برای ریاضیدان‌هایی که عمدتاً با تخته‌سیاه و کاغذ کار می‌کردند، ورود مهندسان، هویه‌های لحیم‌کاری و قطعات الکترونیکی به این حریم مقدس، تغییری ساختاری و چالش‌برانگیز برای فضای سنتی مؤسسه به‌شمار می‌رفت. با این‌حال، جان فون نویمان تسلیم نشد. او کامپیوتری را در آن زیرزمین تاریک ساخت که یکی از مهم‌ترین الگوهای معماری کامپیوترهای مدرن را شکل داد.
از بالستیک تا اعداد محاسبه‌پذیر
برای درک چگونگی شکل‌گیری کامپیوتر IAS، باید به فضای علمی و آکادمیک دهه ۳۰ میلادی بازگشت. مؤسسه مطالعات پیشرفته در سال ۱۹۳۰ با سرمایه لوئیس بامبرگر (Louis Bamberger) و خواهرش کارولین بامبرگر فولد (Caroline Bamberger Fuld) و بر پایه طرح آموزشی آبراهام فلکسنر (Abraham Flexner)، مدیر مؤسس آن، در پرینستون شکل گرفت. ایده اولیه فلکسنر ایجاد پناهگاهی امن برای پژوهش‌های محض بود؛ جایی که دانشمندان برجسته بدون درگیری با وظایف آموزشی، آزمون‌ها یا پروژه‌های کاربردی، صرفاً به گسترش مرزهای دانش بپردازند.
اسوالد وبلن (Oswald Veblen)، ریاضیدان برجسته و متخصص توپولوژی، نقشی کلیدی در شکل‌گیری این مؤسسه ایفا کرد. او که پیش‌تر در جریان جنگ جهانی اول در بخش بالستیک ارتش در پایگاه آبردین روی محاسبه جدول‌های پرتابه کار کرده بود، نیاز به توان محاسباتی بالا را با تمام وجود درک می‌کرد.
با ظهور فاشیسم در اروپا، وبلن و فلکسنر تلاش کردند تا نوابغ علمی را از اروپا به آمریکا منتقل کنند. این تلاش‌ها به جذب چهره‌های تاریخی بزرگی چون آلبرت اینشتین و جان فون نویمان منجر شد و جایگاه پرینستون را به یکی از مهم‌ترین مراکز ریاضیات جهان ارتقا داد.
در همین بستر فکری بود که پایه‌های نظری کامپیوترهای مدرن شکل گرفت. بین سال‌های ۱۹۳۶ تا ۱۹۳۸، آلن تورینگ (Alan Turing)، ریاضیدان جوان بریتانیایی، برای گذراندن دوره دکتری خود، در دانشگاه پرینستون حضور داشت. او در سال ۱۹۳۶ مقاله جریان‌ساز خود با عنوان «درباره اعداد محاسبه‌پذیر» را منتشر و در آن، ماشین تورینگ را به‌عنوان مدلی نظری برای محاسبه معرفی کرد.
این ایده نشان می‌داد که یک ماشین عمومی می‌تواند با تکیه بر دستورالعمل‌ها، هر فرآیند محاسبه‌پذیر را بازنمایی کند. جان فون نویمان که در آن زمان استاد مؤسسه بود، با کارهای تورینگ آشنا شد و این برخورد فکری، بستر را برای تبدیل یک نظریه انتزاعی به یک کامپیوتر فیزیکی فراهم کرد.
گذار از سیم‌کشی فیزیکی به مفهوم برنامه ذخیره‌شده
با آغاز جنگ جهانی دوم، نیاز به محاسبات سریع برای محاسبات بالستیک به‌شدت احساس می‌شد. در دانشگاه پنسیلوانیا، کامپیوتر انیاک (ENIAC) از نخستین کامپیوترهای الکترونیکی همه‌منظوره ساخته شد.
اما انیاک یک مشکل بنیادین داشت: برنامه‌ها در حافظه ذخیره نمی‌شدند و برای هر مسئله باید با سیم‌کشی و سوییچ‌ها تنظیم می‌شدند. این فرآیند گاهی روزها به‌طول می‌انجامید.
در تابستان ۱۹۴۴، ملاقاتی تاریخی میان جان فون نویمان و هرمان گلدستاین (Herman Goldstine)، از مدیران پروژه انیاک، رخ داد. گلدستاین، فون نویمان را با چالش‌های انیاک آشنا کرد. فون نویمان در گفت‌وگو با اعضای پروژه EDVAC، ایده‌های در حال شکل‌گیری درباره ذخیره دستورها در حافظه را صورت‌بندی و در گزارشی اثرگذار تدوین کرد.
او در سال ۱۹۴۵ سندی مفصل با عنوان «پیش‌نویس اولیه گزارشی درباره EDVAC» تدوین کرد. این سند، معماری سیستمی را توصیف می‌کرد که در آن هم داده‌ها و هم دستورالعمل‌های برنامه، در یک حافظه مشترک و خواندنی-نوشتنی ذخیره می‌شدند.
نوآوری اصلی IAS سرعت بیشتر نبود؛ این بود که برنامه نیز مانند داده، بخشی از حافظه شد
این نوآوری به کامپیوتر اجازه می‌داد تا بدون نیاز به تغییرات سخت‌افزاری، برنامه‌های خود را با سرعت تغییر دهد و حتی برنامه‌های خوداصلاح‌شونده (Self-modifying) را اجرا کند. این مفهوم پایه‌های معماری برنامه‌های ذخیره شده را بنا نهاد و مرز میان سخت‌افزار ثابت و نرم‌افزار قابل‌تغییر را شفاف‌تر ساخت.
نبرد در برج عاج: تقابل مهندس‌ها و ریاضیدان‌ها
فون نویمان تصمیم گرفت تا این کامپیوتر نظری را در مؤسسه مطالعات پیشرفته بسازد. اما این تصمیم با مخالفت شدید اعضای مؤسسه روبه‌رو شد. برای ریاضیدان‌هایی که ابزار کارشان در سکوت تنها تخته‌سیاه، گچ و کاغذ بود، ورود مهندسان پرسروصدا، به زیرزمین ساختمان فولد با فضای آرام و نظری مؤسسه سازگار نبود و برای برخی اعضا خوشایند به‌نظر نمی‌رسید.
اینشتین از برجسته‌ترین مخالفان پروژه بود و درباره خطر گسترش پژوهش‌های محرمانه و نظامی در مؤسسه هشدار می‌داد. با این حال، نفوذ عظیم فون نویمان و حمایت‌های مالی ارتش، نیروی دریایی و کمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده، سرانجام بر این مقاومت‌ها غلبه کرد.
فون نویمان تیمی متشکل از مهندسان و دانشمندان برجسته از جمله جولیان بیگلو (Julian Bigelow)، هرمن گلدستاین، جیمز پومرین (James H. Pomerene)، و رالف شلوتز (Ralph J. Slutz) را گرد هم آورد و پروژه در ژوئن ۱۹۴۶ رسماً کلید خورد.
کالبدشکافی معماری فون نویمان در کامپیوتر IAS
طراحی سخت‌افزاری کامپیوتر IAS نسبت به بسیاری از دستگاه‌های هم‌دوره، ساختاری منسجم‌تر داشت و برای اجرای برنامه‌های ذخیره‌شده بهینه شده بود. این کامپیوتر بر پایه یک سیستم دودویی کار می‌کرد و طول کلمه (Word) در آن ۴۰ بیت در نظر گرفته شده بود. پردازش اعداد با استفاده از محاسبات مکمل دو برای اعداد منفی انجام می‌شد و ساختار کلی آن چهار بخش اصلی داشت: حافظه اصلی، واحد حساب و منطق (ALU)، واحد کنترل، و تجهیزات ورودی-خروجی.
فاصله‌ی چشمگیر میان ۱۸ هزار لامپِ انیاک و ۳ هزار لامپِ آی‌ای‌اس، گواهی بر خلق یک معماری فشرده، متمرکز و بسیار کارآمدتر بود
برخلاف انیاک که از حدود ۱۸٬۰۰۰ لامپ خلأ استفاده می‌کرد، مهندسان کامپیوتر IAS توانستند واحد منطقی این کامپیوتر را با حدود ۲٬۳۰۰ تا ۳٬۰۰۰ لامپ خلأ بسازند که نشان‌دهنده یک طراحی بهینه‌تر و متمرکزتر بود. سازوکار پردازش در این کامپیوتر بر چند ثبات کلیدی استوار بود.
در قلب واحد حساب و منطق، ثبات انباشتگر (AC) قرار داشت که نتایج عملیات حسابی را در خود نگه می‌داشت و یک سمت از ورودی‌های جمع‌کننده به‌شمار می‌رفت؛ برای مثال در عملیات ضرب، ۴۰ بیت باارزش‌ترِ نتیجه در آن ذخیره می‌شد. در کنار آن، ثبات خارج‌قسمت ضرب‌کننده (MQ) تعبیه شده بود که در عملیات پیچیده ریاضی مانند ضرب و تقسیم به‌کار می‌رفت و ۴۰ بیت کم‌ارزش‌ترِ خروجی ضرب را در خود جای می‌داد.
برای مدیریت ارتباط پردازنده با حافظه، دو ثبات حیاتی دیگر وجود داشتند: ثبات آدرس حافظه (MAR) و ثبات بافر حافظه (MBR). ثبات MAR آدرس دقیق مکانی از حافظه را که قرار بود داده‌ای از آن خوانده یا در آن نوشته شود مشخص می‌کرد و آن را به گذرگاه حافظه می‌فرستاد. در مقابل، MBR داده یا دستورالعملی را که از حافظه خوانده می‌شد مستقیماً دریافت کرده و همچنین داده‌ای را که باید ذخیره می‌شد پیش از ارسال به حافظه در خود نگه می‌داشت.
واحد کنترل نیز برای هدایت جریان پردازش به سه ثبات کلیدی وابسته بود. شمارنده برنامه (PC) آدرس مکان بعدی حافظه را که حاوی دستورالعمل بعدی بود ردیابی می‌کرد و پس از خواندن هر دستور، افزایش می‌یافت. ثبات دستورالعمل (IR) کد عملیاتی (Opcode) دستوری را که در حال اجرا بود، در خود نگه می‌داشت تا واحد کنترل بتواند آن را رمزگشایی و فرمان‌های لازم را صادر کند.
ازآنجاکه هر کلمه ۴۰ بیتی می‌توانست شامل دو دستورالعمل ۲۰ بیتی باشد، این ثبات دستورالعمل سمت راست را موقتاً نگه می‌داشت تا پردازنده مجبور نباشد برای خواندن مجدد آن به حافظه مراجعه کند. این راهکار، نیاز به مراجعه دوباره به حافظه را کاهش می‌داد و کارایی اجرای دستورها را بهبود می‌بخشید.
نوآوری در چرخه دستورالعمل: واکشی، رمزگشایی و اجرا
یکی از ویژگی‌های نبوغ‌آمیز کامپیوتر IAS، نحوه مدیریت حافظه و دستورالعمل‌ها بود. هر کلمه ۴۰ بیتی در این کامپیوتر، حاوی دو دستورالعمل ۲۰ بیتی مجزا بود (دستور چپ و دستور راست). هر دستور ۲۰ بیتی نیز خود از یک کد عملیات (Opcode) ۸ بیتی و یک آدرس ۱۲ بیتی تشکیل می‌شد. اختصاص ۱۲ بیت برای آدرس‌دهی به این معنا بود که میدان آدرس ۱۲ بیتی، از نظر قالب دستور امکان نمایش ۴۰۹۶ آدرس را فراهم می‌کرد؛ بااین‌حال، حافظه فیزیکی دستگاه ۱۰۲۴ واژه ۴۰ بیتی ظرفیت داشت.
چرخه واکشی هر دستورالعمل (Fetch Cycle) در این سیستم با ظرافت خاصی طراحی شده بود. ابتدا شمارنده برنامه (PC)، آدرس دستور بعدی را به MAR ارسال می‌کرد. حافظه خوانده می‌شد و کلمه ۴۰ بیتی در MBR قرار می‌گرفت. در این مرحله، دستورالعمل سمت چپ (۲۰ بیت اول) جدا و بخش کد عملیاتی آن وارد ثبات دستورالعمل (IR) می‌شد.
هم‌زمان، دستورالعمل سمت راست (۲۰ بیت دوم) برای جلوگیری از اتلاف وقت در خواندن مجدد حافظه، به ثبات بافر دستورالعمل (IBR) فرستاده می‌شد. واحد کنترل پس از رمزگشاییِ هشت بیت در IR، فرمان‌های الکترونیکی لازم را برای حرکت داده‌ها میان ثبات‌ها یا محاسبه در ALU صادر می‌کرد.
طراحی ناهمگام
کامپیوترهای مدرن امروزی از یک ساعت مرکزی (Clock) بهره می‌برند که سرعت پردازش را هماهنگ می‌کند (مثلاً یک پردازنده ۳ گیگاهرتزی). اما کامپیوتر IAS فاقد ساعت مرکزی برای کنترل عملیات پردازنده بود. در فناوری لامپ‌های خلأ، عملکرد قطعات به مرور زمان تغییر می‌کرد و حرارت باعث می‌شد تاخیر سیگنال‌ها متغیر باشد. اگر مهندسان از یک ساعت مرکزی استفاده می‌کردند، باید سرعت کل سیستم را با کندترین لامپ خلأ هماهنگ می‌کردند.
برای رفع این مانع، تیم جولیان بیگلو از رویکرد طراحی ناهمگام بهره بردند. در این معماری، مدارها بر اساس سیگنال‌های دست‌دهی (Handshaking) کار می‌کردند. به‌محض اینکه یک مدار عملیات خود را به پایان می‌رساند (مثلاً یک جمع حسابی که ۶۲ میکروثانیه طول می‌کشید)، سیگنالی تحت عنوان اتمام کار ارسال می‌کرد که به‌طور خودکار اجرای مرحله بعدی را کلید می‌زد. این طراحی هوشمندانه، اجازه می‌داد هر بخش پس از پایان کار، بدون انتظار برای یک ساعت مرکزی، مرحله بعد را آغاز کند و در نتیجه از توان سخت‌افزار کارآمدتر استفاده شود.
بحران حافظه و رقابت فناوری‌ها: از سلکترون تا لامپ ویلیامز
بزرگ‌ترین گلوگاه در ساخت کامپیوتر IAS، یافتن فناوری مناسب برای حافظه اصلی بود. فون نویمان سیستم را برای حافظه‌ای با سرعت بالا طراحی کرده بود و اتکا به فناوری‌های کند مانند کارت‌های پانچ یا نوارهای مغناطیسی برای حافظه اصلی، عملی به‌نظر نمی‌رسید. در آن دوران، مهندسان باید از میان سه فناوری در حال توسعه، یکی را انتخاب می‌کردند:
- خط تأخیر صوتی
- لامپ‌های سلکترون
- لامپ‌های ویلیامز
فناوری «خط تأخیر صوتی» (Delay Line) که جی. پرسپر اکرت (John Presper Eckert) در پروژه‌های پیشین توسعه داده بود، با ارسال پالس‌های صوتی درون لوله‌های پر از جیوه و بازخوانی مداوم آن‌ها در یک حلقه بسته کار می‌کرد. با وجود اینکه این لوله‌ها پایداری مناسبی داشتند، اما ذات آن‌ها مبتنی بر حافظه ترتیبی بود. پردازنده باید منتظر می‌ماند تا پالس به انتهای لوله برسد که این محدودیت باعث کاهش شدید سرعت می‌شد و با نیازهای کامپیوتر IAS همخوانی نداشت.
به‌همین‌دلیل، فون نویمان در ابتدا حساب ویژه‌ای روی شرکت RCA و لامپ‌های سلکترون (Selectron) باز کرد. لامپ سلکترون از شبکه‌ای از سیم‌های عمود بر هم و روزنه‌هایی با روکش دی‌الکتریک برای محبوس کردن بار الکتریکی استفاده می‌کرد.
سلکترون برخلاف لامپ ویلیامز به چرخه اسکن و بازنویسی دوره‌ای نیاز نداشت؛ پرتو نگهدارنده بارهای ذخیره‌شده را به‌طور پیوسته تثبیت می‌کرد. با این حال، ساختار مکانیکی پیچیده و هزینه تولید بالای آن مانع از پیشرفت سریع پروژه شد. در حالی که وعده اولیه RCA ساخت لامپ‌هایی با ظرفیت ۴٬۰۹۶ بیت بود، نمونه‌های عملی در ظرفیت ۲۵۶ بیت هرگز به تولید انبوه نرسیدند.
با طولانی شدن روند توسعه سلکترون، تیم مهندسی کامپیوتر IAS دریافت که نمی‌تواند پروژه را معطل نگه دارد. آن‌ها به ناچار سراغ فناوری لامپ ویلیامز (Williams Tube) رفتند که پیش‌تر در دانشگاه منچستر توسعه یافته بود. این لامپ‌ها مبتنی بر پرتو کاتدی (CRT) بودند و با ایجاد حفره‌های بار مثبت و منفی روی سطح فسفری، داده‌ها را ذخیره می‌کردند.
بزرگ‌ترین مزیت لامپ ویلیامز، استفاده از قطعات تجاری در دسترس و فراهم کردن امکان دسترسی تصادفی واقعی با سرعت بالا بود. در مقابل، از نقطه ضعف‌هایی نیز رنج می‌برد. آن‌ها به نور، تداخل الکترومغناطیسی و حتی نوسانات جزئی برق به‌شدت واکنش نشان می‌دادند و داده‌ها باید به‌طور مداوم تازه‌سازی می‌شدند. با وجود این شکنندگی، لامپ ویلیامز عملی‌ترین گزینهٔ در دسترس برای تیم IAS در آن مقطع بود که می‌توانست رویای معماری فون نویمان را محقق کند.
فیزیکِ ظریف حافظه الکترواستاتیک
مکانیسم عملکرد لامپ ویلیامز بر پدیده‌ای فیزیکی به‌نام گسیل ثانویه متکی بود. درون این لامپ‌های پرتو کاتدی (شبیه به لامپ تصویر تلویزیون‌های قدیمی)، یک پرتو الکترونی به‌سطح پوشیده از فسفر شلیک می‌شد. اگر انرژی پرتو به‌اندازه کافی بالا بود، برخورد آن باعث می‌شد الکترون‌های محلیِ فسفر به بیرون پرتاب شوند. این اتفاق یک حفره با بار مثبت در نقطه برخورد ایجاد می‌کرد. الکترون‌های پرتاب‌شده در شعاع کوتاهی فرود می‌آمدند و هاله‌ای منفی تشکیل می‌دادند.
کامپیوتر از این پدیده برای ذخیره داده‌های دودویی استفاده کرد. برای نوشتن یک بیت، پرتو یک نقطه ایجاد می‌کرد. برای پاک کردن آن (یا نوشتن صفر)، پرتو خط تیره کوتاهی در مجاورت نقطه رسم می‌کرد؛ هاله منفیِ این خط تیره، حفره مثبتِ نقطه قبلی را پر و بار آن را خنثی می‌کرد.
برای خواندن اطلاعات، یک صفحه فلزی نازک در جلوی نمایشگر قرار داده می‌شد. هنگامی که پرتو دوباره سطح را اسکن می‌کرد، تغییرات توزیع بار باعث القای ولتاژ ضعیفی در صفحه فلزی می‌شد که نشانگر وجود صفر یا یک بود.
خواندن داده‌ها در لامپ ویلیامز مخرب بود، به این معنی که پردازنده پس از هر بار خواندن باید بلافاصله داده را دوباره روی فسفر می‌نوشت
کامپیوتر IAS از ۴۰ لامپ ویلیامز در کنار هم استفاده کرد تا هر کدام یک بیت از کلمه ۴۰ بیتی را ذخیره کنند. این پیکربندی موازی به کامپیوتر اجازه می‌داد یک کلمه کامل را تنها در ۲۵ میکروثانیه بخواند. با این حال، این حافظه به تداخل‌های محیطی حساس بود و به نگهداری دقیق نیاز داشت.
از محاسبات گرماهسته‌ای تا هواشناسی عددی
پس از سال‌ها طراحی و مهندسی دقیق، کامپیوتر IAS سرانجام در تابستان ۱۹۵۱ به‌شکل محدود راه‌اندازی شد و در ۱۰ ژوئن ۱۹۵۲ به ظرفیت عملیاتی کامل رسید. دستگاه فاقد صفحه کلید بود و در چند سال اول، دستورات و داده‌ها تنها از طریق نوارهای کاغذی پانچ‌شده ۵ ردیفه به آن داده می‌شدند. این کامپیوتر در طول روز به حل پیچیده‌ترین مسائل نظامی جنگ سرد می‌پرداخت و شب‌ها نیز در خدمت پیشبرد علوم پایه بود.
پروژه مایک و شبیه‌سازی گرماهسته‌ای
یکی از مهم‌ترین کاربردهای کامپیوتر IAS، مشارکت در محاسبات مرتبط با توسعه جنگ‌افزارهای گرماهسته‌ای ایالات متحده بود. در سال ۱۹۵۱، این کامپیوتر مجموعه‌ای از معادلات فیزیک هسته‌ای و دینامیک پرتوها را به‌مدت ۶۰ روز پردازش کرد. این محاسبات حدود ۶۰ روز به‌صورت شبانه‌روزی ادامه یافت و تنها تعداد محدودی خطا در طول اجرا ثبت شد.
تحول هواشناسی: از پیشگویی تا علم دقیق محاسباتی
شاید بزرگ‌ترین دستاورد غیرنظامی کامپیوتر IAS در حوزه هواشناسی و پیش‌بینی اقلیم رقم خورد. در سال ۱۹۲۲، لوئیس فری ریچاردسون (Lewis Fry Richardson) رؤیای پیش‌بینی عددی آب‌وهوا با استفاده از معادلات دیفرانسیل را مطرح کرده بود، اما تلاش‌های او به‌دلیل تعداد عظیم متغیرها و محاسبات با شکست مواجه شد. جان فون نویمان با درک اینکه کامپیوترها می‌توانند این چالش را حل کنند، گروهی از برجسته‌ترین هواشناسان را به سرپرستی ژول چارنی (Jule Charney) در پرینستون مستقر کرد.
معادلات حاکم بر جو بسیار آشوبناک هستند. ژول چارنی با ابداع مدل باروتروپیک (Barotropic)، متغیرهای سریع و نویزگونه مانند امواج صوتی را از معادلات حذف کرد و جو را به‌عنوان یک لایه همگن در نظر گرفت. گروه چارنی ابتدا در سال ۱۹۵۰ این مدل را روی کامپیوتر انیاک آزمایش کردند؛ پیش‌بینی وضعیت هوای ۲۴ ساعت آینده روی انیاک، ۲۴ ساعت زمان برد که عملاً آن را برای کاربرد روزمره بی‌فایده می‌کرد.
اما با انتقال الگوریتم‌ها به کامپیوتر IAS با معماری پیشرفته‌اش، زمان اجرای همان پیش‌بینی به حدود پنج دقیقه کاهش یافت. این پروژه یکی از نخستین نمونه‌های موفق پیش‌بینی عددی هوا بود.
میراث فون نویمان و کلون‌های کامپیوتر IAS
در دورانی که شرکت‌های بزرگ در تلاش برای ثبت اختراع مفاهیم کامپیوتری بودند، جان فون نویمان اصرار داشت که دستاوردهای کامپیوتر IAS باید در مالکیت عمومی باقی بماند. گزارش‌ها، نقشه‌ها و اطلاعات فنی پروژه به‌طور گسترده در اختیار گروه‌های دیگر قرار گرفت و معماری دستگاه ثبت اختراع نشد.
شاید بزرگ‌ترین دستاورد فون نویمان خودِ کامپیوتر IAS نبود، بلکه تصمیم او برای عمومی‌کردن معماری آن بود
این تصمیم باعث ایجاد موجی از کامپیوترهای مشابه شد که به خانواده IAS یا کلون‌های فون نویمان شهرت یافتند. این کامپیوترها اگرچه از کدهای یکسانی پشتیبانی نمی‌کردند، معماری پایه‌ای آن‌ها مستقیماً از پرینستون الگوبرداری شده بود.
| نام کامپیوتر | نهاد توسعه‌دهنده | توضیح کوتاه |
| JOHNNIAC | شرکت رند (RAND)، آمریکا (۱۹۵۴) | به افتخار جان فون نویمان نام‌گذاری شد. نقش مهمی در توسعه سیستم‌های اشتراک زمانی (Time-sharing) داشت و نخستین کلونی بود که حافظه هسته مغناطیسی را جایگزین لامپ‌های خلأ کرد. |
| MANIAC I | آزمایشگاه ملی لاس آلاموس، آمریکا (۱۹۵۲) | مستقیماً برای شبیه‌سازی جنگ‌افزارهای هسته‌ای و توسعه بمب هیدروژنی بهینه‌سازی شده بود. |
| ILLIAC I | دانشگاه ایلینوی، آمریکا (۱۹۵۲) | اولین کامپیوتر دانشگاهی قدرتمند که به‌شدت در پردازش داده‌های علمی و آموزش علوم کامپیوتر تأثیرگذار بود. |
| WEIZAC | مؤسسه وایزمن، اسرائیل (۱۹۵۵) | نخستین کامپیوتر الکترونیکی در مقیاس بزرگ در خاورمیانه که با اقتباس مستقیم از معماری IAS ساخته شد. |
| SILLIAC | دانشگاه سیدنی، استرالیا (۱۹۵۶) | توسعه معماری پرینستون در نیمکره جنوبی که نشان از نفوذ بدون مرز مستندات پروژه IAS داشت. |
| BESK | مؤسسه فناوری سلطنتی، سوئد (۱۹۵۳) | سریع‌ترین کامپیوتر اروپا در زمان خود که از حافظه لامپ ویلیامز استفاده می‌کرد. |
نفوذ این معماری به‌حدی بود که حتی غول‌های تجاری مانند آی‌بی‌ام (IBM) نیز در ساخت اولین کامپیوتر علمی تولید انبوه خود، یعنی مدل IBM 701، به‌شدت از مفاهیم توسعه‌یافته در پرینستون بهره بردند.
مفهومی فراتر از کامپیوتر
کامپیوتر مؤسسه مطالعات پیشرفته که سرانجام در جولای ۱۹۵۸ خاموش شد، بسیار فراتر از یک ابزار محاسباتیِ موقت در دوران جنگ سرد بود. جان فون نویمان و تیم مهندسان او با پافشاری بر ایده برنامه ذخیره‌شده و تفکیک منطقی اجزای پردازنده، مسیر تاریخ فناوری را تغییر دادند.
آن‌ها در زیرزمین فولد هال کامپیوتری ساختند که در حل مسائل پیچیده‌ای از فیزیک هسته‌ای تا پیش‌بینی عددی هوا نقش مهمی ایفا کرد. معماری متولدشده در پرینستون، امروز با گذشت بیش از هفت دهه، از محدودیت‌های لامپ‌های خلأ فراتر رفته است و همچنان استخوان‌بندی و منطق پایه‌ی میلیاردها دستگاه هوشمندی را تشکیل می‌دهد که بسیاری از اصول پایه‌ای معماری کامپیوتر هنوز ریشه در همان ایده‌ها دارد.
