Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
1956 жылғы компьютерлік дизайн
1956 computer design
Bendix G 15 – 1956 жылы Калифорния штатының Лос-Анджелесіндегі Bendix Corporation, Computer Division компаниясы ұсынған компьютер. Оның салмағы шамамен және ол шамамен салмақтайды. G 15 2,160 29 биттік сөзден тұратын барабан жадына және арнайы мақсаттар үшін, сондай-ақ жылдам қолжетімділік сақтауы үшін пайдаланылатын 20 сөзден тұрады. Перифериялық құрылғыларсыз негізгі жүйенің құны 49 500 доллар болды. Жұмыс істейтін модельдің құны шамамен 60 000 АҚШ долларын құрады (1956 жылғы 60 000 доллар соңғы жылдары шамамен <есептелген сомаға> тең). Оны айына 1485 долларға жалға алуға да болады. Ол ғылыми және өнеркәсіптік нарықтарға арналған еді. 1963 жылы Control Data Corporation Bendix компьютерлік бөлімін сатып алғаннан кейін серияның өндірісі біртіндеп тоқтатылды. G 15 машинасының бас дизайнері Гарри Хаски болды, ол Алан Тьюрингпен бірге Ұлыбританияда ACE және 1950 жылдары SWAC жобаларында жұмыс істеген. Ол Берклиде профессор болып жұмыс істеген кезде дизайнының көп бөлігін жасады (оның аспиранттарының арасында Никлаус Вирт болды), сондай-ақ басқа да университеттерде. Дэвид С. Эванс G 15 жобасындағы Bendix инженерлерінің бірі болды. Кейіннен ол компьютерлік графикадағы жұмысымен және Иван Сазерлендпен бірге Evans & Sutherland компаниясын құруымен танымал болды.
The Bendix G 15 is a computer introduced in 1956 by the Bendix Corporation, Computer Division, Los Angeles, California. It is about and weighs about The G 15 has a drum memory of 2,160 29 bit words, along with 20 words used for special purposes and rapid access storage. The base system, without peripherals, cost $49,500. A working model cost around $60,000 (60000.0 in 1956 is equivalent to about <calculated amount> in recent years). It could also be rented for $1,485 per month. It was meant for scientific and industrial markets. The series was gradually discontinued when Control Data Corporation took over the Bendix computer division in 1963. The chief designer of the G 15 was Harry Huskey, who had worked with Alan Turing on the ACE in the United Kingdom and on the SWAC in the 1950s. He made most of the design while working as a professor at Berkeley (where his graduate students included Niklaus Wirth), and other universities. David C. Evans was one of the Bendix engineers on the G 15 project. He would later become famous for his work in computer graphics and for starting up Evans & Sutherland with Ivan Sutherland.
Сәулет
G 15 автоматты есептеу машинасынан (ACE) шабыттанды. Бұл сериялық архитектуралы машина, оның негізгі жады магниттік барабан болып табылады. Ол барабанды, басқа сериялық жобалардағы аналогты кідірту желісін іске асырудан өзгеше, қайта айналымдағы кідірту желісі жады ретінде пайдаланады. Әрбір жолда оқу және жазу бастары болады; біт жолдан оқылғаннан кейін, ол біршама қашықтықта сол жолға қайта жазылады. Кідіру ұзақтығы, демек жолдағы сөздердің саны, оқу және жазу бастарының арақашықтығымен анықталады, бұл уақыт барабанның бөлігі жазу басынан тиісті оқу басына дейін жүретін уақытқа сәйкес келеді. Қалыпты жұмыс кезінде деректер өзгеріссіз қайта жазылады, бірақ бұл дерек ағыны кез келген уақытта тоқтатылып, машинаға қажет болған жағдайда жолдың бөліктерін жаңартуға мүмкіндік береді. Бұл дизайнерлерге кез келген ұзындықтағы "кешіктіру желілерін" жасауға мүмкіндік береді. Жиырма "ұзын желіден", әрқайсысы 108 сөзден тұратын, басқа төрт қысқа желі бар, олардың әрқайсысы төрт сөзден тұрады. Бұл қысқа желілер ұзын желілерге қарағанда 27 есе жылдамдықпен қайта өңделеді, жиі қажетті деректерге жылдам қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Тіпті машинаның аккумуляторлары да барабан желілері ретінде іске асырылған: үш қос сөзді желі аралық сақтау үшін, ал бір сөздік аккумулятор қос дәлдікпен қосу, көбейту және бөлу үшін қолданылады. Тіркелімдер үшін флип-флоптардың орнына барабанды пайдалану вакуумдық құбырлардың санын азайтуға көмектесті. Бұл конструкцияның салдарынан, басқа магниттік барабанды компьютерлерден айырмашылығы, G 15 өшірілген кезде жадын сақтамайды. Барабанға зауытта жазылған екі уақыт белгісі ғана тұрақты жолдар болып табылады. Екінші жол – резервтік жол, өйткені күшейткіш құбырларының бірі тұйықталса, жолдар жойылуы мүмкін. G 15 жадының сериялық сипаты оның арифметикалық және басқару тізбектерінің дизайнына көшті. Қосушылар бір уақытта бір екілік цифрмен жұмыс істейді, тіпті нұсқау сөзі де флип-флоптарда сақталуы керек нұсқаудағы биттер санын азайту үшін жасалған (тек мекенжай уақытын жасау үшін пайдаланылатын басқа бір сөздік барабан желісін пайдалану деңгейіне дейін). G 15 180 вакуумдық құбырдан және 3000 германий диодынан тұрады. Оның жалпы саны шамамен 450 құбыр (көбінесе қос триодтар). Оның магниттік барабан жады 2160 сөзді, әрқайсысы 29 биттен сақтайды. Жадқа қол жеткізудің орташа уақыты 14,5 миллисекунд, бірақ оның нұсқаулық архитектурасы жақсы жазылған бағдарламалар үшін бұл уақытты айтарлықтай қысқарта алады. Оның қосу уақыты 270 микросекунд (жадқа қол жеткізу уақытын есептемегенде). Бір рет дәлдікпен көбейтуге 2439 микросекунд, ал екі рет дәлдікпен көбейтуге 16 700 микросекунд қажет.
The G 15 was inspired by the Automatic Computing Engine (ACE). It is a serial architecture machine, in which the main memory is a magnetic drum. It uses the drum as a recirculating delay line memory, in contrast to the analog delay line implementation in other serial designs. Each track has a set of read and write heads; as soon as a bit was read off a track, it is re written on the same track a certain distance away. The length of delay, and thus the number of words on a track, is determined by the spacing of the read and write heads, the delay corresponding to the time required for a section of the drum to travel from the write head to the corresponding read head. Under normal operation, data are written back without change, but this data flow can be intercepted at any time, allowing the machine to update sections of a track as needed. This arrangement allows the designers to create "delay lines" of any desired length. In addition to the twenty "long lines" of 108 words each, there are four more short lines of four words each. These short lines recycle at 27 times the rate of the long lines, allowing fast access to frequently needed data. Even the machine's accumulators are implemented as drum lines: three double word lines are used for intermediate storage and double precision addition, multiplication, and division in addition to a one single word accumulator. This use of the drum rather than flip flops for the registers helped to reduce vacuum tube count. A consequence of this design was that, unlike other computers with magnetic drums, the G 15 does not retain its memory when it is shut off. The only permanent tracks are two timing tracks recorded on the drum at the factory. The second track is a backup, as the tracks are liable to erasure if one of their amplifier tubes shorted out. The serial nature of the G 15's memory was carried over into the design of its arithmetic and control circuits. The adders work on one binary digit at a time, and even the instruction word was designed to minimize the number of bits in an instruction that needed to be retained in flip flops (to the extent of leveraging another one word drum line used exclusively for generating address timing signals). The G 15 has 180 vacuum tube packs and 3000 germanium diodes. It has a total of about 450 tubes (mostly dual triodes). Its magnetic drum memory holds 2,160 words of twenty nine bits. Average memory access time is 14.5 milliseconds, but its instruction addressing architecture can reduce this dramatically for well written programs. Its addition time is 270 microseconds (not counting memory access time). Single precision multiplication takes 2,439 microseconds and double precision multiplication takes 16,700 microseconds.
Шекаралық құрылғылар
G 15 негізгі шығару құрылғыларының бірі – жазу машинасы, сандар үшін секундына шамамен 10 таңба, ал кіші әріптердегі алтауыш таңбалар (u, z) үшін шамамен 10 таңба, ал алфавиттік таңбалар үшін секундына шамамен үш таңба шығару жылдамдығына ие. Машинаның шектеулі жадысы сандардан басқа мәліметтерді шығаруға мүмкіндік бермейді; кейде жазу машинасына алдын ала басылған өрістері немесе жазбалары бар қағаз формалары салынатын. Жылдам жазу машинасы да қол жетімді болды. Жоғары жылдамдықты фотоэлектрлік қағаз таспасын оқу құрылғысы (PR 1 үшін бес арналы қағаз таспасында секундына 250 алтауыш цифр; PR 2 үшін 5-8 арналы таспадан секундына 400 таңба) бағдарламаларды (және кейде сақталған деректерді) таспалардан оқитын, олар көбінесе оңай жүктеу және түсіру үшін картридждерге орнатылатын. Магниттік таспадан айырмашылығы, қағаз таспасындағы деректер 108 сөзден кем блокталады, себебі бұл ең жоғары оқу көлемі. Бір картриджде 2500 сөзге дейін (~10 килобайт) бірнеше блоктар болуы мүмкін. Шығару үшін жоғары жылдамдықты қағаз таспасын перфорациялау құрылғысы (PTP 1 секундына 60 цифрмен) бар, ал стандартты перфоратор секундына 17 алтауыш таңбамен (минутына 510 байт) жұмыс істейді. AN 1 "Universal Code Accessory" құрамына "35-4" Friden Flexowriter, HSR 8 қағаз таспасын оқу құрылғысы және HSP 8 қағаз таспасын перфорациялау құрылғысы кіретін. Механикалық оқу және перфорациялау құрылғылары сегіз арналы қағаз таспаларын секундына 110 таңба жылдамдығымен өңдей алады. CA 1 "Пунктталған картаны қосып біріктіру құрылғысы" бір немесе екі IBM 026 карта перфораторын (көбінесе қолмен пайдаланылатын құрылғы) секундына 17 бағанадан (шамамен минутына 12 толық карта) немесе секундына 11 бағанадан (шамамен минутына 8 толық карта) карталарды оқуға қосуға мүмкіндік береді. Толық емес карталар секундына 80 бағана жылдамдығымен тезірек өңделеді. Қымбат CA 2 пунктталған картаны қосып біріктіру құрылғысы минутына 100 картаны оқиды және перфорациялайды. PA 3 қаламдық сызғыш 1 фут ені және 100 фут ұзындығы бар қағаз рулонында секундына 1 дюйм жылдамдықпен, дюйміне 200 инкрементпен жұмыс істейді. Қолданылатын қалам ұстағышы "қайта сызықтарды" болдырмайды. MTA 2 жарты дюймдік Mylar магниттік таспалары үшін төрт дискіге дейін қосылуға мүмкіндік береді, олар 300 000 сөзді сақтай алады (блоктар 108 сөзден аспайды). Оқу/жазу жылдамдығы секундына 430 алтауыш цифрды құрайды; екі бағытты іздеу жылдамдығы секундына 2500 таңбаны құрайды. DA 1 дифференциалдық анализаторы дифференциалдық теңдеулерді шешуді жеңілдетеді. Ол 108 интегратор және 108 тұрақты көбейткіштен тұрады, секундына 34 жаңартуды жүзеге асырады.
One of the G 15's primary output devices is the typewriter with an output speed of about 10 characters per second for numbers (and lower case hexadecimal characters u z) and about three characters per second for alphabetical characters. The machine's limited storage precludes much output of anything but numbers; occasionally, paper forms with pre printed fields or labels were inserted into the typewriter. A faster typewriter unit was also available. The high speed photoelectric paper tape reader (250 hexadecimal digits per second on five channel paper tape for the PR 1; 400 characters from 5 8 channel tape for the PR 2) read programs (and occasionally saved data) from tapes that were often mounted in cartridges for easy loading and unloading. Not unlike magnetic tape, the paper tape data are blocked into runs of 108 words or less since that is the maximum read size. A cartridge can contain many multiple blocks, up to 2500 words (~10 kilobytes). While there is an optional high speed paper tape punch (the PTP 1 at 60 digits per second) for output, the standard punch operates at 17 hex characters per second (510 bytes per minute). Optionally, the AN 1 "Universal Code Accessory" included the "35 4" Friden Flexowriter and HSR 8 paper tape reader and HSP 8 paper tape punch. The mechanical reader and punch can process paper tapes up to eight channels wide at 110 characters per second. The CA 1 "Punched Card Coupler" can connect one or two IBM 026 card punches (which were more often used as manual devices) to read cards at 17 columns per second (approximately 12 full cards per minute) or punch cards at 11 columns per second (approximately 8 full cards per minute). Partially full cards were processed more quickly with an 80 column per second skip speed). The more expensive CA 2 Punched Card Coupler reads and punches cards at a 100 card per minute rate. The PA 3 pen plotter runs at 1 inch per second with 200 increments per inch on a paper roll 1 foot wide by 100 feet long. The optional retractable pen holder eliminates "retrace lines". The MTA 2 can interface up to four drives for half inch Mylar magnetic tapes, which can store as many as 300,000 words (in blocks no longer than 108 words). The read/write rate is 430 hexadecimal digits per second; the bidirectional search speed is 2500 characters per second. The DA 1 differential analyzer facilitates solution of differential equations. It contains 108 integrators and 108 constant multipliers, sporting 34 updates per second.
Бағдарламалық жасақтама
Серілік жады бар машиналарға тән мәселе – сақтау ортасының кешігуі: нұсқаулар мен деректер әрқашан бірден қолжетімді болмайды және ең жаман жағдайда машина берілген жад мекенжайынан деректер алу үшін кідіріс желісінің толық айналымын күтуі керек. G 15 машинасы бұл мәселені Bendix әдебиетінде «минималды қолжетімділік кодтау» деп аталатын тәсілмен шешеді. Әрбір нұсқау өңделуі тиіс келесі нұсқаудың мекенжайын өз ішіне қамтиды, бұл бағдарламалаушыға нұсқауларды осылай орналастыруға мүмкіндік береді: бір нұсқау аяқталғанда, келесі нұсқау оқу басының астында пайда болады. Деректерді де осыған ұқсас етіп орналастыруға болады. Бұл процеске көмектесу үшін кодтау парақтарында барлық мекенжайлардың тізімі бар кесте берілген; бағдарламалаушы қолданылған әрбір мекенжайды жойып тастай алады. Bendix сол аттас операциялық жүйеге ие. IBM 650 машинасының Символдық Оңтайлы Құрастыру Бағдарламасымен (SOAP) салыстырылатын символды құрастырушы 1950 жылдардың соңында пайда болды және минималды қолжетімділік кодтау үшін процедураларды қамтиды. Басқа бағдарламалау құралдарына бақылаушы бағдарлама, «Интерком» деп аталатын қозғалатын нүктелі интерпретациялық жүйе және ALGOL комитетінің 1958 жылғы алдын ала есебінен құрылған алгебралық тіл ALGO кіреді. Пайдаланушылар өздерінің құралдарын да жасады, сонымен қатар азаматтық инженерлердің қажеттіліктеріне бейімделген Интеркомның бір түрі де таратылды. Қозғалатын нүктелі арифметика бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы іске асырылады. «Интерком» тілдерінің сериясы қозғалатын нүктеде жұмыс істейтін виртуалды машинаны бағдарламалауды жеңілдетеді. Интерком 500, 550 және 1000 нұсқаулары сандық, алты немесе жеті таңбадан тұрады. Нұсқаулар тізбекпен сақталады; маңыздысы – жылдамдық емес, ыңғайлылық. Интерком 1000 машинасының қос дәлдік нұсқасы да бар. Жоғарыда айтылғандай, машина он алтылық сандарды қолданады, бірақ пайдаланушы әдеттегі бағдарламалау кезінде олармен тікелей жұмыс істеудің қажеті жоқ. Пайдаланушы бағдарламалары ондық сандарды пайдаланады, ал операциялық жүйе жоғары мекенжайларда орналасқан.
A problem peculiar to machines with serial memory is the latency of the storage medium: instructions and data are not always immediately available and, in the worst case, the machine must wait for the complete recirculation of a delay line to obtain data from a given memory address. The problem is addressed in the G 15 by what the Bendix literature calls "minimum access coding". Each instruction carries with it the address of the next instruction to be executed, allowing the programmer to arrange instructions such that when one instruction completes, the next instruction is about to appear under the read head for its line. Data can be staggered in a similar manner. To aid this process, the coding sheets include a table containing numbers of all addresses; the programmer can cross off each address as it is used. Bendix has an operating system of the same name. A symbolic assembler, similar to the IBM 650's Symbolic Optimal Assembly Program (SOAP), was introduced in the late 1950s and includes routines for minimum access coding. Other programming aids include a supervisor program, a floating point interpretive system named "Intercom", and ALGO, an algebraic language designed from the 1958 Preliminary Report of the ALGOL committee. Users also developed their own tools, and a variant of Intercom suited to the needs of civil engineers is said to have circulated. Floating point arithmetic is implemented in software. The "Intercom" series of languages provide an easier to program virtual machine that operates in floating point. Instructions to Intercom 500, 550, and 1000 are numerical, six or seven digits in length. Instructions are stored sequentially; the beauty is convenience, not speed. Intercom 1000 even has an optional double precision version. As mentioned above the machine uses hexadecimal numbers, but the user never has to deal with this in normal programming. The user programs use the decimal numbers while the OS resides in the higher addresses.
Маңыздылығы
G 15 кейде алғашқы жеке компьютер ретінде сипатталады, себебі ол Intercom интерпретациялық жүйесімен жабдықталған. Алайда, бұл мәртебеге LGP 30 (1956 жылдың соңында жеткізілген), DEC LINC (1962 жылдың наурызы) және PDP 8 (1965 жылдың наурызы) сияқты басқа машиналар да талас айтады, ал кейбіреулер тек 1970 жылдары пайда болған микрокомпьютерлерді ғана жеке компьютерлер деп санау керек дейді. Дегенмен, машинаның төмен бағасы және пайдалану шығындары, сондай-ақ арнайы оператор қажет болмауы, ұйымдарға пайдаланушыларға машинаға толық қол жеткізуге мүмкіндік берді. 400-ден астам G 15 өндірілді. 300-ге жуық G 15 АҚШ-та орнатылды, ал қалғаны Австралия және Канада сияқты елдерге сатылды. Машина азаматтық инженерияда кеңінен қолданылды, оның көмегімен кесіп-төгу есептері шешілді. Кейбір машиналар сақталып, бүкіл әлемдегі компьютер музейлеріне немесе ғылым және технология музейлеріне жеткізілді. Huskey алтын жалатылған алдыңғы панелі бар соңғы G15 машиналарының бірін алды. Бұл Кен Томпсон алғаш рет қолданған компьютері болды. 1964-65 оқу жылында Фримонт орта мектебінде (Окленд біріктірілген мектеп округінде) жоғары сынып оқушыларының математика семинарында Bendix G 15 пайдаланылды. Оқушыларға бағдарламалау негіздері оқытылды. Мұндай жаттығулардың бірі – Ньютон жуықтау әдісін қолданып түбірдік табу есептеуі болды. 1970 жылы Оукленд техникалық орта мектебінде бағдарламалау бойынша UC Беркли жазғы курсында Bendix G 15 әлі де қолданылып келді. Bendix G 15 кем дегенде 1962 және 1963 жылдары Жазғы ғылым бағдарламасында қолданылған. Оқытушының көмекшісі, UCLA аспиранты, олардың 7094 машинасына жібермес бұрын Фортран бағдарламаларының синтаксисін тексеру үшін қолданылғанын хабарлады. Компьютерді пайдалануды ұйымдастырған инженердің ұлы 1963 жылы студент болған. Бағдарлама алты апталық тұрақты ғылыми байыту курсы ретінде Тачер мектебінде (Охай, Калифорния штаты) басталды. Бұл бағдарлама Стенфорд университеті, Калтех және Харви Мадд колледжінің басшыларының ынтымақтастығымен жүзеге асырылды, бұл Sputnik-ке жауап ретінде жасалған. Оқу бағдарламасы астрономияға бағытталған, зертханалық жоба астероидті үш рет суретке түсіріп, оның орбитасын есептеуден тұрды. Қазір бұл толыққанды түлектерге тиесілі және басқарылатын коммерциялық емес бағдарлама, ол бастапқы астрономия (қазір астрофизика) бағдарламасына қосымша биохимия, геномика және синтетикалық химияны ұсынады.
The G 15 is sometimes described as the first personal computer, because it has the Intercom interpretive system. The title is disputed by other machines, such as the LGP 30 (shipped in late 1956), and the DEC LINC (March 1962) and PDP 8 (March 1965), while some maintain that only microcomputers, such as those which appeared in the 1970s, can be called personal computers. Nevertheless, the machine's low acquisition and operating costs, and the fact that it does not require a dedicated operator, meant that organizations could allow users complete access to the machine. Over 400 G 15s were manufactured. About 300 G 15s were installed in the United States and a few were sold in other countries such as Australia and Canada. The machine found a niche in civil engineering, where it was used to solve cut and fill problems. Some have survived and have made their way to computer museums or science and technology museums around the world. Huskey received one of the last production G15s, fitted with a gold plated front panel. This was the first computer that Ken Thompson ever used. A Bendix G 15 was used at Fremont High School (Oakland Unified School District) in the 1964 65 school year for the senior seminar math class. Students were taught the fundamentals of programming. One such exercise was the calculation of a square root using the method of Newtonian approximation. A Bendix G 15 was still in use for the UC Berkeley extension summer class in programming, at Oakland Technical High School, in 1970. A Bendix G 15 was used at the Summer Science Program, at least in 1962 and 1963. One of the teaching assistants, a graduate student at UCLA, reported that one was used to check syntax of Fortran programs before they could be submitted to the 7094. The son of the engineer who arranged the use of the computer was a student in 1963. The program began as a six week residential science enrichment course for advanced rising high school seniors, at the Thacher School in Ojai, CA, as a collaboration between the Headmaster, Stanford University, Caltech, and Harvey Mudd College, in response to Sputnik. The curriculum was focused on astronomy, with a lab project that consists of photographing an asteroid three times and computing its orbit. It is now a nonprofit program wholly owned and operated by alumni, offering biochemistry, genomics, and synthetic chemistry, in addition to the original astronomy (now astrophysics) program.