Введение

Первый электронный компьютер, созданный в Институте перспективных исследований

Машина IAS была первым электронным компьютером, созданным в Институте перспективных исследований (IAS) в Принстоне, штат Нью-Джерси. Её иногда называют машиной фон Неймана, поскольку работу, описывающую её конструкцию, отредактировал Джон фон Нейман, профессор математики в Принстонском университете и IAS. Компьютер был построен под его руководством, начиная в 1946 году и завершён в 1951 году. Общая организация получила название архитектуры фон Неймана, хотя она была разработана и реализована другими специалистами. Компьютер находится в коллекции Смитсоновского национального музея истории США, но в настоящее время не экспонируется.

История

Джулиан Бигелоу был принят на должность главного инженера в мае 1946 года. Хьюитт Крейн, Герман Голдстайн, Джеральд Эстрин, Артур Беркс, Джордж У. Браун и Уиллис Уэр также работали над этим проектом. Он находился в эксплуатации до 15 июля 1958 года.

Описание

Машина IAS была бинарным компьютером с 40-битным словом, хранящим две 20-битные инструкции в каждом слове. Память составляла 1024 слова (5 килобайт в современной терминологии). Отрицательные числа были представлены в формате дополнительного кода. В ней имелось два регистра общего назначения: аккумулятор (AC) и множитель/частное (MQ). В машине использовалось 1700 вакуумных ламп (триодные типы: 6J6, 5670, 5687, несколько диодов: тип 6AL5, 150 пентодов для управления ЭЛТ памяти и 41 ЭЛТ (тип: 5CP1A): 40 использовались в качестве трубок Уильямса для памяти, а еще одна – для мониторинга состояния трубки памяти). Память первоначально проектировалась с использованием около 2300 вакуумных ламп RCA Selectron. Проблемы с разработкой этих сложных ламп вынудили перейти к использованию трубок Уильямса. Она весила около… Это была асинхронная машина, то есть не было центрального тактового генератора, регулирующего время выполнения инструкций. Каждая следующая инструкция начинала выполняться после завершения предыдущей. Время сложения составляло 62 микросекунды, а время умножения – 713 микросекунд. Хотя некоторые утверждают, что машина IAS стала первой конструкцией, объединившей программы и данные в одной памяти, это было реализовано четыре года ранее в «Манчестерском малыше» 1948 года. Советский МЭСМ также был введен в эксплуатацию до создания IAS. Фон Нейман показал, как объединение инструкций и данных в одной памяти может быть использовано для реализации циклов, например, путем изменения инструкций перехода при завершении цикла. Требование доступа к инструкциям, данным и операциям ввода-вывода через одну и ту же шину впоследствии получило название «узкого места фон Неймана».