Mașină experimentală la scară mică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Mașină experimentală la scară mică
calculator
Muzeul SSEM Manchester.jpg
Replica mașinii experimentale la scară mică expusă la Muzeul Științei și Industriei ( Manchester , Marea Britanie )
Tip computer electronic digital
tara de origine Regatul Unit Regatul Unit
Producător Universitatea Victoria din Manchester
Prezentare 1948
Editați datele pe Wikidata · Manual

Mașina experimentală la scară mică (traductibil din engleză ca „mașină experimentală la scară redusă”, acronimul SSEM , poreclit Manchester Baby „copilul lui Manchester ” sau Baby ) este, printre cei cunoscuți [1] , al șaselea istorie electronică digitală a computerului , după Multiplicatorul electronic IBM 603 .

Importanța istorică a SSEM este remarcabilă, deoarece este primul computer electronic stocat în istorie [2] și primul computer din istorie bazat pe arhitectura von Neumann . Aceste două premii fac din SSEM progenitorul computerelor programabile moderne cel mai asemănător cu acestea. [3]

Conceput și construit în 1948 la Victoria University din Manchester ( Manchester , Marea Britanie ) de Frederic C. Williams , Tom Kilburn și Geoff Tootill , SSEM a intrat în funcțiune pe 21 iunie 1948 . Primul program care a fost rulat acolo a fost folosit pentru a calcula factorul maxim al unui număr dat și a constat din doar 17 instrucțiuni. [4] [5]

După cum indică prezența cuvântului „experimental” [6] în numele computerului, SSEM a fost patul de testare pentru un alt computer: Manchester Mark 1 . În special în SSEM, un nou tip de memorie a fost testat cu succes pentru prima dată: tubul Williams , primul dispozitiv de memorie RAM din lume.

Caracteristici

SSEM avea următoarele caracteristici: [7]

Interacțiunea a avut loc prin scrierea, prin intermediul unei tastaturi, a secvențelor de biți din adresele de memorie selectate; rezultatele calculului au apărut pe un afișaj format dintr-un tub catodic .

Dimensiunile calculatorului erau de 5,2 metri lungime și 2,2 metri înălțime și cântăreau puțin sub o tonă; 550 de tuburi , 300 diode și 250 pentode , l-au determinat să consume 3500 wați . [7]

Practic, toate componentele cu care a fost construit Baby au provenit de la Institutul de Cercetări în Telecomunicații (TRE) și au fost rezultatul cercetării radarului și telecomunicațiilor dezvoltate în timpul celui de-al doilea război mondial .

Formatul setului de instrucțiuni

Cuvânt pe 32 de biți
bit 0-12

adresa memoriei

 biții 13-15

codul de instrucțiuni

 bitul 16-31

nefolosit

Programele pot fi scrise cu aceste 7 instrucțiuni:

  • A = - S
  • A = A - S
  • S = A
  • dacă A <0, CI = CI + 1 (dacă A este negativ, treceți la următoarea afirmație)
  • CI = S
  • CI = CI + S
  • Oprire (încheie programul)

A este registrul acumulatorului , S conținutul adresei de memorie transmisă în instrucțiune, CI este adresa instrucțiunii curente; un alt registru prezent a fost PI care conținea instrucțiunea curentă. [8]

Inițial, singurele instrucțiuni aritmetice implementate în hardware erau scăderea și negarea, toate celelalte operațiuni trebuind implementate prin intermediul software-ului. [9]

La două luni după executarea primului program, setul de instrucțiuni a fost mărit prin creșterea lungimii codului de instrucțiuni până la 4 biți, aducând astfel numărul maxim de instrucțiuni posibil la 16 (nu toate implementate). [8]

Principalele adăugiri au fost:

  • A = S
  • A = A + S
  • A = A & S

Tehnologie de memorie

Scopul SSEM a fost de a demonstra fezabilitatea utilizării tuburilor Williams-Kilburn (în esență tuburi cu raze catodice, CRT ) pentru stocarea digitală a datelor. Tehnologia de memorie din primele computere a fost o parte critică și extrem de limitativă, atât în ​​ceea ce privește capacitatea, cât și timpul de acces.

Tuburile Williams-Kilburn au fost soluția adoptată în construcția primelor computere dezvoltate de Universitatea din Manchester și de Ferranti [10] , primul producător de computere de uz general disponibile pe piață.

Această tehnologie a fost dezvoltată în comun de Freddie Williams și Tom Kilburn între 1946 și 1947; principiul din spatele funcționării acestor amintiri este emisia secundară , persistența unei sarcini generate de un semnal emis de tubul de raze la un capăt al tubului în sine; zona în cauză rămâne încărcată negativ pentru o anumită perioadă de timp după sfârșitul razei catodice și poate fi citită ca o diferență de potențial electrostatic prin intermediul unei plăci metalice externe.

Fiecare citire a unei anumite zone a tubului determină anularea acestuia; prin urmare, pentru a păstra informațiile în memorie, fiecare lectură trebuie să fie urmată de o scriere.

Încărcarea în sine are o durată limitată în timp (aproximativ 0,2 secunde), iar ideea lui Williams și Kilburn a fost de a o regenera prin citiri și rescrieri succesive, aceeași tehnică care este utilizată astăzi în DRAM-uri .

Amintirile construite folosind aceste tuburi permiteau timpi de acces constanți și lipsa pieselor în mișcare le făcea deosebit de rapide pentru acea vreme; capacitatea de stocare a variat între 500 și 1000 de biți de informații. [11]

Primele teste pe această tehnologie au fost efectuate pe cele mai populare tuburi din punct de vedere comercial în 1946, CV1131 de 300 mm în diametru, Baby a fost construit totuși cu o versiune mai mică; CV1097 de 150 mm în diametru. [12]

Primul program

Instrucțiuni
1 -18, C curăță acumulatorul
2 -19, C încărcare + a
3 SUB 20 scădere
4 TEST diferența este negativă?
5 ADAUGĂ 21, CI încă pozitiv,

sări înapoi cu două linii

6 SUB 22 rezultatul depășit,

adaugă bn

7 c, 24 magazine + rn
8 -22, C taxa bn
9 SUB 23 atribuie b (n + 1) = bn -1
10 c, 20 taxa b (n + 1)
11 -20, C încărcare -b (n-1)
12 c, 22 magazin -b (n + 1)
13 -24, C încărcare -rn
14 TEST restul este zero?
15 25, C da, treci la linia 17
16 23, C nu, săriți la linia 2
17 STOP încărcare -b (n + 1)
Date
iniţială actual finala
18 0
19 -la -la
20 b1 bn ob (n + 1) b (N + 1)
21 -3
22 -b1 -bn sau -b (n + 1) -b (N + 1)
23 1
24 -rn r N
25 16

Aceasta este o reconstrucție a primului program realizat și adnotat în 1996 de Geoff Tootill, originalul pierdut a fost scris de Tom Kilburn, la care Tootil a fost asistent. Atât Geoff, cât și Tom au lucrat la notele și amintirile lor din vreme pentru a recrea cel mai plauzibil Prim Program. [4] [13] Există, de asemenea, un document, datat 18 iulie 1948, care conține o versiune a programului revizuită de Geoff Tootill, care constă totuși din 19 instrucțiuni. [14]

De exemplu, primul program a reușit să găsească cel mai mare factor de , prin scădere și testare ulterioară, în 52 de minute. [2]

În total, numărul de programe care au fost rulate pe SSEM se ridică la 3, inclusiv un program scris de Alan Turing pentru împărțirea numerelor „lungi”. [8]

Arhitectura programului stocat

Înainte de crearea bebelușului, computerele existente au fost proiectate pentru a îndeplini sarcini specifice: programul pe care l-au executat a fost determinat de crearea computerului însuși și stabilit de circuitele sale hardware. Conversia unui calculator cu scop special pentru a rezolva o problemă pentru care nu a fost conceput a costat timp și bani; acest lucru ne poate face să înțelegem cât de inovatoare a fost crearea unui calculator program memorat.

O proiectare adecvată a arhitecturii hardware a unui computer vă permite să rezolvați orice problemă matematică calculabilă, cu condiția să puteți scrie un program suficient de mic și decis pentru această problemă; Alan Turing teoretizase deja acest fapt demonstrându-l pentru Turing Machine .

Arhitectura utilizată în SSEM, în care instrucțiunile și datele sunt stocate în aceeași memorie, se numește Arhitectura von Neumann (de la matematicianul John von Neumann ) și reflectă organizarea procesorelor PC actuale.

Aniversări

Cu ocazia aniversării a cincizeci de ani de la crearea Mașinii Esperimentale la Scală Mică, universitatea și orașul Manchester au organizat o sărbătoare care a avut loc la 17 iunie 1998, în care a fost lansată oficial replica Bebelușului (acum păstrată în Muzeul Științei și Industriei din Manchester ) realizând, de asemenea, istoricul Prim Program reconstruit pentru ocazie. [15]

În timpul sărbătorii a fost acordarea concursului de programare pentru Baby: toți participanții au trebuit să dezvolte programe originale care să funcționeze cu adevărat pe un simulator Baby scris în Java . [16]

Cea de-a șaizecea aniversare de la crearea SSEM a avut loc pe 20 iunie 2008; evenimentul a avut loc inaugurarea conferinței Kilburn acum anuale și acordarea de medalii pentru contribuția remarcabilă la istoria informaticii către membrii rămași ai echipei care a construit SSEM. [17]

Notă

  1. ^ Există posibilitatea ca, înainte de SSEM, să fie construite computere electronice digitale în armată fără ca acest lucru să fie făcut public
  2. ^ A b (EN) The Manchester Small Scale Experimental Machine - "The Baby" , pe computer50.org, 1999 (depus de 'url original 4 iunie 2012). Pagină dedicată Pruncului.
  3. ^ Majoritatea calculatoarelor programabile moderne sunt computere program stocate pe baza arhitecturii von Neumann.
  4. ^ A b (RO) Programul original original. , pe cs.man.ac.uk. Adus la 7 iulie 2009 (arhivat din original la 9 ianuarie 2012) . Programul original.
  5. ^ (EN) Calculatoare digitale electronice, scrisoare către Nature. , pe computer50.org (arhivat din original la 6 aprilie 2009) . Scrisoare originală către revista Nature.
  6. ^ „Experimental” în italiană înseamnă „experimental”.
  7. ^ A b (RO) „Copilul”: primul computer din programul stocat din lume (PDF) pe msim.org.uk, Manchester Museum of Science and Industry. (Arhivat din original la 4 martie 2009) . Specificații și fotografii.
  8. ^ a b c Specificații , pe computer50.org (arhivat din original la 4 iunie 2012) . Specificații SSEM.
  9. ^ (RO) De ce bebelușul avea doar un operator Minus și nu un plus pe computer50.org (depus de 'url original 6 iunie 2013). Pentru că Pruncul avea doar operatorul minus și nu plusul.
  10. ^ (EN) The Manchester Mark 1 , al computer50.org, aprilie 1999 (depus de 'url original 9 februarie 2014). Manchester Mark 1 istorie.
  11. ^ (EN) Tubul Williams-Kilburn , pe computer50.org, noiembrie 1998 (depus de „Original url 16 februarie 2003). Țevile Williams-Kilburn.
  12. ^ Lavington 1998, pp. 12-13.
  13. ^ (RO) Programul Reconstructed First de pe computer50.org (depus de 'url original 6 iunie 2013). Primul program reconstruit
  14. ^ (RO) De ce a fost mai lung primul program modificat Două instrucțiuni pe computer50.org (depuse de „Adresa URL originală 6 iunie 2013). Deoarece programul revizuit avea încă două instrucțiuni.
  15. ^ (EN) Concursul de programare din 1998 , pe computer50.org (depus de „Url original 16 aprilie 2009). Competiție: Programarea copilului.
  16. ^ (RO) Evenimentul de lansare - miercuri, 17 iunie 1998 , pe computer50.org (depus de „Original url 16 aprilie 2009). Sărbătorirea a 50 de ani.
  17. ^ (EN) Digital 60 Day pe cs.manchester.ac.uk (depus de 'url original 7 martie 2009). Program de sărbătoare a 60 de ani.

Bibliografie

  • Marcello Morelli, De la calculatoare la computerele anilor cincizeci: protagoniștii și mașinile în istoria tehnologiei informației , Bologna, Franco Angeli, 2001. pp. 238-240. ISBN 88-464-2879-X .
  • Simon Lavington, A History of Manchester Computers , ediția a II-a. Swindon, The British Computer Society, 1998. ISBN 1-902505-01-8 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Informatică Portal IT : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu IT
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Small_Scale_Experimental_Machine&oldid=110683043 ”