Кіріспе
IAS машинасы – Нью-Джерси штатының Принстон қаласындағы Advanced Study институтында (IAS) салынған алғашқы электрондық компьютер. Оны кейде фон Нейман машинасы деп те атайды, себебі оның құрылымын сипаттаған мақаланы Принстон университеті мен IAS-тың математика профессоры Джон фон Нейман өңдеген. Компьютер 1946 жылы оның басшылығымен салына бастап, 1951 жылы аяқталды. Бұл компьютердің жалпы құрылысы фон Нейман архитектурасы деп аталады, тіпті оны ойлап табушылар мен іске асырушылар басқа адамдар болғанмен де. Компьютер қазір Америка тарихы ұлттық мұражайының (Смитсонов институты) қорында сақталуда, бірақ әзірге көрмеге қойылмаған.
The IAS machine was the first electronic computer built at the Institute for Advanced Study (IAS) in Princeton, New Jersey. It is sometimes called the von Neumann machine, since the paper describing its design was edited by John von Neumann, a mathematics professor at both Princeton University and IAS. The computer was built under his direction, starting in 1946 and finished in 1951. The general organization is called von Neumann architecture, even though it was both conceived and implemented by others. The computer is in the collection of the Smithsonian National Museum of American History but is not currently on display.
Тарих
Джулиан Бигелоу 1946 жылдың мамыр айында бас инженер ретінде жұмысқа алынды. Хьюит Крейн, Герман Голдстайн, Джеральд Эстрин, Артур Беркс, Джордж В. Браун және Уиллис Уэр де осы жобада жұмыс істеді. Ол 1958 жылдың 15 шілдесіне дейін қолданыста болды.
Сипаттама
IAS машинасы 40 биттік сөзден тұратын, әр сөзде екі 20 биттік нұсқау сақталатын екілік компьютер болды. Жады 1024 сөзді құрады (қазіргі терминология бойынша 5 килобайт). Теріс сандар екілік толықтыру форматында ұсынылды. Онда екі жалпы мақсаттағы тіркеліш болды: Аккумулятор (АК) және Көбейтуші/Бөлуші (КБ). Ол 1700 вакуумдық түтіктерді (триодтар типтері: 6J6, 5670, 5687, бірнеше диодтар: тип 6AL5, 150 пентод жады CRT-ларын басқару үшін және 41 CRT (тип: 5CP1A): 40 жады үшін Уильямс түтіктері ретінде, ал тағы біреуі жад түтігінің күйін бақылау үшін) пайдаланды. Жады бастапқыда шамамен 2300 RCA Selectron вакуумдық түтіктеріне арналған еді. Бұл күрделі түтіктерді әзірлеудегі мәселелер Уильямс түтіктеріне көшуге мәжбүр етті. Бұл асинхронды машина болды, яғни нұсқаулардың орындалу уақытын реттейтін орталық сағат болған жоқ. Бір нұсқау алдыңғысы аяқталғаннан кейін орындала бастады. Қосу уақыты 62 микросекунд, ал көбейту уақыты 713 микросекунд құрады. Кейбіреулер IAS машинасы бағдарламалар мен деректерді бір жадта біріктірген алғашқы дизайн болды деп санайды, бірақ бұл 1948 жылғы Манчестер Бэби машинасымен төрт жыл бұрын іске асырылған. Советтік МЭСМ машинасы да IAS машинасынан бұрын жұмыс істеді. Фон Нейман бір жадтағы нұсқаулар мен деректердің үйлесімін циклдарды іске асыру үшін, мысалы, цикл аяқталғанда тармақталу нұсқауларын өзгерту арқылы қалай пайдалануға болатынын көрсетті. Бір шина арқылы нұсқауларға, деректерге және кіріс/шығысқа қол жеткізу қажеттілігі кейінірек Фон Нейманның тұйық жолы деп аталды.
It was an asynchronous machine, meaning that there was no central clock regulating the timing of the instructions. One instruction started executing when the previous one finished. The addition time was 62 microseconds and the multiplication time was 713 microseconds. Although some claim the IAS machine was the first design to mix programs and data in a single memory, that had been implemented four years earlier by the 1948 Manchester Baby. The Soviet MESM also became operational prior to the IAS machine. Von Neumann showed how the combination of instructions and data in one memory could be used to implement loops, by modifying branch instructions when a loop was completed, for example. The requirement that instructions, data and input/output be accessed via the same bus later came to be known as the Von Neumann bottleneck.