Universalcomputer ENIAC I ENIAC I und seine Frauen: Die Technik und die Programmiererinnen

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Als der Universalcomputer ENIAC I von Eckert und Mauchly erst einmal konstruiert und betriebsbereit war, musste die Supermaschine auch bedient werden. Sechs ausgebildete Mathematikerinnen lernten, ENIAC zu bedienen. Wir beleuchten die Technologie an sich sowie den Dienst, den die Damen leisteten.

Im ersten Teil unseres Features über den ENIAC I, der im Jahr 1946 präsentiert wurde, ging es vor allem um die beiden Hauptentwickler John Prosper Eckert und John Mauchly. Wir schilderten ihre Lebensläufe bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie sich kennenlernten und an der Universität von Pennsylvania mit dem Bau des im Jahr 1942 vom US-Militär in Auftrag gegebenen Computers begannen. Ebenso ging es um die Firma, die die beiden gründeten, nachdem sie die Universität im Streit verlassen hatten. John Mauchly verstarb mit 72 Jahren Anfang des Jahres 1980, John Presper Eckert wurde 79 Jahre alt und starb im Juni 1995. Wir gingen auch auf den ENIAC I ein, allerdings überflogen wir dabei nur die wichtigsten Eckpunkte.

Im zweiten Teil des Features gehen wir also näher auf die Technik des ENIAC I ein und widmen uns dem Programmierer-Team, das in den 1940er- und 1950er-Jahren nicht die Anerkennung erhielt, die es verdient hatte. Der Grund dafür war, dass der Kern dieses Teams aus sechs Frauen bestand, den damals sogenannten ENIAC-Girls, denen man in der Öffentlichkeit offenbar eher nur den Status von Bedienkräften zuordnete. Beginnen wollen wir aber mit der historischen und technischen Seite des ENIAC I.

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ENIAC I – Auftrag, Konstruktion und Inbetriebnahme

Der Computer wurde im Auftrag des US-Militärs konstruiert, um ballistische Berechnungen durchzuführen. Hierzu ist wichtig zu wissen, dass der Auftrag im Jahr 1942 erteilt wurde, als der Zweite Weltkrieg noch voll im Gange war. Ballistische Berechnungen sind kompliziert, und obgleich man damals bereits Rechenmaschinen zur Unterstützung der Berechnungen hatte, waren enorm viel Handarbeit und schriftliche Notizen nötig, um diese Arbeit durchzuführen.

Das Personal, das diese Berechnungen durchführte, wurde damals selbst „Computer“ genannt, was so viel wie „Rechnende“ oder „Berechnende“ bedeutet. Das Erstellen der vom Militär geforderten Tabellen war eine Mammutaufgabe, da man möglichst viele Szenarien und Variablen abbilden wollte. Der Zeitaufwand sowie die Komplexität führten außerdem zu Fehlern. Bestenfalls waren es Ungenauigkeiten ohne einen relevanten Einfluss auf die Praxis, schlimmstenfalls aber hatten solche Fehlberechnungen das Potenzial für fatale Folgen für das Kriegsgeschehen. Das Militär erkannte die Möglichkeiten, die die damals ersten programmierbaren Computer boten, und suchte passende Entwickler für das Anliegen, ausführliche Tabellen für ballistische Zwecke zu berechnen.

Die Vorteile sind aus heutiger Sicht gänzlich klar: Man kann dank festgelegter Programme unzählige Variablen eingeben und erhält verlässliche, korrekte Ergebnisse in einer vergleichsweise kurzen Zeit. Eckert und Mauchly begannen schließlich direkt nach der Erteilung des Auftrags im Jahr 1942 mit der Entwicklung und Konstruktion des Großcomputers, den sie ENIAC I nannten, wobei ENIAC für „Electronic Numerical Integrator and Computer“ steht. In Betrieb ging der Computer bereits 1945, allerdings zuerst noch im Geheimen, denn er war ebenfalls an Berechnungen rund um das Manhattan-Projekt, also den Atomwaffentests der USA, beteiligt. Nach Ende des Zweiten Weltkriegs wurde der Computer dann im Februar 1946 an der Universität von Pennsylvania in Philadelphia erstmals der Öffentlichkeit präsentiert.

Die Technik des ENIAC I

Der ENIAC I bestand aus 40 Modulen, die jeweils eine Fläche von 60 mal 70 Zentimetern einnahmen und 2,7 Meter hoch waren. Die Module wurden u-förmig angeordnet und beanspruchten eine Fläche von 170 Quadratmetern, genauer gesagt 10 mal 17 Meter. Das Gesamtgewicht von 27 Tonnen verteilte sich neben den Gehäuseteilen, Schrauben, Kabeln und weiteren Kleinteilen auf 17.468 Elektroröhren, 7.200 Dioden, 1.500 Relais, 70.000 Widerstände und 10.000 Kondensatoren. Die Berechnungen führte der ENIAC im Dezimalsystem durch. 20 Akkumulatoren konnten dabei jeweils eine zehnstellige Dezimalzahl inklusive Vorzeichen speichern sowie auch addieren und subtrahieren. Für Additionen betrug die Rechenzeit 0,2 Millisekunden. Für eine höhere Genauigkeit ließen sich Akkumulatoren zusammenschließen.

Hinzu kamen als Bauteile respektive Module drei Multiplikatoren (Rechendauer bis zu 2,8 Millisekunden) und ein Rooter fürs Teilen oder Quadratzahlen, was je nach Vorgang bis zu 65 Millisekunden dauern konnte. Zwei sogenannte Master Programmer waren für kompliziertere Berechnungen und auch eine rekursive Programmierung zuständig. Die Dateneingabe sowie die Datenausgabe erfolgten per Lochkarten, wie sie bei anderen Pionier-Computern für das Eingeben von Programmen genutzt wurden.

Beim ENIAC I hingegen war das Programmieren reine Handarbeit und konnte nicht per Lochkarten durchgeführt werden. Denn man musste, um eine Programmierung zu erstellen, die einzelnen Module passend mit Kabeln verbinden und die durchzuführenden Rechenoperationen mit einem Drehrad einstellen. Dies hatte konsequenterweise den Nachteil, dass die Programme aus Blockdiagrammen bestanden, die prinzipiell Verkabelungs-Bauplänen waren und die man bei jedem Programm-Wechsel zur Hand nehmen und abarbeiten musste.

Die ENIAC-Girls

Das Personal, das den ENIAC I durch das Verbinden der Module per Kabel und Einstellen der Parameter programmierte, bestand damals aus einem Kern von zunächst sechs Frauen, die auch die „ENIAC-Girls“ genannt wurden. Die Bezeichnung ist allerdings irreführend und spiegelt den damaligen Zeitgeist wider. Denn das „Girls“ war nicht etwa freundschaftlich gemeint, sondern eher als Verniedlichung, die das Licht auf die eigentliche Arbeit der Frauen unter den Scheffel stellte. Wir sprechen daher ab hier von den ENIAC-Frauen, die keinesfalls irgendwelche „Mädels“ waren, die einfach nur – wie man vielleicht durch die Bezeichnung glauben könnte – nach einem vorgegebenen Bauplan die Module des ENIAC verkabelten.

Vielmehr handelte es sich bei den ENIAC-Frauen um ausgebildete Mathematikerinnen, die schon vor dem ENIAC-Projekt in Aberdeen (Maryland) für die Armee tätig waren. Dort, ziemlich genau auf halber Strecke zwischen Philadelphia und Washington D.C., hatte und hat die US Army einen wichtigen Stützpunkt. Die Frauen führten schon in Aberdeen die oben beschriebenen, im weiten Teilen handschriftlichen Berechnungen mit einfacheren Rechenmaschinen durch und waren somit bereits tief in das Thema Ballistik eingetaucht. Sie lernten die Funktionsweise des ENIAC I durch Schulungen kennen und erlangten wichtiges Basiswissen. Die eigentlichen Programme schrieben die ENIAC-Frauen aber selbst, wobei sie dafür mangels einer Programmiersprache die schon oben thematisierten Blockdiagramme erstellten und auf eigene Faust die Möglichkeiten, die der ENIAC I bot, erforschten.

Sechs Frauen als Programmier-Pioniere

Es handelte sich bei den ENIAC-Frauen also um akademisch geschulte Mathematikerinnen, die zudem zu den besten „Computern“ gehörten, die in Aberdeen bereits zuvor mit Ballistik-Berechnungen Erfahrung gesammelt hatten. Die anfangs sechs Frauen (später kam die ein oder andere Frau als Unterstützung hinzu) wussten auch wegen der Arbeit mit anderen Rechenmaschinen, was man bei der Umsetzung logischer Befehle zu beachten hat, und wurden somit durch ihre Arbeit mit dem ENIAC I zu waschechten Programmiererinnen.

Namentlich handelte es sich bei den ersten sechs ENIAC-Programmiererinnen um Kathleen McNulty (1921–2006), Fraces V. Bilas (1922–2012), Betty Jean Jennings (1924–2011), Frances Elizabeth Snyder (1917–2001), Ruth Lichterman (1924–1986) und Marlyn Wescoff (1922–2008), wobei wir an dieser Stelle bei den Nachnamen die Geburtsnamen nennen.

Wir können im Nachhinein durch Recherchen nur erahnen, wie niedrig der Grad der Anerkennung für die ENIAC-Frauen in den 1940er- bis 1950er-Jahren war. Aber sie wurden offenbar – dies verdeutlichen auch Interviews aus späteren Zeiten – damals teilweise sogar mit den sogenannten Refrigerator-Girls verglichen. So nannte man damals Frauen, die zu Werbezwecken oder auf Messen neben einem Kühlschrank oder anderen technischen Geräten standen, um ein schöneres Bild abzugeben. Erst ab den 1990er-Jahren wurde das, was sie geleistet hatten, öffentlich anerkannt.

Abbau des ENIAC I und Auflösung des Frauen-Teams

Im Jahr 1947 wurde der ENIAC I nach Aberdeen transportiert. Wegen der zeitaufwendigen und komplizierten Programmierung des ENIACs und auch der damit verbundenen Abhängigkeit von dem gut geschulten Personal wie den ENIAC-Frauen beschloss man einen Umbau des Computers. Im Jahr 1948 wurde dieser nach Plänen des aus Ungarn stammenden Mathematikers John von Neumann durchgeführt, sodass der ENIAC I nun Programme speichern konnte. Die Rechenleistung nahm dadurch zwar um über 80 Prozent ab, aber da man den ENIAC immer wieder für andere Programme benötigte, brachten die inzwischen deutlich schnelleren Programmwechsel in der Summe einen größeren Zeitgewinn als die Zeitersparnis durch die Rechenleistung. Zumal die ursprüngliche Rechenleistung für einzelne Vorgänge ohnehin dank elektronischer Funktionsweise nur zwischen 0,2 und 65 Millisekunden lag. Der Umzug sowie die neu geschaffene Programmierbarkeit sorgten auch dafür, dass die sechs ENIAC-Frauen schrittweise andere Wege einschlugen.

Eine von ihnen, Kathleen McNulty, hatte John Mauchly im Rahmen des Projekts kennengelernt und heiratete ihn im Jahr 1948. Zusammen mit ihm hatte sie fünf Kinder, zwei weitere Kinder hatte Mauchly bereits aus seiner ersten Ehe mitgebracht. Der ENIAC I war in Aberdeen bis zum Jahr 1955 in Betrieb und wurde danach auseinandergebaut, um die Einzelmodule in verschiedenen Institutionen zu verwenden. Einige der Module sind im American History Museum des Smithsonian Institute in Washington D.C. zu sehen. (sb)

Universalcomputer ENIAC I

Eckert und Mauchly: Die Entwickler des legendären ENIAC I

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