优雅人生——硬件故障

如果操作员确定编码是“干净”的，操作步骤是正确的，那么故障就出在了硬件上。这就要求检查无数继电器和计数器，这项任务因为机器的体型和设计而异常艰巨。霍珀记得，她的手提袋中微不足道的镜子变成了检查价值75万美元的机器更受青睐的工具： 我总是会带着一个小镜子。一种寻找马克一代故障的方法是，它们经常是由计数器的电刷磨损出现火花而引起的。所以，他们会关掉所有的灯，借用我的镜子，然后继续运作机器，他们就在计数器中寻找火花，而镜子则会反射出火花。 如果故障无法从霍珀的镜子中看到，那么通常经过训练的耳朵还是能够听出来的。在马克一代的接合装置接合和旋转时，它会发出一种独特的声音，布洛赫将这种声音比作是马蹄踏在铺上柏油的街道上发出的咔嗒声。这种稳定的杂声便随着存储计数器和继电器规律地咔嗒着。不同的故障会导致截然不同的不同步的节奏声。弗雷德里克·米勒（Frederick Miller）是于1946年加入哈佛团队中的一名编码师，他还记得能够只依据剧烈振动的机器所发出的不同声音来确定硬件中的问题所在。 硬件故障所产生的独特声音让其他工作人员惊慌无比，它也充当着霍华德·艾肯的警报系统。艾肯的办公桌靠在机器旁边，他常常会开着门，以便他能听到机器“数据处理”（他喜欢这样说）的嗡嗡声。无论这位上校看起来有多忙碌，如果机器那里传来了不同寻常的噪声，那么他都会立即向霍珀和布洛赫要求答案。艾肯过度热忱的性格迫使霍珀在无数宁静独处的夜晚时光里都在完成她的故障排除工作。 为了减少硬件故障的发生频率而付出的共同努力不仅提高了硬件的效率，它还通过将潜在的错误缩小在编码和操作问题中而使得故障排除更加容易。很多硬件故障都被确定与马克一代的继电器设计有关。根据电流对继电器开关的作用，继电器要么显示1，要么显示0（开或关）。如果继电器运行不正常，那么原因就是控制其行为的电流受到了干扰。有时候，当金属脱落并且被卡在接触器中间时，那么继电器就会冒出火花。在其他时候，电线连接的不足又会导致继电器根本无法闭合。问题可能因为机器的巨大体型和复杂程度而变得更加严重——机器拥有75万个活动件。在1944年的夏天和秋天，不合格和勉强合格的硬件装置都被清除了，并且换上了可靠性更强的部件。因为战争时期的材料紧缺，从旧钢琴中回收利用的导线最初代替了更加优质的材料。钢琴丝碰到黄铜触点的电阻比想象中的还要大，这导致继电器接触不稳定。 艾肯选择了机电继电器，而没有选择其他可用的技术，这是因为机电继电器在电话行业中已经被证明具有可靠性。继电器在电话网络中被用作配电主干，而它是在20世纪30年代中期被George Stibitz第一次引用于计数中的。斯蒂比兹当时是贝尔电话实验室的一名数学研究家，他已经绘制出了一种加入到二进制中的继电线路。二进制运算用一列1和0来表示以十为基础的数字，例如，1表示为0001，2表示为0010，3表示为0011等。 权衡机电继电器的可靠性是速度。对于电话继电器来说，速度是由人的手指能够拨号的速率决定的。ENIAC用的真空管的速度似乎是马克一代继电器速度的数千倍。建造于1904年的第一个真空管是电灯泡的一种变体。这个发明物使得工程师能够调节和增强电流，但是正如约翰·莫克利所发现的，真空管同样也适用于二进制计数器，因为它能够中断和启动电流，就像一扇门一样。基础真空管拥有两种状态（接通和断开）。但是线路中的电流的速度几乎是光速，而继电器的电枢却受到有限的机械运动的控制。自那以后，管道能够如机电继电器运作的方式一样来充当二进制的开关，但是速度更快。 在20世纪40年代，一支真空管的运作寿命只有几百个小时。因此，拥有几千个真空管的机器在运行一分钟或两分钟之后就可能会出现故障。ENIAC含有18万个真空管，艾肯保守地认为，这样一台机器永远也运转不了。考虑到与真空管相联系的在理论上存在的复杂性，他更愿意接受机电继电器可能会遭遇但是容易处理的故障。