Az SWAC (az angol [National Bureau of] Standards's Western Automatic Computer , Western Automatic Computer of the Bureau of Standards rövidítése) a második elektronikus digitális számítógép , amelyet 1950-ben hoztak létre az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi Irodájában (NBS) Los Angelesben (USA). . Tervezte: Harry Husky . Az első NBS számítógép a SEAC volt, amelyet Washington DC -ben telepítettek .
1945-ben az NBS létrehozta a National Laboratories of Applied Mathematics részleget, hogy számítástechnikai szolgáltatásokat nyújtson más kormányzati szervezeteknek, valamint az NBS alkalmazott matematika irányító testületét. Kezdetben a Laboratóriumok azt tervezték, hogy az egyik magáncégtől vásárolnak számítógépeket (1948 eleje óta tárgyalások folynak az Echert-Mauchly Computer Corporation-nel és a Raytheonnal ), azonban annak a ténynek köszönhetően, hogy ezek a cégek elektronikus számítógépeket fejlesztettek ki. 1948 májusában az alkalmazott matematikai kormányzótanács elhatározta, hogy Washingtonban megépítik saját számítógépüket (a jövőbeni SEAC ). Ezzel egyidejűleg úgy döntöttek, hogy az Echert-Mouchly Computer Corporation-től megvásárolnak három UNIVAC számítógépet (amelyek akkoriban fejlesztés alatt álltak), amelyeket aztán a Népszámlálási Irodában , a Légierő Logisztikai Központjában (Air Materiel Command ) telepítenek. ), valamint a Numerical Analysis Intézetben ( Institute of Numerical Analysis , INA), amely az Alkalmazott Matematikai Laboratóriumok része volt. A számítógépek beszerzését a katonai költségvetésből kellett volna kifizetni, azonban ez több bürokratikus ok miatt lehetetlennek bizonyult, így 1948 októberében az irányító testület úgy döntött, hogy egy második számítógépet épít a Numerikus Elemző Intézetben. amely a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem (UCLA) campusán volt .
Harry Douglas Huskey -t bízták meg a projekt vezetésével , aki korábban az ENIAC , EDVAC és Pilot ACE számítógépek fejlesztésében is közreműködött . A munka 1949 januárjában kezdődött. A csapat három , a memóriával foglalkozó problémacsoportból állt (B.F. Ambrosio (BFAmbrosio), Harry Larson (Harry Larson) és Bill Gunning (Bill Gunning), a Rand Corporation-től), az aritmetikai egységből (Edward Lacey vezette) és a vezérlőegységből (vezette: David Ruthland).
Kezdetben az EDVAC projekt higany késleltetési vonal memóriájával kidolgozott tervén alapult, a projektet szponzoráló katonaság megkövetelte az NBS-től, hogy olyan számítógépeket készítsen, amelyek kialakítása különbözik a többi közfinanszírozott projekttől. Ezért Husky F.K. professzor tapasztalataihoz fordult. Williams a Manchesteri Egyetemen a katódsugárcsövek ( CRT) memóriaeszközként való használatáról, amelyeket Williams-csöveknek neveztek . Ez az élmény annál is érdekesebb volt, mert gyorsabb memóriaelérést és ezáltal gyorsabb számítógépes teljesítményt ígért. Úgy döntöttek, hogy a számítógépnek bitpárhuzamos aritmetikai egységgel és párhuzamos adatbuszokkal kell rendelkeznie a CRT memória előnyeinek maximalizálása érdekében. A projekt kidolgozásakor nagy figyelmet fordítottak a készülő számítógép gazdaságosságára és megbízhatóságára is. Ennek érdekében a fejlesztők igyekeztek kizárólag tömeggyártású, kereskedelmi forgalomban kapható alkatrészeket - lámpákat, katódsugárcsöveket - felhasználni, amelyek mind az árcsökkentéshez, mind a leendő számítógép működésének megkönnyítéséhez járultak hozzá. A karbantartás megkönnyítése érdekében standard blokkokból próbáltak számítógépet építeni, amely sikertelenség esetén könnyen pótolható volt. A számítógép csaknem 80%-a ilyen blokkokból állt. A számítógéppel együtt diagnosztikai állványokat fejlesztettek ki, amelyek lehetővé tették a hibás egységek autonóm diagnosztikáját és javítását, miközben a számítógép továbbra is megoldotta fő feladatait. A számítógép a Neumann-architektúra szerint készült, a memóriában tárolt programmal. A számjegykapacitás 36 bit volt, plusz egy bit az előjelnek – összesen 37 bit a gépi szóban. Az előjeles számokat modulussal és előjellel ábrázoltuk, azaz. a nullának lehet pozitív és negatív előjele is. A számokat rögzített ponttal ábrázolták, az akkoriban népszerű "bal" pontábrázolást használva, amikor azt hitték, hogy minden szám tört, és -1+2 -36 és 1-2 -36 között mozog . A RAM 37 katódsugárcsövön készült, amelyek mindegyike a "saját" szavak tárolásáért volt felelős. Mindegyik CRT 256 bites kapacitást biztosított, így a teljes memóriakapacitás 256 szó és 37 bit volt. A csereciklus a memóriával 16 μs volt. A kis mennyiségű RAM miatt a számítógépet további memóriával látták el egy 4096 szó kapacitású mágneses dobon. A dobbal való csere 8, 16 vagy 32 szavas blokkokban történt, a csereidő 17 ms volt. A számítógép egy 4 címes utasításrendszert implementált , amelyben minden utasítás (kivéve a bemeneti és kimeneti parancsokat) két argumentum címét tartalmazza, az eredmény címét és a következő utasítás címét. Az utasításrendszer a következő utasításokat tartalmazta: összeadás, kivonás, kerekített szorzás (37 bites eredménnyel), szorzás teljes eredménnyel (74 bit), összehasonlítás, bitek kivonása maszk szerint, bemenet és kimenet. Az aritmetikai logikai egység (ALU) részeként három regisztert valósítottak meg - egy puffer a memóriából való olvasáshoz, egy akkumulátor és egy R-regiszter - az akkumulátor kiterjesztése a tényező és a termék kiterjesztett részének tárolására. Bemeneti/kimeneti eszközként egy telegépírót (Flexowriter) és egy lyukszalag -olvasót használtak . Később a számítógépet lyukkártya -olvasóval (IBM 077) és lyukkártya-kimeneti eszközzel (IBM 513) szerelték fel.
Az SWAC 3 egyedi építésű szekrénybe volt szerelve, és a maga idejében nagyon kompakt volt. 37 CRT-t, 2600 lámpát és 3700 félvezető diódát tartalmazott. Működés közben 30 kW elektromos energiát fogyasztott.
A SWAC összeszerelése 1950 júliusában fejeződött be, augusztus 17-19-én megtörtént a hivatalos átvétele, melynek során egy kis számítástechnikai szimpóziumot és számítógépes bemutatót tartottak. Az elfogadáskor az SWAC a világ leggyorsabb számítógépének bizonyult. A szorzás, osztás és I/O kivételével minden utasítást 64 µs (15'625 ops/s) alatt hajtott végre. A szorzást és az osztást 384 µs alatt végeztük el, az I/O parancsokat pedig a megfelelő eszközök sebességének megfelelően. Ez a rekord sokáig tartott - a Whirlwind számítógép megjelenéséig, és mielőtt ferrit memóriával szerelték fel , ami csak 1953-ban történt. A számítógépet a numerikus elemzés különféle problémáinak megoldására használták, különösen Mersenne-prímek keresésére (2 p −1 alakú számok, ahol p prímszám). A SWAC segítségével Raphael Robinson matematikusnak sikerült megtalálnia az 5 legnagyobb ilyen számot, utóbbinál a p-érték 2297 volt. A SWAC a Föld légkörének keringését is vizsgálta. A probléma megoldása során 750 000 bemeneti értéket dolgoztunk fel, és hasonló számú eredményt kaptunk. A megoldás ideje 325 óra. Az SWAC működés közben meglehetősen megbízhatónak bizonyult. Az átlagos produktív munkaidő heti 53 óra volt, ami a teljes számítógépes munkaidő 70%-a.
A számítógép működésében a fő probléma a Williams-csövekre épülő memória megbízhatatlansága volt. Bár a fejlesztőcsapat csökkentette a tárolási sűrűséget az eredetileg tervezetthez képest, a memória két probléma miatt meghibásodott. Az első annak a ténynek volt köszönhető, hogy az olcsó katódsugárcsövekben lévő foszfort pamutszálak szennyezték, amelyek az elektronsugarak hatására elszenesedtek, és vezetővé váltak. Emiatt az összes katódsugárcső felületének 1-2%-a hibás volt, és nem bírt töltést. A jelenség leküzdésére csöveket választottak ki, megjelölték rajtuk a hibás helyeket, és megpróbálták a vezérlőáramköröket úgy beállítani, hogy a csövön lévő raszter ne keresztezze a hibás zónákat. A második probléma a töltés szétterjedése volt a cellák között - egy memóriacím túl gyakori elérése esetén a rögzítés során keletkezett másodlagos elektronfelhő az egyes csövek szomszédos celláira telepedett, ami az adatok törléséhez vezetett ezekben a cellákban. A programozóknak a programok írásakor ügyelniük kellett arra, hogy az egyes memóriahelyeket ne használják túl gyakran a programban.
A mű elején a SWAC alkotói a ZEPHYR munkanevet adták neki - a lágy nyugati szellő neve után. Ezen a néven sokáig szerepelt különféle dokumentumokban. Ezután a prózaibb nevet kapta: "A Numerikus Elemző Intézet számítógépe". A munka vége felé az NBS vezetése megkövetelte, hogy az NBS jelen legyen mindkét fejlesztés alatt álló számítógép nevében. Így jelentek meg a Nemzeti Szabványügyi Hivatal Keleti/Nyugati Automatikus Számítógép elnevezései és az ezeken alapuló SEAC és SWAC rövidítések.
1950 és 1954 között a SWAC a Numerikus Analízis Intézetben működött. 1954-ben az INA-t kivették az NBS-ből, és a számítógépet átszállították a Kaliforniai Egyetemre (UCLA). Ott működött egészen az 1967. decemberi leszerelésig. A SWAC kiválasztott fennmaradt részei jelenleg a Los Angeles-i Tudományos és Ipari Múzeumban és más amerikai múzeumokban láthatók.