O ENIAC

"O progresso começa com a convicção de que o que é necessário é possível."

Norman Cousins

O ENIAC (Eletronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), equipamento projetado por Eckert e Mauchly era, literalmente, uma máquina de grande porte. Quando totalmente pronto, ocupava uma sala inteira na Universidade da Pensilvânia, medindo cerca de 3 metros de altura e 30 toneladas de peso, consumia em torno de 200 kilowatts de potência, e, em função do calor gerado, exigia para sua operação uma sala especialmente dotada com um sistema de ventilação forçada. 

Composto por quase 18.000 válvulas eletrônicas a vácuo, 6.000 chaves elétricas, 1.500 relés, 10.000 capacitores, 70.000 resistores, milhares de indutores e cerca de 88 quilômetros de fio, usados em aproximadamente 500.000 conexões, o ENIAC tinha todos estes seus componentes acondicionados em 42 painéis montados sobre estruturas metálicas com 2,75m de altura, 60 cm de largura e 30cm de profundidade cada um. Arrumados na disposição de um "U", estes painéis ocupavam 25 m de comprimento e uma área construída de 180 m². O ENIAC possuía ainda três gabinetes de controle sobre rodas que podiam ser movidos pela sala e, para a entrada e saída de dados, utilizava uma leitora de cartões perfurados e uma perfuradora, fornecidos pela IBM (International Business Machines). Conta-se que a primeira vez que foi ligado, o ENIAC consumiu tanta energia que as luzes da cidade da Filadélfia piscaram. 

O ENIAC na Universidade da Pensilvânia, em 1946.

O ENIAC, capaz de realizar 5.000 adições por segundo, era constituído por oito circuitos que implementavam suas funções básicas: acumuladores, circuito de inicialização, circuito para programação mestra, circuito de multiplicação, circuito de divisão e raiz quadrada, dois circuitos lógicos nomeados de "gate" e "buffer", e por último, um circuito para armazenamento das tabelas de funções.

O acumulador era a unidade aritmética básica, formado por vinte registradores de dez dígitos cada. Sua função consistia na realização das operações de adição, subtração e armazenamento temporário. Um acumulador poderia ser comparado aos registradores das atuais Unidades Centrais de Processamento (CPU – Central Processing Unit). Os dados viajavam pelo ENIAC indo de um acumulador ao outro, e, à medida que cada acumulador terminava seus cálculos, o resultado obtido era comunicado ao acumulador seguinte, manualmente, através da conexão de cabos pelos técnicos que o operavam. Os circuitos de inicialização executavam algumas tarefas especiais, incluindo ligar e desligar o equipamento, apagar todos os seus registradores (reset) e iniciar os processos de cálculo. Os circuitos de programação mestra controlavam a execução dos programas e permitia alterá-los. Os circuitos de multiplicação e de divisão e raiz quadrada, para executarem estas operações específicas, trabalhavam em conjunto com as funções de adição, subtração e armazenamento temporário do circuito acumulador. O circuito lógico gate implementava o operador lógico "AND" (saída positiva se todas as entradas fossem positivas) e o circuito lógico buffer implementava o operador lógico "OR" (saída positiva se alguma das entradas fosse positiva). As tabelas de funções eram usadas como auxílio à programação, armazenando variáveis e funções, mas não podiam ser alteradas durante a execução de um programa.⁽²⁰⁾
 

A preparação de um novo programa.

A tarefa de programar o ENIAC, que não possuía um sistema operacional, era quase que inteiramente realizada através da comutação de mil chaves elétricas e da conexão de inúmeros cabos, como nas antigas centrais telefônicas.

A falta de flexibilidade para a execução de tarefas diferentes representava o gargalo operacional do ENIAC e, de certa forma, podemos atribuir em parte a origem deste problema ao próprio contrato da Escola Moore com o Departamento de Artilharia, que claramente previa a construção de um dispositivo específico para o cálculo de trajetórias, e não uma máquina de uso genérico. Apesar de toda a dificuldade operacional presente no esforço necessário à alteração de sua programação, para cada problema específico a ser tratado, o que tornava seu uso tedioso e comprometia seu aproveitamento, o ENIAC, uma vez preparado, podia computar as trajetórias balísticas em trinta segundos, enquanto os mesmos cálculos precisavam de 15 a 30 minutos para serem executados pelo Analisador Diferencial, e de vinte a quarenta horas por um matemático equipado apenas com uma calculadora de mesa. 

Outro inconveniente era motivado pela inexistência de mecanismos eficientes para a depuração de erros de programação que, quando detectados, deviam ser seguidos passo-a-passo, executando-se uma instrução de cada vez. Para permitir este tipo de procedimento, criou-se um painel com uma chave que interrompia ou habilitava a execução da próxima instrução, comparando-se então o resultado de cada passo do programa com o resultado obtido manualmente. Este artifício foi utilizado em diversos equipamentos até meados da década de 1980. Por último, existia ainda o efeito colateral da baixa confiabilidade das válvulas eletrônicas, que queimavam com elevada frequência. Este problema determinava a completa paralisação do equipamento, ou pelo menos um ritmo mais lento de processamento, para que os reparos pudessem ser efetivados.
 

O ENIAC em manutenção

A construção do ENIAC foi completada somente após o término da Segunda Guerra Mundial, em novembro de 1945, e oficialmente inaugurado em 15 de fevereiro de 1946, data que para muitos historiadores corresponde ao marco do início da Era da Informação. Uma de suas primeiras aplicações foi na resolução de problemas ligados ao controle da energia nuclear para o Projeto Manhattan.

 Durante cerca de um ano, ainda na Universidade da Pensilvânia, foi empregado no cálculo de trajetórias balísticas para o Departamento de Artilharia, na solução de problemas ligados à previsão de condições atmosféricas, no estudo de raios cósmicos para a astronomia e em projetos de túneis de vento. 

Em janeiro de 1947, o ENIAC começou a ser desmontado sendo então enviado para Aberdeen, onde reiniciou sua operação sete meses mais tarde, no Laboratório de Pesquisas em Balística. A grande quantidade de componentes e, principalmente, a dificuldade de programação tornaram bastante árduo o trabalho da equipe técnica encarregada de remontá-lo. 

Em 1948, sob a supervisão de John von Neumann, foram implementadas algumas modificações em seu projeto para torná-lo um computador com programas armazenados internamente. Esta alteração reduziu significativamente a quantidade de trabalho manual com a religação de cabos, necessário à execução de cada novo programa. Outras melhorias foram sendo introduzidas gradualmente nos anos seguintes e, com o uso de novos dispositivos eletrônicos, já em 1952, sua velocidade de processamento chegou à marca de oitenta por cento superior a inicial. 

No ano seguinte, em 1953, foi instalada pela Burroughs uma unidade de memória magnética, formada por núcleos de ferrite, com capacidade de armazenamento de 100 dígitos, permitindo o processamento de uma maior quantidade de informações e de forma centralizada. Anteriormente, o único dispositivo de armazenamento temporário residia no acumulador, limitando, devido ao seu diminuto porte, os tipos de problemas em que o ENIAC poderia ser empregado. Entretanto, o conceito de memória indexada e de acesso aleatório, diretamente associado à capacidade de armazenamento interno dos programas, não chegou a ser implementado, nem tampouco em seu sucessor – o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer), o segundo computador de grande porte construído na Escola Moore, em 1951. Somente no projeto do EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), desenvolvido por Maurice Wilkes na Universidade de Cambridge, na Inglaterra, este conceito tornou-se realidade.

Após o término da Segunda Grande Guerra, o ENIAC foi utilizado por inúmeros físicos e matemáticos de todas as partes dos Estados Unidos. Como este era o único computador de grande porte disponível nos Estados Unidos, sendo em sua época o maior computador de todo o mundo, capaz de calcular muito rapidamente as equações apresentadas por cada usuário, depois da adequada programação, travava-se uma verdadeira disputa pelo seu tempo de uso. Mas, conforme já mencionado, reprogramá-lo para tarefas diferentes, em geral, levava dias. Isto somado às constantes paradas para substituição das válvulas queimadas e outros tipos de reparos, faziam com que sua disponibilidade de uso fosse de apenas 50%. 

O avanço da tecnologia logo resolveria os problemas técnicos do ENIAC, tornando-o obsoleto e economicamente e inviável, sendo por fim desativado no dia 2 de outubro de 1955, após de quase dez anos de operação. Desmontado, suas peças foram distribuídas por vários museus, incluindo o Smithsonian, em Washington D.C., e a Escola Moore, local de sua construção na Universidade da Pensilvânia, onde até hoje encontram-se em exposição.

A herança proporcionada pelo ENIAC propagou-se muito além da linhagem de equipamentos experimentais surgidos a partir de sua concepção (EDVAC, EDSAC, SEAC, ILLIAC, Whirlwind e MANIAC) e do UNIVAC, o computador comercial construído mais tarde por Mauchly e Eckert, em sua própria empresa, a Electronic Controls Company. Podemos considerar também como influência dessa herança, o interesse despertado em outras empresas privadas norte-americanas pelo mercado de computadores eletrônicos digitais, como a IBM, que lançaria o modelo 701 em 1952, e pela Engineering Research Associates (ERA), que um ano antes havia introduzido o modelo ERA 1103. 

Arquivo com os texto completo para consulta e download:

O ENIAC