Введение

Вакуумная компьютерная система

Электронная вычислительная машина IBM 701, известная как "Калькулятор обороны" в период разработки, была первым коммерческим научным компьютером IBM и первой серийно выпускаемой ЭВМ, представленной публике 21 мая 1952 года. Она была спроектирована и разработана Джерриером Хаддадом и Натаниэлем Рочестером и основывалась на машине IAS в Принстоне. IBM 701 стала первым компьютером в серии IBM 700/7000, которая представляла собой высокопроизводительные компьютеры IBM до появления IBM System/360 в 1964 году. Бизнес-ориентированным аналогом 701 была IBM 702, а более доступным универсальным компьютером – IBM 650, получившая известность как первая массово производимая вычислительная машина.

История

IBM 701 конкурировал с UNIVAC 1103 компании Remington Rand на рынке научных вычислений. Он был разработан для АНБ и оставался секретным до получения разрешения на коммерциализацию в 1951 году. В начале 1954 года комитет Объединенного штаба потребовал сравнить обе машины с целью их использования в совместном проекте численного прогнозирования погоды. По результатам испытаний, вычислительная скорость машин оказалась сопоставимой, с небольшим преимуществом у IBM, однако UNIVAC был единогласно предпочтен благодаря значительно более быстрому оборудованию ввода-вывода. Было установлено девятнадцать систем IBM 701. Первый 701 был поставлен в штаб-квартиру IBM в Нью-Йорке, восемь – авиационным компаниям. Наличие IBM 701 в Лоуренс-Ливерморской национальной лаборатории позволяло ученым быстрее проводить расчеты, связанные с ядерными взрывчатыми веществами. Часто Томасу Уотсону старшему, председателю и генеральному директору IBM, приписывают слова: "Я думаю, что на свете найдется рынок для, может быть, пяти компьютеров", якобы сказанные им в 1943 году. Эта неточная цитата, возможно, произошла от заявления его сына, Томаса Уотсона-младшего, на ежегодном собрании акционеров IBM в 1953 году. Уотсон-младший описывал восприимчивость рынка к компьютеру IBM 701. Перед началом производства Уотсон посетил 20 потенциальных клиентов. На собрании акционеров он заявил: "В результате нашей поездки, где мы рассчитывали получить заказы на пять машин, мы вернулись с заказами на 18". В журнале Aviation Week от 11 мая 1953 года сообщалось, что арендная плата за 701 составляла около 12 000 долларов в месяц, а в American Aviation от 9 ноября 1953 года – "15 000 долларов в месяц за 40-часовую смену. Вторая 40-часовая смена увеличивает арендную плату до 20 000 долларов в месяц". Преемником 701 стал IBM 704 с индексным регистром, представленный через 4 года после 701. 704 не был совместим с 701, поскольку размер команд был увеличен с 18 до 36 бит для поддержки расширенных функций. 704 также ознаменовал переход к магнитной ячеистой памяти.

Социальное воздействие

В 1952 году IBM сотрудничала с лингвистами из Джорджтаунского университета для разработки программного обеспечения для машинного перевода. 7 января 1954 года команда создала экспериментальную программу, которая позволила компьютеру IBM 701 осуществлять перевод с русского на английский язык. Устройство машинного перевода Mark 1, разработанное для ВВС США, смогло выполнить свой первый автоматический перевод с русского на английский в 1959 году и было продемонстрировано публике в 1964 году. В 1954 году группа ученых провела миллионы компьютерных симуляций раздач в блэкджек на IBM 701, чтобы определить оптимальную стратегию игры для каждой комбинации карт. Результатом исследования стал набор точных правил для розыгрыша – когда брать карту, когда остановиться, удваивать ставку или разделять карты – в блэкджеке, которые остаются актуальными и сегодня. Лаборатория радиации Калифорнийского университета в Ливерморе разработала систему языковой компиляции и выполнения под названием KOMPILER для своего IBM 701. Speedcode стал первым языком программирования высокого уровня, созданным для компьютеров IBM. Этот язык был разработан Джоном Бэкусом в 1953 году для IBM 701 с целью поддержки вычислений с числами с плавающей точкой. Компилятор Fortran, также разработанный Бэкусом, был выпущен IBM только вместе с IBM 704.

Память

Система использовала логические схемы на вакуумных лампах и электростатическую память, состоящую из 72 труб Уильямса емкостью 1024 бита каждая, что обеспечивало общую память в 2048 слов по 36 бит. Каждая из 72 труб Уильямса имела диаметр 3 дюйма. Объем памяти можно было увеличить до 4096 слов по 36 бит путем добавления второго набора из 72 труб Уильямса или (позже) путем замены всей памяти на память на магнитных сердечниках. Память на трубках Уильямса и последующая память на магнитных сердечниках имели время цикла памяти 12 микросекунд. Память на трубках Уильямса требовала периодической регенерации, что обуславливало необходимость вставки циклов регенерации в синхронизацию работы машины 701. Операция сложения требовала пять циклов длительностью 12 микросекунд, два из которых были циклами регенерации, в то время как операция умножения или деления требовала 38 циклов (456 микросекунд). Помимо этого, для внешней памяти использовались магнитный барабан и магнитная лента.

Периферийные устройства

Магнитный барабанный считыватель/записыватель был добавлен по рекомендации Джона фон Неймана, который утверждал, что это снизит потребность в высокоскоростном вводе-выводе. Первые накопители на магнитной ленте использовались в машине обработки лент (TPM), а затем были адаптированы для ЭВМ 701.