אנחנו אוהבים להתהדר בתואר "אומת הסטרט-אפ" – ובמידה רבה של צדק. ההתחלה הייתה במכון ויצמן למדע, במחשב "ויצק" שפעל על שפופרות ריק וקבלים

כיום, כשבכל כיס יש מחשב משוכלל, משולב עם טלפון ומצלמה, קשה לתפוס עד כמה חדשה ההמצאה הזאת, ששינתה את העולם בצורה כל כך עמוקה ויסודית. המחשבים הראשונים היו מכונות ענקיות ומורכבות המבוססות על שפופרות ריק, קבלים ונגדים. למרות יכולת החישוב המוגבלת שלהם בהשוואה למחשבים המתוחכמים של ימינו, הם ידעו לעשות לא מעט. על הראשון מביניהם בישראל הוציא בשנות ה-50 מכון ויצמן למדע קרוב לחמישית מתקציבו השנתי.

המחשב הזה היה ויצק (WEIZAC), ראשי תיבות של "המחשב האוטומטי ויצמן” (Weizmann Automatic Computer). הוא נבנה במלואו בישראל, בעלות של כ-50 אלף דולר – שווה ערך לכחצי מיליון דולר כיום, המחשב תפס אולם גדול – חלק בודד ממנו מוצג כיום במכון ויצמן למדע ותופס קיר שלם.

מי שהתעקש על בניית המחשב היה פרופ' חיים לייב פקריס, מייסד המחלקה למתמטיקה שימושית במכון. לפני שעלה לישראל עבד פקריס במכון למחקר מתקדם באוניברסיטת פרינסטון שבארצות הברית, לצדם של ענקי הדור כמו אלברט איינשטיין, ג'ון פון-נוימן, קורט גדל, וולפגנג פאולי ואחרים.

פקריס, שהיה ציוני, ניצל את קשריו בארצות הברית כדי לסייע לארגון "ההגנה" ברכישת ציוד צבאי. מסיבה זו פנה אליו חיים ויצמן, שעמד בראש המכון (שעוד נקרא אז "מכון זיו"), והציע לו להצטרף ולהקים את המחלקה למתמטיקה שימושית. התנאי המרכזי שהציב פקריס היה שיועמד לרשותו מחשב.

כל זה קרה לפני שבעים שנה, סמוך לקום המדינה. בניגוד להיום, כשכמעט לכל תלמיד בית ספר יסודי יש מחשב משלו, בתקופה ההיא היו בעולם מחשבים אחדים בלבד, רובם במכוני המחקר הגדולים בארצות הברית ובאנגליה. אפילו פון-נוימן, שהיה אבי המחשב המודרני, לא חזה אז עד כמה עמוקה תהיה ההשפעה של המחשב על האצת הקידמה והמחקר, כך שהשקעה תקציבית כה גדולה לא התקבלה בקלות ראש. כאמצעי לחץ על ויצמן הקים פקריס ועדה מייעצת שכללה את רוברט אופנהיימר (שעמד בראש פיתוח פצצת האטום), איינשטיין ופון-נוימן עצמו, שנודע בעיקר בתרומתו לתורת הקבוצות, ללוגיקה ולתורת המשחקים, אך גם תכנן את המחשב פורץ הדרך שעליו עבד פקריס בפרינסטון.

הגיע למכון ויצמן מעבודה לצדם של ענקי הדור כמו איינשטיין ופון-נוימן. פרופ' חיים לב פקריס | מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל
הגיע למכון ויצמן מעבודה לצדם של ענקי הדור כמו איינשטיין ופון-נוימן. פרופ' חיים לב פקריס | מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

מחשב בעיצוב אישי

הוועדה אישרה בסופו של דבר את הקצאת התקציב, ופקריס עלה ארצה והחל בתכנון המחשב. כיום ישראל היא בין המדינות המובילות בעולם מבחינת שיעור המהנדסים לנפש, אך באותן שנים לא היה בה אדם אחד שיוכל לנהל פרויקט כזה. פקריס גייס בפרינסטון את ג'רלד אסטרין, שעבד עם פון-נוימן על בניית המחשב של פרינסטון. לבניית המחשב, לפי תוכניות שהכין פון-נוימן, גייס אסטרין צוות ישראלי.

המחשבים שנבנו באותה תקופה היו ייחודיים ושונים זה מזה, היות שכל אחד מהם נבנה לפי תוכנית ייחודית ורעיון ספציפי. החידוש הגדול במחשב של פון נוימן, שבהתאם לו נבנה גם ויצק, היה הרעיון שהתוכנה "נכתבת בזיכרון", ולא בחומרה.

ארכיטקטורת פון-נוימן היא הבסיס לאופן שבו מתכננים מחשבים כיום, כך שההפרדה בין תוכנה לחומרה נראית לנו כמעט טריוויאלית. אך בראשית עידן המחשוב, ההפרדה הייתה בין מידע לבין פקודות. יישום הפקודות, שיהפכו לבסיס של התוכנה, נעשה על ידי שינוי ממשי של החיבורים בין רכיבי המחשב השונים, על ידי ניתוק וחיבור של כבלים וסגירת מעגלים אלקטרוניים. המידע עצמו הוזן למחשב באמצעי קלט, שבימים ההם היו כרטיסים מנוקבים.

הרעיון הגדול שקידם פון-נוימן, , היה שגם את הפקודות אפשר לייצג באמצעות כרטיסים מנוקבים. כך היה המחשב מסוגל להריץ תוכנות בלי צורך בשינויים המסורבלים בחומרה שנדרשו במחשבים שקדמו לו. מחשבים מודרנים כיום בנויים גם הם לפי ארכיטקטורה זו, כשה"מעבד" (CPU) מכיל בתוכו את שני הרכיבים המרכזיים שהיו במחשבו של פון נוימן, בנוסף לזיכרון (RAM).

הטכנולוגיה בתקופה ההיא אפשרה לצוות לבנות מחשב שהכיל 4,096 "מילים" של ארבעים סיביות, פי ארבעה מהמחשב של פרינסטון, שהיו בו רק 1,024 מילים. לשם השוואה, זיכרון מודרני של 4 גיגה-בייט מכיל פי 780 אלף יותר סיביות.

כאמור, באותה תקופה לא היה סטנדרט אחיד למפרט הטכני של המחשבים, ולכן יחידת הזיכרון הבסיסית ("מילה"), היתה שונה בין מחשב למחשב. בשלב מאוחר יותר בוצעה האחדה, והמחשבים הבאים כולם השתמשו במילים של ארבע סיביות, כלומר 32 בתים, מה שמלווה אותנו עד ימינו אנו (מערכות הפעלה של 32 ביט).

המחשב הורכב משפופרות ריק, קבלים ונגדים שיובאו מחו"ל, אך עקב המחסור במפעלי ייצור מתאימים וכדי לחסוך בעלויות, חלק מהרכיבים יוצרו במפעל מקומי לחלקי אופניים. בסופו של דבר הסתיימה העבודה על המחשב מוקדם מן הצפוי, והוא הופעל לראשונה עם זיכרון זמני של 1,024 מילים, כיוון שהזיכרון הייעודי בן 4096 המילים לא היה מוכן עדיין. פקריס, שרצה לחגוג את הפעלת המחשב בטקס גדול, הזמין להרמת המתג את נכבדי המכון והמדינה. אך בגלל טעויות בתכנון, מיד לאחר הפעלתו הראשונית פרצה דליקה קטנה באולם המחשב, והאורחים הנכבדים נסו על נפשם.

רוב הרכיבים הובאו מחו"ל, אבל קצתם יוצרו במפעל מקומי לחלקי אופניים. הרכבת המחשב | מקור: ויקיפדיה, itzikowitz.20m.com
רוב הרכיבים הובאו מחו"ל, אבל קצתם יוצרו במפעל מקומי לחלקי אופניים. הרכבת המחשב | מקור: ויקיפדיה, itzikowitz.20m.com

מהנדס של שבת

לאחר תיקונים נדרשים הופעל לבסוף המחשב בהצלחה באוקטובר 1955, וביצע חישוב של הוצאת שורש ממספר מרוכב – פעולה חישובית מסובכת בימים ההם. לאחר השדרוג לזיכרון חדיש של 4,096 מילים היה ויצק אחד מארבעת המחשבים המהירים ביותר בעולם, פי 500 מזה שעליו עבד פקריס בפרינסטון.

מאז, ובמשך כעשר שנים, פעל ויצק כמעט ללא הפוגה, 24 שעות ביממה, שבעה ימים בשבוע. כדי לאפשר זאת גייס שמעון פרס, שהיה אז מנכ״ל משרד הביטחון, מהנדס נוצרי לצוות ההפעלה, שיכול היה להפעיל את המחשב גם בשבתות ובחגי ישראל.

למרות הספקנות שאפיינה את הדיונים בנחיצותו של המחשב בתחילת הדרך, מרגע שהופעל התחרות על קבלת זמן חישוב הייתה רבה. פקריס, שהגה את רעיון המחשב וניהל אותו ביד רמה, הקצה את מרבית זמן החישוב לעבודות במחקר מדעי בסיסי של מדעני מכון ויצמן למדע. אך גם צה"ל קיבל שעה קבועה (בין שתיים לשלוש בלילה). חלק מהזמן הוקצה גם ללשכה המרכזית לסטטיסטיקה, חברות כרייה וחיפושי נפט, מדענים מאוניברסיטאות אחרות ועוד.

במכון העבירו קורסים ביסודות השימוש במחשב למדענים מרחבי הארץ, וכן לחיילים שיקימו בהמשך את יחידת המִחשוב הצבאית, ממר"ם. במידה מסוימת אפשר לטעון שהוא היה "המחשב של המדינה", לפחות עד שגופים נוספים, ובהם אוניברסיטאות אחרות וצה"ל, רכשו מחשבים נוספים.

מאיץ למחקר מדעי

המחקרים שהסתייעו בוויצק היו רבים ומגוונים, בתחומי הכימיה, הגיאולוגיה, הסיסמולוגיה, פיזיקת החלקיקים, המתמטיקה השימושית וכמובן מדעי המחשב. ויצק היה אחד המחשבים שנמצאו בשימוש רב במיוחד באותה תקופה, והדגים היטב את כוחו של הכלי הטכנולוגי החדיש כזרז למחקר מדעי ואת מגוון השימושים שלו. בנוסף הוא הרים את קרנו של מכון ויצמן למדע והעלה אותו על מפת המדע העולמית, ואיתו את שאר מוסדות המחקר בישראל.

בשנת 1959, בתום כארבע שנות פעילות, החל ויצק להראות סימני בליה ואנשי המחשוב במכון החלו לתכנן את מחליפו – שייקרא "גולם1". ויצק סיים את פעילותו בסוף שנת 1963, כשלרחובות הגיע מחשב חדיש מתוצרת CDC, אחת החברות הראשונות שייצרו מחשבים באופן מסחרי, שישמש תחליף זמני עד לסיום העבודה על מיזם הגולם. חלק מוויצק מוצג כיום לראווה במבואה של בניין הפקולטה למתמטיקה ומדעי המחשב במכון ויצמן למדע. אתם מוזמנים לבקר.

בשנת 2006 הכריזה האגודה הבינלאומית למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) על ויצק כ"אבן דרך היסטורית", ועל כך הוענקה מדליה למתכנניו, בוניו ומפעיליו. הרעיון שמדינה כה צעירה וקטנה תשקיע משאבים כה רבים במוצר שטיבו לא היה ידוע באותה תקופה היה הימור לא קטן. בראי ההיסטוריה ברור כעת שהעובדה שהמדע הישראלי היה בין הראשונים לאמץ את הקפיצה הטכנולוגית הזו השפיעה בצורה מכרעת על מקומה המוביל של ישראל בתחום עד ימינו.

צפו בסרטון של מכון ויצמן למדע על מחשב "ויצק":

בהכנת הכתבה נעזרתי בפודקאסט המעולה "עושים היסטוריה" של רן לוי. תודה!

0 תגובות