맨위로가기

하버드 마크 I

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

하버드 마크 I은 1937년 하워드 에이킨이 IBM에 제안하여, 1944년에 완성된 전기기계식 컴퓨터이다. 765,000개 이상의 부품과 수백 마일의 전선으로 구성되었으며, 50피트 길이에 4.5톤의 무게를 가진 당시 최대 규모의 계산기였다. 수동으로 데이터를 입력받아 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등의 연산을 수행했으며, 24채널 천공 테이프를 통해 명령어를 실행했다. 하버드 마크 I은 맨해튼 계획에 기여하여 원자 폭탄 개발에 필요한 계산을 수행했으며, 에이킨과 IBM 간의 갈등을 빚기도 했다. 후속 기종으로 마크 II, III, IV가 개발되었다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 전기기계 컴퓨터 - Z3 (컴퓨터)
    Z3는 콘라트 추제가 1941년에 완성한 릴레이 기반의 컴퓨터로, 부동 소수점 연산과 제곱근 계산 기능을 갖추고 22비트 부동 소수점 연산을 수행하며 덧셈 0.8초, 곱셈 3초의 평균 계산 속도를 보였고 튜링 완전성을 갖는다.
  • 전기기계 컴퓨터 - Z2 (컴퓨터)
    Z2는 1939년에 개발된 기계식 릴레이 기반 컴퓨터로, 5Hz의 동작 속도와 16비트 고정소수점 방식의 산술 연산 체계를 갖췄으며, 600개의 릴레이와 64 워드의 저장 용량을 가진 300kg 무게의 컴퓨터이다.
  • 1940년대 컴퓨터 - 모니악
    모니악은 빌 필립스가 개발한 아날로그 컴퓨터로, 물의 흐름을 이용하여 경제 시스템을 시각적으로 표현하고 경제 변수 간의 관계 및 정책 효과를 보여주며, 경제학 교육과 연구에 활용되었다.
  • 1940년대 컴퓨터 - 아타나소프-베리 컴퓨터
    아타나소프-베리 컴퓨터는 1930년대 후반 존 빈센트 아타나소프와 클리포드 베리가 개발한 세계 최초의 전자식 디지털 컴퓨터 중 하나로, 연립 선형 방정식 시스템을 풀기 위해 설계되었으며 현대 컴퓨터의 핵심 아이디어를 최초로 구현하여 컴퓨터 역사에 중요한 선구적 업적으로 평가받는다.
  • 초기의 컴퓨터 - 아타나소프-베리 컴퓨터
    아타나소프-베리 컴퓨터는 1930년대 후반 존 빈센트 아타나소프와 클리포드 베리가 개발한 세계 최초의 전자식 디지털 컴퓨터 중 하나로, 연립 선형 방정식 시스템을 풀기 위해 설계되었으며 현대 컴퓨터의 핵심 아이디어를 최초로 구현하여 컴퓨터 역사에 중요한 선구적 업적으로 평가받는다.
  • 초기의 컴퓨터 - 유니박 I
    유니박 I은 1950년대 초에 개발된 최초의 상업용 컴퓨터 중 하나로, 비즈니스 및 행정용으로 설계되었으며, 5,000개의 진공관을 사용하고 7.5톤의 무게에 125kW의 전력을 소비했으며, 1952년 미국 대통령 선거 예측에 사용되기도 했다.
하버드 마크 I
개요
입출력 및 제어 장치 상세 모습
입출력 및 제어 장치 상세 모습
다른 이름IBM 자동 시퀀스 제어 계산기 (ASCC)
개발자하워드 H. 에이컨
IBM
제조사IBM
출시일1944년 8월 7일
후속 기종하버드 마크 II
관련자동 시퀀스 제어 계산기

2. 기원

1937년 11월, 하워드 에이킨은 IBM에 자동 디지털 컴퓨터 개념을 제시했다. IBM 엔지니어들의 타당성 연구를 거쳐, 1939년 2월 회사 회장 토머스 J. 왓슨 시니어는 이 프로젝트와 자금 지원을 승인했다.

하워드 에이킨은 1937년 초 자신의 계산기를 설계하고 제작할 회사를 찾기 시작했다.[3] 그는 두 번 거절당한 후,[3] 찰스 배비지의 아들이 70년 전에 하버드 대학교에 기증한 시연 세트를 보게 되었다. 이를 통해 그는 배비지를 연구했고, 자신의 제안에 해석 기관에 대한 언급을 추가했다. 그 결과 만들어진 기계는 "배비지의 해석 기관 원리를 거의 완벽하게 구현하면서, 중요한 새로운 기능을 추가했다."[4]

3. 설계 및 구조

하버드 마크 I은 스위치, 릴레이, 회전 샤프트, 클러치 등으로 구성된 전기기계식 컴퓨터였다. 765,000개 이상의 전기 기계 부품과 수백 마일의 전선이 사용되었으며, 무게는 약 약 4284.18kg였다.[7] 5hp 전기 모터로 구동되는 약 15.24m 구동축이 기계 전체를 작동시켰다.

IBM 기록 보관소에 따르면, 하버드 마크 I은 긴 계산을 자동으로 실행할 수 있는 최초의 작동 기계였다. 하버드 대학교의 하워드 에이킨 박사가 구상하고 뉴욕 엔디컷에서 IBM 엔지니어들이 제작했다. 길이 약 15.54m, 높이 약 2.44m 의 강철 프레임은 작은 기어, 카운터, 스위치 및 제어 회로가 서로 맞물린 패널로 구성된 계산기를 지지했으며, 깊이는 모두 몇 인치에 불과했다. ASCC는 약 804.67km의 전선과 3백만 개의 연결, 3,500개의 35,000개의 접점을 가진 다중 극 릴레이, 2,225개의 카운터, 1,464개의 10극 스위치 및 72개의 가산기(정밀도는 23자리)의 계층으로 구성되어 있다. 이는 업계 최대의 전기 기계식 계산기였다.[8]

마크 I의 외관은 미래 지향적인 미국 산업 디자이너 노먼 벨 게데스가 IBM의 비용으로 설계했다. 에이킨은 그 비용(그레이스 호퍼에 따르면 5만 달러 이상)이 추가적인 컴퓨터 장비 구축에 사용되지 않은 것에 불만을 품었다.[9]

4. 작동 방식

마크 I은 수동 데이터 입력을 위해 24개의 스위치를 60세트 가지고 있었으며, 23자리의 십진수를 저장할 수 있는 72개의 저장 공간을 가지고 있었다.[17] 덧셈 또는 뺄셈은 초당 3회, 곱셈은 6초, 나눗셈은 15.3초, 로그 또는 삼각 함수는 1분 이상 걸렸다.

마크 I은 24채널 천공 종이 테이프에서 명령어를 읽어 순차적으로 실행했다. 별도의 테이프에 입력을 위한 숫자를 포함할 수 있었지만, 테이프 형식은 서로 호환되지 않았다. 명령어는 저장 레지스터에서 실행될 수 없었다. 명령어가 작동 메모리에 저장되지 않았기 때문에 하버드 마크 I이 하버드 아키텍처의 기원이라고 널리 알려져 있다. 그러나 ''IEEE 컴퓨터 역사 연보''에 게재된 ''하버드 아키텍처의 신화''에서는 "하버드 아키텍처"라는 용어가 1970년대에 (마이크로컨트롤러의 맥락에서) 사용되기 시작했으며 하버드 머신에 소급 적용되었고, 이 용어는 마크 III와 IV에만 적용될 수 있으며 마크 I 또는 II에는 적용될 수 없다고 주장하며 이의를 제기했다.[10]

주 시퀀스 메커니즘은 단방향이었다. 따라서 복잡한 프로그램은 물리적으로 길어야 했다. 프로그램 루프는 루프 언롤링을 하거나, 프로그램을 포함하는 종이 테이프의 끝을 테이프의 시작 부분에 연결하여(문자 그대로 루프를 생성) 수행되었다. 처음에는 마크 I의 조건부 분기가 수동으로 수행되었다. 1946년에 자동 프로그램 분기(서브루틴 호출에 의해) 기능이 추가되었다.[11][12][13][14] 마크 I의 최초 프로그래머는 컴퓨터 개척자 리처드 밀턴 블로크, 로버트 캠벨, 그레이스 호퍼였다.[15] 기계를 실제로 작동시키는 소규모 기술팀도 있었으며, 이들 중 일부는 기계 작업을 위해 해군에 합류하기 전에 IBM 직원이었다.[16] 이 기술팀은 하버드에서 그들 작업의 전체 목적에 대해 알지 못했다.

5. 명령어 형식

24채널 입력 테이프는 8채널씩 세 개의 필드로 나뉘었다. 각 저장 위치, 스위치 세트, 레지스터는 입출력 장치 및 산술 장치와 연결되었으며, 고유한 식별 인덱스 번호가 할당되었다. 이 번호는 제어 테이프에 이진수로 표시되었다. 첫 번째 필드는 연산 결과의 이진 인덱스, 두 번째는 연산에 쓰일 데이터, 세 번째 필드는 수행할 연산 코드였다.[17]

6. 맨해튼 계획에의 기여

1944년 3월, 존 폰 노이만은 맨해튼 계획의 일환으로 진행되던 원자 폭탄 개발과 관련된 특정 문제, 특히 내폭 관련 문제를 하버드 마크 I에서 실행할 것을 제안했다.[20] 폰 노이만은 두 명의 수학자와 함께 하버드 마크 I이 있는 케임브리지에 도착하여 최초의 원자 폭탄 내폭을 연구하기 위한 시뮬레이션 프로그램을 작성했다.[20]

로스앨러모스 연구팀은 케임브리지 연구팀보다 짧은 시간에 작업을 완료했지만, 하버드 마크 I은 소수점 18자리까지 계산하여 천공 카드 기계의 소수점 6자리보다 훨씬 더 높은 정밀도를 제공했다.[20] 또한 하버드 마크 I은 부분 미분 방정식을 더 작은 간격으로 적분하여 더욱 높은 정밀도를 달성했다.[20]

폰 노이만은 1943년 맨해튼 계획에 참여하여 원자 폭탄 제작에 필요한 방대한 양의 계산을 수행했다.[21] 그는 트리니티 및 팻 맨 폭탄에 사용될 내폭형 설계가 건형 설계보다 더 빠르고 효율적일 가능성이 있음을 보여주었다.[21]

7. 에이킨과 IBM의 갈등

에이컨은 마크 I을 자신이 단독으로 발명했다는 내용의 보도 자료를 발표했다. 이 보도자료에는 제임스 W. 브라이스만 IBM측 인사로 언급되었지만, 실제로는 클레어 레이크와 프랭크 해밀턴을 포함한 여러 IBM 엔지니어들이 다양한 부품을 만드는 데 도움을 주었다.[22] 토마스 J. 왓슨 IBM 회장은 이 발표에 격노하여 1944년 8월 7일에 열린 헌정식에 마지못해 참석했다.[23] 에이컨은 IBM의 도움 없이 추가적인 기계를 만들기로 결정했고, ASCC는 "하버드 마크 I"으로 알려지게 되었다. IBM은 새로운 기술을 시험하고 회사의 노력을 홍보하기 위해 선택적 순차 전자 계산기(SSEC) 개발 프로젝트를 추진했다.[22]

8. 후속 기종

하워드 에이킨이 제작한 하버드 마크 I의 후속 기종으로는 하버드 마크 II(1947년 또는 1948년), 마크 III/ADEC(1949년 9월), 하버드 마크 IV(1952년)가 있다.[24] 마크 II는 마크 I을 개선했지만, 여전히 릴레이를 사용한 전기기계식 컴퓨터였다. 마크 III는 진공관과 결정 다이오드 등 전자 부품을 사용했지만, 저장용 회전식 자기 드럼과 드럼 간 데이터 전송을 위한 릴레이 같은 기계 부품도 포함했다. 마크 IV는 완전한 전자식 컴퓨터로, 남은 기계 부품을 자기 코어 메모리로 대체했다. 마크 II와 마크 III는 미국 해군 기지인 버지니아주 덜그렌으로 인도되었다. 마크 IV는 미국 공군을 위해 제작되었지만 하버드에 남았다.[24]

9. 해체 및 보존

하버드 마크 I은 1959년에 해체되었으며, 일부는 하버드 과학 센터의 하버드 역사 과학 기기 컬렉션에 전시되었다. 2021년 7월 올스턴에 있는 하버드 존 A. 폴슨 공과대학으로 이전되었다.[24] 원래 기계의 다른 부분은 이전에 IBM과 스미소니언 협회로 이전되었다.[25]

참조

[1] 서적 Giant Brains, or, Machines That Think (Classics To Go) Otbebookpublishing
[2] 웹사이트 Harvard's Mark 1 finds its new home https://news.harvard[...] 2021-07-23
[3] 논문
[4] 웹사이트 IBM's ASCC introduction 2 http://www-03.ibm.co[...] 2003-01-23
[5] 간행물 Proposed automatic calculating machine (Abstract) IEEE Xplore 1964-08
[6] 웹사이트 The History of Harvard Mark 1: A Complete Guide https://history-comp[...] 2021-09-21
[7] 웹사이트 IBM Archives: Feeds, speeds and specifications ASCC Statistics http://www-03.ibm.co[...] 2003-01-23
[8] 웹사이트 IBM Archives: FAQ / Products and Services https://web.archive.[...]
[9] 웹사이트 Grace Murray Hopper Interview http://invention.smi[...] Archives Center, National Museum of American History 1969-01-07
[10] 간행물 The Myth of the Harvard Architecture https://ieeexplore.i[...] 2022-09-30
[11] 서적 Grace Hopper and the Invention of the Information Age https://books.google[...] BookBaby 2015
[12] 문서 Oral history interview with Richard M. Bloch 1984-02-22
[13] 웹사이트 The Erwin Tomash Library on the History of Computing: An Annotated and Illustrated Catalog http://www.cbi.umn.e[...] 1948
[14] 논문 A Manual of Operation
[15] 서적 History of Programming Languages Academic Press
[16] 서적 Grace Hopper: Admiral of the Cyber Sea https://books.google[...] Naval Institute Press 2012
[17] 서적 Automatic Digital Computers https://books.google[...] John Wiley & Sons
[18] 웹사이트 Columbia University Computing History: L.J. Comrie http://www.columbia.[...]
[19] 웹사이트 The Columbia Difference Tabulator – 1931 http://www.columbia.[...]
[20] 논문
[21] 웹사이트 Atomic Heritage Foundation: John von Neumann https://www.atomiche[...]
[22] 서적 Building IBM: Shaping an Industry and Its Technology https://books.google[...] MIT Press
[23] 서적 Computer: A History of the Information Machine Basic Books
[24] 웹사이트 Mark 1, rebooted https://www.seas.har[...] President and Fellows of Harvard College
[25] 웹사이트 Collection of Historical Scientific Instruments Mark I http://www.atlasobsc[...]
[26] 문서 Automatic sequence Controlled Calculator
[27] 문서
[28] 문서 electromechanical components
[29] 웹사이트 IBM Archives: FAQ / Products and Services http://www-03.ibm.co[...]
[30] 웹사이트 Computer Oral History Collection, 1969-1973, 1977 ''Grace Murray Hopper Interview, January 7, 1969'' http://invention.smi[...] Archives Center, National Museum of American History
[31] 서적 History of Programming Languages Academic Press
[32] 논문
[33] 서적 Building IBM: Shaping an Industry and Its Technology https://books.google[...] MIT Press
[34] 논문
[35] 문서 Selective Sequence Electronic Calculator
[36] 문서 Cabot Science Center


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com