına katılmıştır. Bu, uzak bir noktadaki bir programcının, özel Telex kodu kullanarak bir programı, girdilerini ve uygun çalıştırma talimatlarını delmesine olanak tanır. Ardından BESK numarası çevrilir (not: Telex sistemi, telefon sisteminde kullanılan yönteme doğrudan benzer bir arama işlemiyle ağ üyelerinin herhangi birine iletim yapılmasına izin verir) ve alfasayısal kâğıt şerit, makineye iletilmek üzere tele-göndericiye yerleştirilir. Alındığında, bir Telex programı ve girdi şeridi delinmiş olur. Malzemeyi makine koduna dönüştüren özel çeviri olanakları mevcuttur. Programın kendisi, sonuçları telekoda dönüştürmek için bir çıktı yordamı da içermektedir. Bu daha sonra kaynak istasyona geri gönderilir. Bu düzenek son derece başarılı olduğunu kanıtlamıştır.
İşletme Programı
BESK şu anda haftada yaklaşık 129 saat çalıştırılmaktadır; yani Pazartesi 08:00’den Cumartesi 17:00’ye kadar. Zaman sınıflandırması genellikle, planlı önleyici bakım ve teknik deneyler için 30 saati, hesaplama hataları ya da belirsizlikler (yeniden çalıştırmalar dâhil) nedeniyle ortalama 14 saatlik kaybı içermektedir.
Problem Sınıflandırması
Önümde, 1 Mart 1954 ile 30 Eylül 1955 dönemini kapsayan ayrıntılı bir istatistiksel özet bulunmaktadır. Bu özet, 3.796 saatlik etkin hesaplama süresinin 525 saatinin meteorolojiye (sayısal hava tahminleri dâhil), 1.203 saatinin askerî problemlere, 19 saatinin kamu kurumlarına, 307 saatinin çeşitli bilimsel kurumlara, 1.120 saatinin uçak endüstrisine, 275 saatinin çeşitli endüstrilere, 80 saatinin sigorta şirketlerine ve 267 saatinin MNA iç çalışmalarına ayrıldığını ortaya koymaktadır.
Buna ek olarak, veriler matematiksel açıdan bakıldığında matris hesaplamalarının (çoğunlukla büyük matrislerin terslerinin alınması) zamanın %50’sini, diferansiyel denklemlerin (hem adi hem de kısmi) %29’unu, fonksiyon değerlendirmelerinin %12’sini, istatistiğin %4’ünü, ekstremum değerlerin belirlenmesinin %2’sini, sayı teorisinin %2’sini ve çeşitli diğer türlerin %1’ini oluşturduğunu göstermektedir.
Bilgisayar Mühendisleri
Otomatik Veri Sistemleri Geliştirme Bölümündeki açık pozisyonları doldurmak üzere, ileri düzey dijital bilgisayar sistemleri, dijital teknikler veya kontrol sistemleri tasarımı alanlarında üç ila beş yıllık deneyime sahip, yüksek lisans ve doktora düzeyinde mühendisler aranmaktadır.
Çalışma, atomik mühimmatın geliştirilmesi, tasarımı ve üretimi sırasında üretilen değişken verilerin otomatik olarak elde edilmesi, iletilmesi, depolanması, işlenmesi ve gösterimi için sistem etütleri ve ileri düzey donanım sistemlerinin geliştirilmesinden oluşacaktır. Kavram olarak görece yeni olan bu sistemler ve uygulamalar, son derece üretken ve hayal gücü yüksek bireyler için sınırsız ufuklar sunmaktadır.
Albuquerque, N.M.’de bulunan Sandia Corporation, AEC için nükleer silahlar ve diğer projelerin araştırma ve geliştirme çalışmalarını yürütmektedir. Albuquerque, yaklaşık 225.000 nüfuslu modern bir şehirdir; mükemmel bir iklime ve birçok kültürel ve rekreasyonel cazibe merkezine sahiptir. Kışlar ılımandır, yaz geceleri serindir ve yıl boyunca bol miktarda güneş ışığı vardır. Sandia’nın cömert çalışan yan hakları arasında uzun tatiller, emeklilik ve sigorta planları ile lisansüstü eğitim destek programı yer almaktadır.
Ücretli taşınma ödeneği sağlanmaktadır.
Özgeçmişleri Staff Employment Section 520’ye gönderiniz.
SANDIA CORPORATION
Albuquerque, New Mexico
Endüstriyel Üretim
BESK’e büyük ilgi gösterilmiştir; bunun sonucu olarak endüstriyel üretiminin yürütülmesi için SAAB (Svenska Aeroplan AB) görevlendirilmiştir. Facit Enterprises, geliştirilmiş bir modelin tasarımını üstlenmiş ve fiilen Kurul’a bir adet satmaktadır. Teslimatın 1959 veya 1960 yıllarında yapılması planlanmaktadır. Kapsamlı bir modernizasyon ve genişleme programı tasarlanmıştır.
Mevcut BESK, yakın gelecekte yerleşik kayan nokta aritmetiğini içerecek şekilde değiştirilecektir. Buna karşılık yeni makine, kayan nokta özelliği bulunmamakla birlikte genişletilmiş bir bellek ve gözden geçirilmiş bir işlem listesine sahip olacaktır. Delikli kartlar ve manyetik bantların yaygın biçimde kullanılması da öngörülmektedir.
Elektronik dijital bilgisayarın potansiyellerine ilişkin bilgi, İsveç endüstrisinin çeşitli kesimlerine yayıldıkça daha büyük ve daha hızlı makinelere olan ihtiyaç artacaktır. Kurul’un araştırma ve geliştirme programının hız kesmeden devam edeceğinden ve yalnızca bu toplumun özel ihtiyaçlarına değil, aynı zamanda tekniğin genel düzeyine de katkıda bulunacağından eminim.