Во последните неколку години се направени големи чекори во сите полиња на научни истражувања, а главен фактор во овој напредок е широката употреба на автоматски компјутерски методи и опрема. Денес пресметките се вршат автоматски во лабораториите низ целата земја. Развојот на овие компјутерски лаборатории е од особен интерес за студентите од Колумбија, бидејќи најраните беа основани овде на Универзитетот. Бирото за статистика на Универзитетот Колумбија е основано во доцните дваесетти години за употреба на наставници и статистичари. Астрономското биро, создадено во 1934 година, во режија на д-р В.Екерт, а работено заедно од универзитетот Колумбија, Американското астрономско друштво и меѓународната корпорација за машини, функционираше како непрофитна организација каде би можеле да дојдат астрономи од целиот свет имаат направено нивните пресметки. Во 1945 година, IBM создаде Оддел за чиста наука, го назначи д-р Екерт за нејзин директор и ја основаше лабораторијата за научно сметање на Вотсон на универзитетскиот кампус.

Примарната цел на лабораторијата Вотсон е истражување во различни гранки на науката, особено оние што вклучуваат применета математика и нумеричка пресметка. Услугите на лабораторијата се нудат бесплатно на секој научник или дипломиран студент ангажиран во истражување што придонесува за напредок во областа на науката и кој користи машини за пресметување за да се постигне таа цел. Секоја година две лаборатории на Вотсон за стипендии во применета математика се доделуваат на студенти чие учење или истражување вклучува големи пресметки. Членовите на персоналот нудат курсеви за настава од областа на интересот под покровителство на различни оддели на Универзитетот. Курсеви за студенти за постдипломски студии вклучуваат работа и употреба на машините и нумерички методи; академски кредит за курсевите може да се добие со регистрација на Универзитетот на вообичаен начин. Специјални часови во работењето на машините се даваат во редовни интервали на професионални луѓе, во посета на научници од целиот свет и на постдипломски студенти кои работат за нивните докторат. Дополнителна функција на лабораторијата Вотсон е дистрибуирање на технички информации во врска со методите на математичка машина и математички табели; достапна е сеопфатна библиотека која ги покрива овие теми.

Истражувањата се успешно завршени во многу области на науки во лабораторијата од страна на членовите на персоналот и научниците што посетуваат. Следното е делумен список на проекти завршени или во тек:

• Астрономија: интеграција на орбитите на планетите и астероидите,
• Геофизика: трага по патеки на звучни бранови под вода за различни длабочини и насоки,
• Оптика: пресметки кои го отелотворуваат методот на трага по зраци,
• Хемија: пресметка на квантната механичка резонантна енергија на ароматични соединенија,
• Инженерство: изградба на маси на пролет и запчаници и пресметки на пресметување на стресот поврзани со товари од земјотрес
• Економија: проценки на одредени коефициенти во равенките на економските модели, користејќи множење и инверзија на матрикс,
• Физика: пресметки на преодни веројатности на калциум,
• Кристалографија: проценка на Фуриева трансформација за структурата на инсулин

Лабораторијата одржува широк спектар и на дигитални и аналогни типови машини; дигиталната машина е оној што во суштина се брои, додека аналогната машина прави физички мерења. Овие калкулатори се дизајнирани да ги решат проблемите на најлесен начин и да споредуваат различни методи на решение за да се утврди најефикасен.

Повеќето машини читаат и пишуваат преку употреба на удираната картичка која автоматски обезбедува средство за ракување со податоците. На тој начин, картичките можат да се обработуваат преку серија калкулатори и да имаат посакувана низа на операции извршени на нив. Примарната предност на техниката на удирани картички е што голем број на слични операции можат да се извршат во количина. По пробивање на почетните вредности на картичките, постапката на машината е автоматска. Удирањето може да се случи во која било од осумдесетте колони на картичката. Секоја колона е поделена на дванаесет различни позиции, претставувајќи ги цели броеви од 0 до 9, како и две специјални позиции за удирање, наведени како X и Y. Патникот X се користи главно за да се определи специјална операција или негативен број. Буквите од азбуката се запишуваат со две удари во колона, комбинација на X, Y или 0, со кој било од интегралите од 1 до 9 (види слика 1).

Слика 1. Картичка за табелирање на 12 позиции за удирање и комбинации на удари за означување на буквите.

Во сите машини принципот на читање на картичката е ист. Дупките се удираат во картичките и се читаат со помош на електрични контакти направени низ дупките. Картата, дејствувајќи како изолатор, поминува помеѓу жичана четка и месинг ролери (види слика 2).

Дупката удрена во картичката дозволува четката и ролерот да остварат контакт, со што се комплетира електрично коло; електричниот импулс е достапен на контролна табла со приклучок, а времето за време на импулсот се одредува според положбата на дупката во картичката. Сите функции на машината се регулираат според насоката на овие импулси на контролниот панел, и како резултат на флексибилноста на овој панел, може да се извршат голем број на операции. Голем процент од проблемите со кои се среќаваме во нумеричката пресметка можат ефикасно да се третираат на стандардните IBM машини. Првиот чекор во пристапот кон овие проблеми е да се преведат оригиналните податоци на јазикот на калкулаторите. Тоа е, да го снимите во форма на удирани дупки на стандардни картички. Ова е функција на Key Punch. Посакуваната информација се препишува на картичката со притискање на копчињата на машината во согласност со соодветната колона. Овие картички можат да се внесат во Key Punch или рачно или автоматски. Бидејќи секоја колона е удирана, картичката напредува автоматски на следната пукнатина за пробивање. Нумеричките удари имаат четиринаесет клучеви; по една за дванаесетте позиции за пробивање, вселенско копче и клуч за исфрлање картички. Покрај тоа, азбучните удари имаат тастатура за машина за пишување која автоматски удвојува две дупки по колоната. Откако беа кодирани од Key Punch, картичките се подготвени за премин преку која било друга машина потребна за решавање на проблемот.

Сортерот се користи за уредување удари со картички по кој било сакан нумерички или азбучен редослед, во зависност од информациите за нив. Картите што треба да се сортираат се хранат од бункер до единечна четка, која ја чита избраната колона и ја сортира секоја картичка во соодветна една од тринаесетте достапни џебови. Има џеб за секоја од дванаесетте позициони позиции и еден за празни колони. Со последователни сортирање картичките се распоредуваат по кој било посакуван редослед. Машината, која работи со брзина од 450 картички во минута, е опремена со бројач за да го сними бројот на картички што минуваат.

Алфабетски преведувач е дизајниран да ги пренесе нумеричките или азбучните информации во картичката во печатени бројки на која било од двете реда на горниот дел од картичката. Така, удираната картичка полесно се чита, и може да се користи како датотека картичка, како и во машините.

Машина за сметководство е машина за додавање и печатење со голема брзина. Чита податоци од картичка, ги додава и одзема во бројачи и ги отпечатоци на лист хартија со информации од картички или вкупно од бројачите. Машината ги наведува азбучните или нумеричките податоци по стапка од осумдесет картички во минута, или акумулира дури осумдесет цифри од вкупно 150 картички во минута.

Репродуктивна Панч препишува целиот или кој било дел од податоците удирани на еден сет картички на друг комплет или копира податоци од една мастер картичка на група детални картички. Ударот има единица за споредување што ги споредува двата збирка на податоци и укажува на какво било несогласување помеѓу двете. Машината може да биде прилагодена за употреба како Резиме Панч за да се евидентираат нови износи на картичката што се акумулирани во сметководствената машина.

Собирачот изведува некои од функциите на Сортерот на поефикасен начин. Поднесува две комплетни картички заедно, избира одредени картички во која било од четирите џебови за избор, одговара на две групи на картички според контролниот број и ја проверува редоследот на сетот картички. Машината е многу флексибилна и дозволува ракување со картички според комплициран образец што вклучува компарација на два контролни броја. Картите може да поминат преку Колекторот со брзина од 240 до 480 минута.

Електронски удар за пресметување е машина со голема брзина која користи електронски кола за извршување на сите основни операции. Додава, одзема, множи и разделува броевите што се внесуваат во неа на картичка и ги удри одговорите на истата картичка или последователна. Ги извршува овие операции повторувачки и по кој било редослед во дел од секундата. Калкулациониот Панч ги чита факторите удирани на картичката и извршува дополнувања, одземања, множење и поделби по посакуван редослед. Посебни резултати може да бидат пробиени за секој вид на пресметка, или резултатите може да се чуваат и да се користат како фактор за следните пресметки. Оваа машина пресметува разлики во осмиот ред на единаесетцифрена функција и многу комплицирани равенки кои вклучуваат голем број на операции.

Покрај стандардните машини опишани погоре, во лабораторијата има голем број специјално дизајнирани калкулатори кои работат преку реле мрежи и електронски кола. Подолу е краток опис на овие специјални машини.

Калкулатор на релето ги извршува сите основни аритметички операции, вклучително и определување на квадратни корени преку комплицирана мрежна реле. Екстремната флексибилност на овој калкулатор се должи на неговата голема внатрешна меморија, неговата брзина при вршење пресметки, неговата можност истовремено да чита четири карти и да издигне петтина, и нејзиниот капацитет за работа под обемна и разновидна програма. Машината е опремена со кола за собирање за да ги олесни операциите за пребарување на табели. Решени се многу комплицирани проблеми на калкулаторот за релеи, вклучително и множење на хармониски серии, множење на матрици и диференцијални равенки од шестиот ред.

Калкулатор на секвенца управувана со картичка се состои од сметководствена машина која ги чита, додава, одзема и ги чува податоците, Резиме Панч што ги удира крајните вредности, реле за кутии за да обезбеди флексибилност на контролата на работењето и единица која врши множества и поделби. Работата на другите калкулатори обично се програмира преку жици на контролниот панел, додека оваа машина има во основа еден основен контролен панел поставен и се регулира со кодирани удари во картичката. Овој калкулатор се покажа дека е особено способен за пресметување орбити на астероиди.

Решавач на линеарна равенка е електричен уред за solutIon на истовремени линеарни равенки до и вклучувајќи го дванаесеттиот ред. Откако ќе се постават коефициенти на равенките на бирање, прекинувачи или удари со картички, различните променливи се прилагодуваат сè додека не се добие решение. Методот на решение е оној што дава многу брза конвергенција. Оваа машина е изградена во лабораторијата од г-дин Роберт М. Вокер, член на нашиот персонал и професорот Френсис J.. Мареј од одделот за математика на Универзитетот.

Машина за мерење и снимање контролирана од картичката дизајниран е првенствено за мерење на астрономски фотографии, иако може лесно да се примени на фотографии од кое било поле. Фотографска плоча на дел од небото која ја вклучува предметната starвезда е воведена во машината заедно со удавена картичка што ги означува приближните координати на вездата. Машината потоа автоматски ја чита удрената картичка, ја лоцира starвездата на фотографската плоча од овие приближни координати, точно ја мери нејзината позиција и го снима ова мерење на картичка. Рекордот со удирани картички е достапен за математички третман.

Од почетокот на Астрономското биро во 1934 година, се воспоставени неколку оценки на други лаборатории со удирани картички низ индустријата и владата. Овие лаборатории што работат во текот на воените години играа клучна улога во нашата национална програма за одбрана. Во оваа група беа лабораториите за балистички истражувања во Абердин, Мериленд и Далгрен, Вирџинија. Во истата категорија се наоѓаше и поморската опсерваторија на САД, која подготви астрономски табели за употреба во воздушна и морска навигација, астрономија и геодетски истражувања. Во индустријата, компјутерските лаборатории презедоа значајна улога и во чисто и во применето научно истражување. Употребени се техники со удирани картички, на пример, во решавањето на проблемите кои се однесуваат на стресот и анализата на напорите на структурите на авионите и анализата на вибрациите на големите машини.

Илустрација за примена на опрема за картички за перници во проблеми со индустријата се појавува при дизајнирање и изградба на бродови, каде што е неопходно да се наведат точните локации на голем број на точки на површината. Дизајнерот може да го постигне тоа со разгледување на разни пресеци низ трупот и претставувајќи го прегледот на секој од овие делови со полином, на пример, петти степен (види слика 3).

Слика 3. Пресек преку садови

Вредностите на константа, a0,…, a5, во равенката ќе варираат во однос на секој преземен дел, заради искривување на површината во надолжна насока. Затоа, ако садот е поделен на 200 пресеци и потребно е да се утврдат 100 точки од секоја страна на трупот за секој пресек, полиномот ќе треба да се оценува 20,000 пати. Употребата на опрема за удирање со картички за решавање на овој проблем преведува крајно незгодна работа во онаа што автоматски ја пресметува машината по завршувањето на првичното планирање.

Придонес од: Елеонор Кравиц Колчин, ноември 2003 година.
Скенирано и претворено во HTML: сабота 22 ноември 17:06:54 2003 година
Претворено во HTML5: Сабота 23 февруари 08:52:56 2019 година

Исто така од авторот:

• Кравиц, Елеонор, „Математички табели со удирани картички на стандардна опрема за IBM“, Зборник на трудови, Семинар за компјутерска пресметка, IBM, Yorkујорк (септември 1950), стр.52-56.
• Кравиц, Елеонор, „Матрица со векторска мултипликација на IBM Тип 602-А Калкулаторска Панч“, Зборник на трудови, Семинар за компјутерска пресметка, IBM, Newујорк (септември 1950), стр.66-70.
• Грин, Луис Ц., Ненси Е. Вебер и Елеонор Кравиц, „Употребата на пресметаните и набудуваните енергии во пресметувањето на силите на осцилаторот и правилото f-Sum“ Astrophysical Journal, Vol.113 No.3 (May 1951), стр.690-696.
• Грин, Луис Ц.,, Марџори М. Мелдер, Пол С. Милнер, Маргарет Н. Луис, Wон В. Вол, Jуниор, Елеонор К. државата и земјата во однос на функциите на централниот терен на брановите ", физички преглед 96, 319, 15 октомври 1954 година.
• Грин, Луис Ц., Сатоши Матсушима, Синтија Стивенс, Елеонор К. Колчин, Мајорни М. Кохлер, Јенкинг Ванг, Барбара Б. Болдвин и Роберт Ј. Визнер, „Ефект врз енергијата на зголемена флексибилност во одделниот фактор на Хилерија -Типови Функции на атомски бранови од H− до O VII “, Физички преглед 112, 1187, 15 ноември 1958 година.
• Грин, Луис Ц .; Матсушима, Сатоши; Колчин, Елеонор К., „Табели на функциите на континуумниот бран за водород“, Астрофизички весник Додаток, том. 3, ноември 1958 година, стр.459.
• Грин, Луис Ц., Синтија Стивенс, Елеонор К. Колчин и др., „He I Ground ‐ State Wave Funksion of the Form ψ = f (r1) f (r2) g (r12)“, Journal of Chemical физика 30 , 1061 (1959).
• Грин, Луис Ц., Елеонор К. Колчин, Норма Ц. nsонсон, „Функции на бранови за возбудените држави на неутрален хелиум“, Физички преглед 139 (2А): 363-378, јули 1965 година/
• Грин, Луис Ц., Еленор К. Колчин, „Површини со еднаква густина во синхроно ротирачки блиски бинари, изградени на политропски модел ν = 3“, Астрофизика и вселенска наука, Број 2, април 1973 година, стр.285-288.

Линкови (Ажурирано на 31 јули 2017 година):

• Лицето на „компјутер“ од 1946, Хафингтон пост, интервју на Елеонор Колчин од Бјанка Боскер, 25 февруари 2013 година [локално архивиран текст на статијата].
• "Внатрешното меморандум што им овозможи на женските вработени во IBM да стапат во брак", Атлантикот, 4 февруари 2013 година [локално архивиран текст на статијата].
• Комитет за жени и компјутерски машини, Награда за пионер за Национален центар за жени и информатичка технологија 2014 година (Фејсбук, 21.05.2014 година, истата слика како погоре со наслов: „Елеонор Колчин, добитник на наградата NCWIT 2014 Pioneer. Таа беше компјутер! На 88 години, единствената личност во просторијата (се сомневам) која всушност програмирала со приклучоци .”)
• 2014 Награда NCWIT Елеонор Колчин Пионер (видео од говорот на Кравиц-Колчин).
• Елеонор Колчин Профил, NCWIT Бока Вест Клуб за посебни интереси (2014) [локално архивиран текст на статијата].

Frank da Cruz / [email protected] / Колумбија            Историја на компјутерски универзитети / Ноември 2003