Бірінші коммерциялық компьютер: Ferranti Mark 1

Кіріспе

Бірінші коммерциялық компьютер

Ферранти Марк 1, сату материалдарында Манчестер электрондық компьютері деп те белгілі, сондай-ақ кейде Манчестер Ферранти деп аталады, оны британдық электр инженерлік фирмасы Ферранти Лтд өндірді. Бұл әлемдегі алғашқы коммерциялық түрде қол жетімді электронды, жалпы мақсаттағы, бағдарламалық сақтаулы цифрлық компьютер болды. BINAC және Z4 коммерциялық цифрлық компьютерлер ретінде бұрын пайда болғанмен, Z4 электромеханикалық болды және бағдарламалық қамтамасыз ету мүмкіндігі болмады, ал BINAC жеткізілгеннен кейін толыққанды жұмыс істеген емес.

Ферранти Марк 1 – «Манчестер Марк I-нің тәртіпке келтірілген және коммерциялық нұсқасы» болды. Алғашқы машина 1951 жылдың ақпан айында Манчестердегі Виктория университетіне жеткізілді (жария ортада шілдеде көрсетілді), бұл UNIVAC I-ге дейін болды, ол 1952 жылдың желтоқсан айының соңында АҚШ Халық санағы бюросына жеткізілді, ал сатылымы 1951 жылдың 31 наурызында жүзеге асты.

Тарих және ерекшеліктер

Манчестер Mark 1 негізінде, оны Манчестер университетінде Фредди Уильямс және Том Килберн жобалаған, машинаны Ұлыбританияның Ferranti компаниясы құрастырды. Оның негізгі артықшылықтары – негізгі және қосымша жадтың көлемі, жылдамдатылған көбейтуші және қосымша командалар. Mark 1 Уильямс түтігі дисплейінің бетіне орналастырылған электр зарядтарының нүктелерінің бір қатары ретінде сақталған 20 биттік сөзді пайдаланды, әр катодтық түтік 64 нүктелік қатарды сақтады. Командалар бір сөзбен, ал сандар екі сөзбен сақталды. Негізгі жад сегіз түтікшені құрады, әрқайсысы 64 сөзден тұратын бір бетті сақтайтын. Басқа түтікшелерде бір 80 биттік аккумулятор (А), 40 биттік «көбейтілгіш/бөлгіш тіркегіштері» (ҚТ) және сегіз «В» сызығы, яки индекс тіркегіштері сақталды, бұл Mark 1 дизайнының ерекше ерекшеліктерінің бірі болды. Аккумуляторды екі 40 биттік сөз ретінде де қолдануға болады. Әр түтікшедегі қосымша 20 биттік сөз екіншілік жадқа ауысу мәнін сақтады. Екіншілік жад 512 беттік магниттік барабан түрінде ұсынылды, бір ізге екі бет сақталып, айналу уақыты шамамен 30 миллисекунд құрады. Барабан Манчестерде жасалған бастапқы нұсқадан сегіз есе көп жадты қамтамасыз етті. Манчестер машинасы сияқты, командалар бір мекенжай форматын қолданды, онда операндар өңделіп, аккумуляторда қалдырылды. Барлығы шамамен елу команда болды. Негізгі цикл уақыты 1,2 миллисекунд құрады, ал жаңа параллель бөлімде көбейту шамамен 2,16 миллисекундта (бастапқы нұсқадан шамамен 5 есе жылдам) аяқталды. Көбейтуші машинаның 4050 вакуумдық түтіктерінің шамамен төрттен бірін пайдаланды. Олар өздерінің машинасының құрылысын жүргізіп жатқан, бірақ Mark 1 толық жиынтығын одан да арзанға сатып алу мүмкіндігін байқады. Олар оны шамамен 30 000 долларға сатып алды, бұл «жедел сату» бағасы еді, ал Беатрис Ворсли оған FERUT деген ат қойды. FERUT бизнес, инженерия және академиялық салаларда кеңінен қолданылды, сондай-ақ басқа міндеттердің ішінде Сент-Лоуренс теңіз жолының құрылысына қатысты есептеулер жүргізілді.

Based on the Manchester Mark 1, which was designed at the University of Manchester by Freddie Williams and Tom Kilburn, the machine was built by Ferranti of the United Kingdom. The main improvements over it were in the size of the primary and secondary storage, a faster multiplier, and additional instructions. The Mark 1 used a 20 bit word stored as a single line of dots of electric charges settled on the surface of a Williams tube display, each cathodic tube storing 64 lines of dots. Instructions were stored in a single word, while numbers were stored in two words. The main memory consisted of eight tubes, each storing one such page of 64 words. Other tubes stored the single 80 bit accumulator (A), the 40 bit "multiplicand/quotient register" (MQ) and eight "B lines", or index registers, which was one of the unique features of the Mark 1 design. The accumulator could also be addressed as two 40 bit words. An extra 20 bit word per tube stored an offset value into the secondary storage. Secondary storage was provided in the form of a 512 page magnetic drum, storing two pages per track, with about 30 milliseconds revolution time. The drum provided eight times the storage of the original designed at Manchester. The instructions, like the Manchester machine, used a single address format in which operands were modified and left in the accumulator. There were about fifty instructions in total. The basic cycle time was 1.2 milliseconds, and a multiplication could be completed in the new parallel unit in about 2.16 milliseconds (about 5 times faster than the original). The multiplier used almost a quarter of the machine's 4,050 vacuum tubes. who had been building their own machine, but saw the chance to buy the complete Mark 1 for even less. They purchased it for around $30,000, a "fire sale" price, and Beatrice Worsley gave it the nickname FERUT. FERUT was extensively used in business, engineering, and academia, among other duties, carrying out calculations as part of the construction of the St. Lawrence Seaway.

1 жұлдыз

Алғашқы екі машинадан кейін дизайнның жаңартылған нұсқасы қолжетімді болды, ол Ferranti Mark 1 Star немесе Ferranti Mark 1* деп аталды. Жаңартулар негізінен нұсқаулар жиынтығын жақсарту арқылы пайдалануды жеңілдетуге бағытталды. Тесіктерден бинарлық сандарға кездейсоқ түрдегі бастапқы сәйкестіктің орнына, жаңа машиналар сандарды тесіктерге сәйкестіріп, әлдеқайда қарапайым сәйкестік құрды: ø£½0@:$ABCDEFGHIJKLMNPQRSTUVWXYZ. Сонымен қатар, индекс тіркегіштерін пайдаланған бірнеше командалардың қосымша әсерлері болды, бұл ерекше бағдарламалауға әкелді, бірақ олар қосымша әсерлерсіз өзгертілді. Бастапқы машиналардың JUMP нұсқаулары нақты мекенжайдан "бір позиция бұрын" орындалды, бұл индекстің ерекше мінез-құлқына ұқсас себептермен болды, бірақ олар тек теорияда пайдалы, ал тәжірибеде өте қиын болды және сол сияқты өзгертілді. Кіріс/шығыс та өзгертілді, бес биттік сандар ең кіші мәнді цифрларды оң жаққа шығарды, бұл көптеген сандық жазуларға тән. Бұл және басқа да өзгерістер жаңа машиналарды бағдарламалауды едәуір жеңілдетті. Mark 1/1* салмағы 1953 және 1957 жылдар аралығында кем дегенде жеті Mark 1* машинасы жеткізілді, тағы біреуі Манчестердегі Чаддертон зауытындағы ұшақтар өндіруші Avro компаниясына орнатылды. Ол басқа жобалармен қатар Вулкан жұмысына пайдаланылды. Дүниежүзілік Желінің ойлап табушысы Тим Бернерс Лидің ата-анасы Конвей Бернерс Ли мен Мэри Ли Вудс екеуі де Ferranti Mark 1 және Mark 1* машиналарында жұмыс істеді.

Компьютерлік музыка

Ferranti Mark 1 нұсқаулық жиынтығына операторларға дыбыстық хабар беруге мүмкіндік беретін «гул» командасы кірді. Шығарылған дыбыстың тоны өзгертілуі мүмкін, бұл мүмкіндік Mark 1 компьютерлік музыканың ең алғашқы жазбасын жасағанда қолданылды, онда «God Save the King», «Baa Baa Black Sheep» және «In the Mood» әндерінен құралған попурри ойнатылды. Бұл жазба 1951 жылдың соңында BBC арнасымен жасалды, ал бағдарламалауды Гарроу мектебіндегі математика пәнінің мұғалімі және Алан Тьюрингтің досы Кристофер Стречи жүзеге асырды. Дегенмен, музыка ойнаған алғашқы компьютер осы емес; Австралияның алғашқы цифрлық компьютері CSIRAC «Полковник Боги» әнін орындап, бұл құрметке ие болды.

Компьютерлік ойындар

1951 жылдың қарашасында доктор Дитрих Принц ең алғашқы компьютерлік ойындардың бірі – Манчестер Ферранти Марк 1 компьютері үшін шахмат ойнайтын бағдарлама жазды. Марк 1 компьютерінің мүмкіндіктерінің шектеулілігі шахмат ойынының толыққанды нұсқасын бағдарламалауға мүмкіндік бермеді. Принц тек екі ходта мат беретін шахмат есептерін ғана бағдарламалай алды. Бағдарлама ақ және қара үшін барлық мүмкін нұсқаларды (мыңдаған мүмкіндіктерді) шешім табылғанға дейін қарастырды, бұл орташа есеппен 15–20 минутқа созылды. Бағдарламаның шектеулері: рокировка болмады, екі қадаммен пешка жылжу болмады, өткізіліп ойнау болмады, пешканы ханға дейін жеткізу болмады, сондай-ақ шах және пат арасындағы айырмашылық ескерілмеді.