SWAC (abreviatura de English [National Bureau of] Standards's Western Automatic Computer , Western Automatic Computer of the Bureau of Standards) es la segunda computadora digital electrónica , creada en 1950 en la Oficina Nacional de Normas de EE. UU. (NBS) en Los Ángeles (EE. UU.) . Diseñado por Harry Husky . La primera computadora NBS fue SEAC , instalada en Washington DC .
En 1945, NBS creó la división de Laboratorios Nacionales de Matemáticas Aplicadas para brindar servicios informáticos a otras organizaciones gubernamentales y la junta directiva de NBS para matemáticas aplicadas. Inicialmente, los Laboratorios planearon comprar computadoras de una de las empresas privadas (desde principios de 1948, se estaban realizando negociaciones con Echert-Mauchly Computer Corporation y Raytheon ), sin embargo, debido a que el desarrollo de computadoras electrónicas por parte de estas empresas Se estaba retrasando, en mayo de 1948 el consejo de gobierno en matemáticas aplicadas, se decidió a construir su propia computadora en Washington (la futura SEAC ). Al mismo tiempo, se decidió comprar a Echert-Mouchly Computer Corporation tres computadoras UNIVAC (que estaban en desarrollo en ese momento), que luego serían instaladas en la Oficina del Censo , en el Centro de Logística de la Fuerza Aérea (Comando de Material Aéreo). ), y en el Instituto de Análisis Numérico ( Instituto de Análisis Numérico , INA), que formaba parte de los Laboratorios de Matemática Aplicada. Se suponía que la compra de computadoras se pagaría con cargo al presupuesto militar, sin embargo, por una serie de razones burocráticas, esto resultó ser imposible, por lo que en octubre de 1948 la junta de gobierno decidió construir una segunda computadora en el Instituto de Análisis Numérico, que estaba ubicado en el campus de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA).
Harry Douglas Huskey , que previamente había contribuido al desarrollo de las computadoras ENIAC , EDVAC y Pilot ACE , fue contratado para dirigir el proyecto . Las obras comenzaron en enero de 1949. El equipo estaba formado por tres grupos de problemas que trabajaban en la memoria (B.F. Ambrosio (BFAmbrosio), Harry Larson (Harry Larson) y Bill Gunning (Bill Gunning) de Rand Corporation), la unidad aritmética (dirigida por Edward Lacey) y la unidad de control (dirigida por David Ruthland).
Basado inicialmente en un diseño desarrollado por el proyecto EDVAC con memoria de línea de retardo de mercurio, los militares que patrocinaban el proyecto requirieron que NBS construyera computadoras que diferían en diseño de otros proyectos financiados con fondos públicos. Por lo tanto, Husky recurrió a la experiencia del profesor F.K. Williams de la Universidad de Manchester sobre el uso de tubos de rayos catódicos (CRT) como dispositivos de memoria, que se denominaron tubos de Williams . Esta experiencia fue aún más interesante porque prometía un acceso más rápido a la memoria y, por lo tanto, un rendimiento informático más rápido. Se decidió que la computadora debería tener una unidad aritmética de bit paralelo y buses de datos paralelos para maximizar los beneficios de la memoria CRT. Al desarrollar el proyecto, también se prestó gran atención a la economía y confiabilidad de la computadora que se estaba creando. Con este fin, los desarrolladores intentaron utilizar solo componentes producidos en masa y disponibles comercialmente (lámparas, tubos de rayos catódicos), lo que contribuyó tanto a reducir el precio como a facilitar el funcionamiento de la futura computadora. Para facilitar el mantenimiento, intentaron construir una computadora a partir de bloques estándar que, si fallaban, podrían reemplazarse fácilmente por otros de repuesto. Casi el 80% de la computadora constaba de tales bloques. Junto con la computadora, se desarrollaron soportes de diagnóstico que permitieron el diagnóstico autónomo y la reparación de unidades defectuosas, mientras la computadora continuaba resolviendo sus tareas principales. La computadora se construyó de acuerdo con la arquitectura de von Neumann con el programa almacenado en la memoria. La capacidad de dígitos era de 36 bits con un bit adicional para el signo: un total de 37 bits en la palabra de la máquina. Los números con signo estaban representados por módulo y signo, es decir el cero puede tener tanto un signo positivo como uno negativo. Los números se representaban con un punto fijo, usando la representación del punto "izquierdo", popular en ese momento, cuando se creía que todos los números eran fraccionarios y iban desde -1+2 -36 hasta 1-2 -36 . La memoria RAM se hizo en 37 tubos de rayos catódicos, cada uno de los cuales era responsable de almacenar "su propio" trozo de palabras. Cada CRT proporcionaba una capacidad de 256 bits, por lo que la capacidad total de la memoria era de 256 palabras de 37 bits. El ciclo de intercambio con la memoria fue de 16 μs. Debido a la pequeña cantidad de RAM, la computadora estaba equipada con memoria adicional en un tambor magnético con una capacidad de 4096 palabras. El intercambio con el tambor se realizaba en bloques de 8, 16 o 32 palabras, el tiempo de intercambio era de 17 ms. La computadora implementó un sistema de instrucciones de 4 direcciones , en el que cada instrucción (excepto los comandos de entrada y salida) contenía las direcciones de dos argumentos, la dirección del resultado y la dirección de la siguiente instrucción. El sistema de instrucciones incluía las siguientes instrucciones: suma, resta, multiplicación redondeada (con resultado de 37 bits), multiplicación con resultado completo (74 bits), comparación, extracción de bits por máscara, entrada y salida. Como parte de la unidad lógica aritmética (ALU) , se implementaron tres registros : un búfer para leer de la memoria, un acumulador y un registro R, una extensión del acumulador para almacenar el factor y la parte extendida del producto. Como dispositivos de entrada/salida se utilizaba un teletipo (Flexowriter) y un lector de cinta perforada . Más tarde, la computadora se equipó con un lector de tarjetas perforadas (IBM 077) y un dispositivo de salida de tarjetas perforadas (IBM 513).
El SWAC se montó en 3 gabinetes personalizados y era muy compacto para su época. Contenía 37 CRT, 2600 lámparas y 3700 diodos semiconductores. Durante su funcionamiento, consumió 30 kW de energía eléctrica.
La asamblea de SWAC se completó en julio de 1950, y del 17 al 19 de agosto tuvo lugar su aceptación oficial, durante la cual se realizó un pequeño simposio sobre tecnología informática y una demostración informática. En el momento de la aceptación, SWAC resultó ser la computadora más rápida del mundo. Ejecutó todas las instrucciones, excepto multiplicación, división y E/S, en 64 µs (15'625 ops/seg). La multiplicación y división se realizaron en 384 µs, y los comandos de E/S se realizaron de acuerdo con la velocidad de los respectivos dispositivos. Este récord se mantuvo durante mucho tiempo, hasta la aparición de la computadora Whirlwind, y antes de que estuviera equipada con una memoria de ferrita , lo que sucedió solo en 1953. La computadora se usó para resolver varios problemas de análisis numérico, en particular, para buscar primos de Mersenne (números de la forma 2 p −1, donde p es un número primo). Usando SWAC, el matemático Raphael Robinson logró encontrar los 5 números más grandes, para este último el valor p fue 2297. SWAC también estudió la circulación de la atmósfera terrestre. En el transcurso de la resolución de este problema, se procesaron 750 000 valores de entrada y se obtuvo un número comparable de resultados. El tiempo de solución fue de 325 horas. SWAC demostró ser bastante fiable en su funcionamiento. El tiempo de trabajo productivo promedio fue de 53 horas por semana, o el 70% del tiempo total de la computadora.
El principal problema en el funcionamiento de la computadora era la falta de confiabilidad de la memoria basada en los tubos de Williams. Aunque el equipo de desarrollo redujo la densidad de almacenamiento de lo planeado originalmente, la memoria fallaba debido a dos problemas. La primera se debió a que el fósforo de los CRT baratos estaba contaminado con fibras de algodón, que se carbonizaban bajo la acción de los haces de electrones y se convertían en conductores. Debido a esto, hasta el 1-2% de la superficie de todos los CRT estaban defectuosos y no retenían carga. Para combatir este fenómeno, se seleccionaron tubos, se marcaron en ellos los lugares defectuosos y se intentó ajustar los circuitos de control de tal manera que la trama del tubo no cruzara las zonas defectuosas. El segundo problema era la distribución de carga entre las celdas: con un acceso demasiado frecuente a una dirección de memoria, la nube de electrones secundarios formada durante el registro se asentaba en las celdas vecinas de cada uno de los tubos, lo que provocaba el borrado de datos en estas celdas. Los programadores, al escribir programas, tenían que asegurarse de que cada ubicación de memoria no se usara con demasiada frecuencia en el programa.
Al comienzo del trabajo, los creadores de SWAC le dieron el nombre de trabajo ZEPHYR, por el nombre de la suave brisa occidental. Bajo este nombre, apareció durante mucho tiempo en varios documentos. Luego se le dio el nombre más prosaico de "Computadora del Instituto de Análisis Numérico". Hacia el final del trabajo, la gerencia de NBS exigió que NBS estuviera presente en los nombres de ambas computadoras en desarrollo. Así aparecieron los nombres Eastern/Western Automatic Computer de la National Bureau of Standards y las siglas SEAC y SWAC basadas en ellos.
De 1950 a 1954, SWAC funcionó en el Instituto de Análisis Numérico. En 1954, el INA se sacó del NBS y la computadora se transfirió a la Universidad de California (UCLA). Operó allí hasta su desmantelamiento en diciembre de 1967. Las partes sobrevivientes seleccionadas del SWAC están actualmente en exhibición en el Museo de Ciencia e Industria en Los Ángeles y otros museos de EE. UU.