Výpočetní technika v Ústavu technické fyziky ČSAV
Vývoj prvních československých počítačů byl velmi úzce spjat s Ústavem technické fyziky ČSAV [1]. Pro obor rentgenové strukturální analýzy, který se začal v tomto ústavu rozvíjet od počátku 50. let, je charakteristická potřeba provádění značně rozsáhlých výpočtů. Vývoj tohoto oboru tedy nepřímo podmiňoval rozvoj prostředků výpočetní techniky.
Hlavním iniciátorem zavádění výpočetní techniky na tomto pracovišti byl RNDr. Allan Línek (1925–1984), jenž do ústavu nastoupil v roce 1949 a zabýval se numericky náročným řešením krystalových struktur [2]. Línek používal zpočátku pro své výpočty značně primitivních početních pomůcek, např. i dětského kuličkového počítadla [3]. Ve snaze zlepšit neuspokojivý stav výpočetních prostředků, navázal proto na počátku 50. let osobní styky s doc. Antonínem Svobodou a dalšími pracovníky Laboratoře matematických strojů. Výsledkem jejich vzájemné spolupráce se staly dva návrhy jednoúčelových strojů podle Línkovy koncepce. Každý z nich měl sloužit k určité speciální části strukturně krystalografických výpočtů.
Tyto počítače dostaly označení M1 a M2 a v souladu s tehdejší technickou úrovní se jednalo o děrnoštítkové reléové stroje, vybavené značně jednoduchou dvojkovou páskovou tiskárnou. Jejich výroba měla být realizována na zakázku v n.p. Aritma. Ještě před jejich dodáním se podařilo Línkovi díky znalostem, které nabyl během styku s pracovníky Laboratoře matematických strojů, navrhnout a vlastními silami vyrobit jednoúčelový stroj pro výpočet strukturních faktorů neboli tzv. ELIŠKU.
ELIŠKA – první samočinný počítač v Československu
Tento počítač byl sestaven z materiálu ukořistěného po německé armádě a dostal přezdívku ELIŠKA (ze slov Eniac - LInek-ŠKArda) [4]. Počítač ELIŠKA byl uveden do chodu na konci roku 1952, tedy téměř pět let před tím než byl oživen univerzální samočinný počítač SAPO [5]. ELIŠKU můžeme díky tomu, právem považovat za první do provozu uvedený počítač v Československu [6]. Výpočetní kapacita ELIŠKY byla využívána do až začátku 60. let a v současnosti se nachází depozitářích Národního technického muzea v Praze [ 7]. Jednou z významných prací k jejichž vyřešení ELIŠKA přispěla, bylo například vyřešení struktury piezoelektrické látky etylén-diamin tartarátu, jejíž atomový model byl poté úspěšně prezentován v roce 1958 na světové výstavě v Bruselu [8].
SuperELIŠKA
V roce 1954 uvedl do chodu ústav vlastními silami další stroj, který navrhl Línek spolu s ing. Ctiradem Novákem. V návaznosti na svého předchůdce dostal počítač obdobné žertovné označení SuperELIŠKA [9]. Tento matematický přístroj byl určen pro výpočet map elektronových hustot a za jeho stavbu byla udělena cena ČSAV. SuperELIŠKA sloužila do roku 1957 a po krátkém intermezzu v Bratislavě se stala rovněž součástí sbírek Národního technického muzea.
Počítače M1 a M2
Ve stejném roce, kdy byla spuštěna SuperELIŠKA, dodal n.p. Aritma oba děrnoštítkové reléové stroje M1 a M2, na jejichž konstrukčním řešení se podíleli také Václav Černý a Jan Oblonský z Laboratoře matematických strojů [10]. Počítač M1 navržený původně již v letech 1950–1951 musel být však v důsledku pokroku v metodách k řešení chemických struktur následně překonstruován tak, aby jej šlo použít pro výpočet elektronových hustot. Stroj M1 byl osazen 1 100 speciálními relé, pracoval v binárním kódu rychlostí přibližně 40 operací za sekundu. M1 umožňoval výpočet krystalových struktur obsahujících až 60 atomů [11]. Stroj M2, vyrobený n.p. Aritma s určitým zpožděním, nebyl prakticky využit, neboť jeho výpočetní funkci už zastávala "podomácku" sestrojená SuperELIŠKA.
ELIŠKA II, URAL 1 a výpočetní středisko v ÚTIA ČSAV
Na konci 50. let bylo zřejmé, že ELIŠKA svým výkonem nebude dále stačit vzrůstajícím výpočetním potřebám ústavu, a proto se připravovala stavba nového stroje pro výpočet strukturních faktorů, ELIŠKY II. Tento nový počítač měl mít možnost děrovat vstupní údaje do děrných štítků. K jeho realizaci ale již nedošlo, neboť v červnu 1959 byl v Ústavu teorie informace a automatizace ČSAV (ÚTIA) uveden do provozu sovětský elektronkový počítač URAL 1 [12]. V ÚTIA ČSAV vzniklo výpočetní středisko, které mohli využívat pracovníci všech ústavů Akademie, čímž skončilo období konstrukce a provozu vlastních speciálních počítačů Ústavu technické fyziky. Ve srovnání s vývojem a vybavením výpočetní technikou ve světě vznik výpočetního střediska v ČSAV znamenal zpoždění přibližně o 4 roky oproti zahraničním vědeckým institucím podobného rozsahu a významu [13]. Kolektiv kolem Allana Línka si brzy osvojil pracovní postupy na sovětském počítači a ten tak definitivně nahradil dosluhující ELIŠKU. Kapacita výpočetního střediska ÚTIA nebyla však dostatečná a nestačila ani pokrýt vzrůstající nároky jednotlivých složek Akademie, a proto Línek spolu se svými spolupracovníky začali usilovat o pořízení vlastního počítače pro svůj ústav.
Počítač Z-22/R neboli „Zuzana“
V listopadu 1963 se jim podařilo zdarma získat z brněnského strojírenského veletrhu elektronkový počítač Z-22/R, což byl výrobek západoněmecké firmy ZUSE KG. Tento automat byl pak v ústavu přezdívaný Zuzana [14] .Tento počítač disponoval rychlou magnetickou bubnovou pamětí o kapacitě 8 192 slov (o délce 38 bitů) a feritovou pamětí pro 32 slov. Z 22 prováděl asi 30 aritmetických operací v pevné řádové čárce za sekundu. Programoval se ve strojovém kódu a vstupním zařízením byl snímač z papírové pětistopé dálnopisné děrné pásky a na výstup děrovač pásky [15].
Počítač TESLA 200 v ÚFPL
Dalším významným mezníkem v rozvoji výpočetní techniky v rámci fyzikálních ústavů Akademie bylo v roce 1971 dodání počítače TESLA 200 do Ústavu fyziky pevných látek ČSAV (ÚFPL). Počítač TESLA 200 byl vyráběn od roku 1969 VHJ Tesla podle francouzské licence Bull-General Electric GAMMA 140/145 a exemplář umístěný v ústavu měl operační paměť 64 KB, pět nepříliš rychlých magnetopáskových jednotek a byl schopen číst děrné štítky a děrnou pásku. Vhodné programové vybavení počítače pro fyzikální výpočty bylo ale minimální, a proto pracovníci výpočetního střediska Akademie zahájili spolu se zaměstnanci Tesly Pardubice vývoj potřebného softwaru. Nejvýznamnějším produktem jejich spolupráce se stal kompilátor pro nově se rozvíjející programovací jazyk ALGOL 68. Počítač TESLA 200 umístěný v Ústavu fyziky pevných látek ČSAV se stal druhým matematickým strojem (po britském ICL), kde bylo možno tento jazyk využívat [16]. V následujících takřka deseti letech se pak počítač TESLA 200 stal efektivním pomocníkem vědecké práce v ÚFPL a pomohl při řešení mnohých obtížných matematických a fyzikálních problémů.
Prameny
[1] Ústav technické fyziky (ÚTF) byl založen v roce 1950 jako Fyzikální výzkum Škodových závodů. V roce 1950 byl rozšířen a přejmenován na Ústřední ústav fyzikální (ÚÚF). 1. 1. 1953 byl převzat ČSAV již pod názvem Ústav technické fyziky. V roce 1962 byl ÚTF opět přejmenován, a to na Ústav fyziky pevných látek (ÚFPL). V roce 1979 se ÚFPL začlenil do nově vzniklého Fyzikálního ústavu ČSAV. Bližší informace o vývoji Fyzikálního ústavu ČSAV
V současnosti již nedostupný na WWW: <http://www.cscasfyz.fzu.cz/2003/04/pohled.html [2005-02-11]>.
[2] NADRCHAL, J. a NOVÁK, C., Kronika počítačů ve Fyzikálním ústavu AV ČR. In: Československý časopis pro fyziku 4, 2003, s. 308.
[3] Tamtéž, s. 308.
[4] ENIAC bývá pokládán za první moderní samočinný počítač na světě. Línek byl autorem koncepce počítače a Škarda jeho hlavní mechanik.
[5] Více o samočinném počítači SAPO.
[6] LÍNEK, A. a NOVÁK, C., Vývoj rentgenové strukturní analýzy v letech 1945 - 1960. In: Práce z dějin přírodních věd 14, Praha 1982, s. 337 nebo NADRCHAL, J., NOVÁK, C., Kronika počítačů ..., 2003, s. 308.
[7] V článku LÍNEK, A. a NOVÁK, C., Vývoj rentgenové..., Praha 1982, s. 337, autoři uvádějí, že ELIŠKA byla na počátku 80. let ještě funkční. V současnosti však dle vyjádření RNDr. Folty,vedoucího referátu dějin techniky NTM je ELIŠKA ve velmi špatném technickém stavu a provozu neschopná.
[8] LÍNEK, A. a NOVÁK, C., Vývoj rentgenové..., 2003, s. 309.
[9] Podle LÍNEK, A. a NOVÁK, C., Vývoj rentgenové..., Praha 1982, s. 338, byla SuperELIŠKA uvedena do provozu v roce 1955.
[10] Blíže o počítačích M1 a M2 ČERNÝ, V. a OBLONSKÝ, J., Stroje na zpracování informací III. Praha 1955, s. 31.
[11] KORVASOVÁ, K. a JIŘINA, M., Výpočetní technika. In: Studie o technice v českých zemích 1945-1992, Praha 2003, kap. 6, s. 572.
[12] LÍNEK, A. a NOVÁK, C., Vývoj rentgenové..., 2003, s. 310.
[13] LÍNEK, A. a NOVÁK, C., Vývoj rentgenové..., Praha 1982, s. 340.
[14] LÍNEK, A. a NOVÁK, C., Vývoj rentgenové..., 2003, s. 310.
[15] Tamtéž, s. 310.
[16] Tamtéž, s. 311.
Počítač ELIŠKA byl uveden do chodu na konci roku 1952, tedy téměř pět let před tím než byl oživen univerzální samočinný počítač SAPO.
ELIŠKU můžeme díky tomu, právem považovat za první do provozu uvedený počítač v Československu.
