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May 14, 2023

Mark 1, redémarré

Le Harvard Mark I, un ordinateur électromécanique de 77 ans conçu par Harvard

Le Harvard Mark I, un ordinateur électromécanique de 77 ans conçu par le mathématicien de Harvard Howard Aiken, quitte le Science Center, son siège depuis 1959, pour le Science and Engineering Complex récemment achevé. (Crédit vidéo : Kai-Jae Wang)

Il se trouve à seulement 2,8 km du centre scientifique de Harvard à Cambridge et du nouveau complexe scientifique et technique d'Allston. Le trajet, du bâtiment d'Oxford Street à Harvard Square et à North Harvard Street, devrait prendre environ 10 minutes en voiture - environ une demi-heure si vous marchez.

Donc, prendre un an, c'est mal, même en tenant compte du trafic dans la région de Boston. Mais il y a une excuse légitime pour expliquer pourquoi il a fallu si longtemps pour que la calculatrice automatique Harvard IBM Mark I - une étape informatique décrite en 1950 par le magazine Time comme "une progénitrice, une sorte d'Eve mécanique" - dans sa nouvelle maison : le COVID -19 pandémie.

Parmi les premiers ordinateurs programmables au monde, le Mark I - à l'origine la calculatrice automatique à séquence contrôlée - a représenté une étape clé dans l'évolution numérique mondiale. Avant sa mise en service en 1944, les machines informatiques (certaines d'entre elles plus rapides que le Mark I) devaient chacune être conçues pour résoudre un problème spécifique. Le Mark I, cependant, pouvait utiliser des cartes perforées et des bandes de papier perforées pour stocker des données et des instructions qui pourrait résoudre toute une série de problèmes.

"C'était une telle première pour son époque", a déclaré Sara Schechner, conservatrice David P. Wheatland de la collection d'instruments scientifiques historiques de Harvard, qui compte la machine parmi ses avoirs les plus précieux. "Nous avons beaucoup d'articles très importants, mais cela se classe là-haut comme une chose spéciale."

C'est aussi la plus grande pièce de la collection. Le Mark I original pesait cinq tonnes et mesurait 50 pieds de long. C'était l'idée d'un étudiant diplômé de Harvard, Howard Aiken, qui l'a conçu en 1937, en s'appuyant sur l'inspiration vieille de plusieurs décennies de l'ingénieur et inventeur britannique Charles Babbage. Aiken a fait le tour de l'idée jusqu'à ce qu'IBM s'y intéresse. La machine elle-même, développée en collaboration avec des scientifiques de l'entreprise, a été livrée au Cruft Lab de Harvard en 1944, à temps pour prêter main forte à l'effort national de la Seconde Guerre mondiale, y compris le développement de la bombe atomique, les trajectoires des missiles et la conception du radar. installations.

Gestionnaire de la collection d'instruments scientifiques, Sara Frankel élimine des années de poussière du mécanisme intérieur du Mark 1. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Conçu par Howard Aiken, professeur de physique à Harvard, et conçu et construit par IBM, le Harvard Mark 1 est une calculatrice à relais de la taille d'une pièce. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Le contremaître Mike Smith de OB Trucking and Rigging travaille sur place. Il y a 750 000 composants dans le Mark 1. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Les registres constants sont des éléments clés de l'IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, qui a été surnommé le Mark 1 après son introduction à Harvard. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Les registres constants sont des éléments clés de l'IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), appelé Mark 1 à Harvard. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Le contremaître Mike Smith (à gauche), Don Knight et Larry Hall utilisent des transpalettes pour pousser le Mark 1 dans son nouvel espace à la SEC. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Gestionnaire de la collection d'instruments scientifiques, Sara Frankel élimine des années de poussière du mécanisme intérieur du Mark 1. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Conçu par Howard Aiken, professeur de physique à Harvard, et conçu et construit par IBM, le Harvard Mark 1 est une calculatrice à relais de la taille d'une pièce. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Le contremaître Mike Smith de OB Trucking and Rigging travaille sur place. Il y a 750 000 composants dans le Mark 1. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Les registres constants sont des éléments clés de l'IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, qui a été surnommé le Mark 1 après son introduction à Harvard. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Les registres constants sont des éléments clés de l'IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), appelé Mark 1 à Harvard. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Le contremaître Mike Smith (à gauche), Don Knight et Larry Hall utilisent des transpalettes pour pousser le Mark 1 dans son nouvel espace à la SEC. (Crédit photo : Rose Lincoln/Harvard Staff Photographer)

Le projet était dirigé par la marine américaine et supervisé par un équipage dirigé par Aiken, qui s'était enrôlé et avait servi comme commandant du projet. Parmi ceux qui ont joué des rôles clés, il y avait le lieutenant Grace Hopper, une mathématicienne. Hopper, qui atteindra le rang de contre-amiral, a joué un rôle clé en tant que programmeur Mark I, faisant d'elle l'une des premières au monde. Elle a compilé un livre sur la façon de programmer la machine, qui est devenu le premier manuel informatique de ce type au monde, a déclaré Schechner.

Les notes de Hopper fournissent une documentation importante de cette époque, dont les échos peuvent être entendus aujourd'hui dans des termes désormais familiers utilisés couramment pour parler d'ordinateurs, a déclaré Schechner. Une "boucle" répétitive pour le Mark I était une véritable boucle d'instructions papier perforées qui alimentaient la machine en continu. Un «correctif» logiciel pour le Mark I faisait référence aux correctifs de papier appliqués sur des trous perforés par erreur sur une bande ou une carte de programme. Une fois patché, il pourrait être reperforé avec les instructions correctes. La «bibliothèque» du Mark I était l'endroit où toutes les bandes de papier perforées et les cartes contenant les instructions de programmation du Mark I étaient stockées. Et, bien que le terme "bogue" soit déjà utilisé pour des problèmes mécaniques difficiles à trouver, la marque que je l'ai vue s'appliquait aux ordinateurs, a déclaré Schechner. Le carnet de Hopper contient une référence ironique au terme, un véritable papillon de nuit qui a été la cause d'un dysfonctionnement de la machine de nouvelle génération, le Mark II. Hopper a enregistré l'insecte mort sur la page, notant que le "bug" mythique avait enfin été observé.

Avec une vitesse de calcul de 3 hertz - aujourd'hui, les machines fonctionnent à un rythme effréné relatif de milliards de hertz - le Mark I électromécanique était entraîné par un arbre de transmission physique connecté à ses relais mécaniques cliquetants et était en fait plus lent (dans certains cas beaucoup plus lent ) que d'autres machines informatiques de son époque, dont certaines utilisaient des tubes à vide moins fiables mais plus rapides. Mais le Mark I a été construit à l'aide de composants commerciaux éprouvés et prêts à l'emploi d'IBM dans la mesure du possible et était plus précis et plus fiable. Ces qualités étaient appréciées et la machine continuerait à produire des réponses jusqu'en 1959 malgré le développement de versions plus récentes et plus rapides, notamment les Mark II, III et IV, également développés par Aiken à Harvard. Après sa retraite, la machine a été démantelée, avec environ la moitié restante à Harvard et deux autres pièces allant à IBM et à la Smithsonian Institution.

La nouvelle maison de la machine, le Science and Engineering Complex, abritera des laboratoires et des salles de classe pour la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), où résident les programmes d'informatique de Harvard. Le déménagement tant attendu des bureaux et des laboratoires d'environ la moitié des professeurs de l'École dans le nouveau bâtiment était sur le point de passer à la vitesse supérieure lorsque la pandémie a frappé, suspendant à la fois le déménagement et les travaux de finition du bâtiment. L'emménagement a repris l'automne dernier et les responsables de l'école s'attendent à ce que le SEC soit pleinement opérationnel en septembre lorsque les étudiants retourneront sur le campus. La relocalisation de Mark I a été planifiée et réalisée par des équipes de la Collection d'instruments scientifiques historiques et de SEAS, dirigées par la doyenne adjointe de SEAS pour la planification du campus Pamela Choi Redfern et organisées par le directeur principal du projet, Michael Noll, a déclaré Schechner.

Il y a une sorte de beauté là-dedans. Il y a tellement de câblage et de soudure, tellement de connexions regroupées et presque soudées.

"Il est gratifiant d'avoir cette machine révolutionnaire qui remonte à l'aube de l'ère informatique installée dans la nouvelle maison des programmes informatiques en plein essor de Harvard", a déclaré le doyen de SEAS, Francis J. Doyle III. "Entouré de recherches de pointe - de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique aux dispositifs et réseaux quantiques - le Mark I sera exposé au public pour éduquer et inspirer les futures générations d'ingénieurs et de scientifiques."

Même à la moitié de sa taille d'origine, Schechner a déclaré que le Mark I n'est pas seulement le plus gros élément de la Collection d'instruments scientifiques historiques, c'est aussi la plus grande chose dont elle ait jamais supervisé le déplacement. Le Mark I était au Science Center de Harvard depuis les années 1990, lorsque sa maison dans ce qui était alors le Aiken Computation Laboratory a été démolie pour faire place au Maxwell-Dworkin Lab. En préparation de l'opération en cours, Schechner a déclaré avoir examiné des photographies de ce mouvement antérieur, cherchant des indices sur la meilleure façon de démonter et de transporter l'énorme machine. Le déménagement à Allston et à la SEC était prévu depuis longtemps - Schechner a déclaré qu'elle avait parlé aux architectes pendant la phase de conception de la SEC de la nécessité d'accueillir le poids considérable du Mark I dans sa nouvelle maison dans l'atrium du bâtiment. Un démontage et un remontage plus tranquilles avaient été prévus pour l'été 2020, avec plus de temps pour le nettoyage et la documentation, mais le COVID est intervenu. Cette fois, le désir de mettre en place la nouvelle exposition et de préparer le bâtiment pour les étudiants a conduit à un délai serré de deux semaines pour le déménagement, qui s'est achevé début juillet.

Pour accomplir la corvée, l'équipe de Harvard a fait appel à cinq gréeurs professionnels pour augmenter le personnel de la collection. La machine a été soigneusement démontée par étapes et emballée pour le trajet en camion jusqu'à la SEC.

Schechner a déclaré qu'elle avait plané sur le démantèlement "comme un parent nerveux", photographiant et documentant l'opération. "Il y a une sorte de beauté là-dedans. Il y a tellement de câblage et de soudure, tellement de connexions regroupées et presque soudées."

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