Атлас (компьютер) - Atlas (computer)

Эта статья про британский суперкомпьютер. О раннем американском компьютере для взлома кода, также известном как Атлас, см. UNIVAC 1101 .

Атлас Компьютер
Атлас Манчестерского университета, январь 1963 года. JPG
Атлас Манчестерского университета в январе 1963 г.
Семейство продуктов Манчестерские компьютеры
Дата выпуска 1962 г.
Проданных единиц 3 (+ 3 Атлас 2 )

Atlas Компьютер был одним из первых в мире суперкомпьютеров , в эксплуатации с 1962 до 1971. Он считался самым мощным компьютером в мире в то время. Возможности Atlas способствовали утверждению, что, когда он отключился, половина компьютерных мощностей Соединенного Королевства была потеряна. Он примечателен тем, что был первой машиной с виртуальной памятью (в то время называемой «одноуровневым хранилищем»), использующей методы разбиения на страницы ; этот подход быстро распространился и стал повсеместным.

Атлас был компьютером второго поколения , в котором использовались дискретные германиевые транзисторы . Атлас был создан совместными усилиями Манчестерского университета , Ferranti International plc и Plessey Co., plc . Были построены еще две машины Атласа: одна для British Petroleum и Лондонского университета , а другая - для компьютерной лаборатории Атласа в Чилтоне около Оксфорда .

Производная система была построена Ферранти для Кембриджского университета . Названный Titan или Atlas 2, он имел другую организацию памяти и работал под управлением операционной системы с разделением времени, разработанной компьютерной лабораторией Кембриджского университета. Были доставлены еще два Atlas 2: один в CAD- центр в Кембридже (позже назывался CADCentre, затем AVEVA ), а другой - в Центр исследования атомного оружия (AWRE), Олдермастон.

Атлас Манчестерского университета был выведен из эксплуатации в 1971 году. Последний Атлас, компьютер CADCentre, был отключен в конце 1976 года. Части Атласа Чилтона хранятся в Национальных музеях Шотландии в Эдинбурге; Сама главная консоль была открыта заново в июле 2014 года и находится в лаборатории Резерфорда Эпплтона в Чилтоне, недалеко от Оксфорда .

История

Задний план

В течение 1956 года росло понимание того, что Великобритания отстает от США в разработке компьютеров. В апреле Б.В. Поллард из Ферранти сказал на компьютерной конференции, что «в этой стране есть ряд среднескоростных компьютеров, и единственные две машины, которые действительно быстрые, - это Cambridge EDSAC 2 и Manchester Mark 2, хотя оба они все еще остаются. очень медленный по сравнению с самыми быстрыми американскими машинами ». За этим последовала аналогичная озабоченность, выраженная в майском отчете Консультативному комитету Департамента научных и промышленных исследований по высокоскоростным счетным машинам, более известному как Комитет Бранта.

В течение этого периода команда Тома Килберна из Манчестерского университета экспериментировала с системами на основе транзисторов , построив две небольшие машины для тестирования различных методов. Очевидно, это был путь вперед, и осенью 1956 года Килбурн начал опрашивать возможных клиентов о том, какие функции они хотели бы получить в новой машине на основе транзисторов. Большинство коммерческих клиентов указали на необходимость поддержки широкого спектра периферийных устройств, в то время как Управление по атомной энергии предложило машину, способную выполнять инструкции каждую микросекунду, или, как это было бы сегодня известно, производительность 1 MIPS. Этот более поздний запрос привел к названию перспективного дизайна MUSE для микросекундного двигателя.

Необходимость поддерживать множество периферийных устройств и необходимость быстрой работы, естественно, противоречат друг другу. Например, программа, обрабатывающая данные с устройства чтения карт , будет проводить большую часть своего времени в ожидании отправки считывающим устройством следующего бита данных. Для поддержки этих устройств при одновременном эффективном использовании центрального процессора (ЦП) новой системе потребуется дополнительная память для буферизации данных и операционная система, которая могла бы координировать поток данных вокруг системы.

Муза становится Атласом

Когда Комитет Бранта услышал о новых и гораздо более быстрых разработках США, Univac LARC и IBM STRETCH , они смогли привлечь внимание Национальной корпорации развития исследований (NDRC), ответственной за перенос технологий из исследовательских групп эпохи войны на рынок. . В течение следующих восемнадцати месяцев они провели многочисленные встречи с потенциальными клиентами, командами инженеров Ferranti и EMI , а также командами дизайнеров в Манчестере и Royal Radar Establishment .

Несмотря на все эти усилия, к лету 1958 года финансирование от NDRC все еще не поступало. Килберн решил сдвинуть дело с мертвой точки, построив Muse меньшего размера, чтобы экспериментировать с различными концепциями. Это было оплачено за счет средств из Фонда компьютерных доходов Mark 1, который собирал средства, сдавая в аренду время на университетском Mark 1. Вскоре после начала проекта, в октябре 1958 года, Ферранти решил принять в нем участие. В мае 1959 года они получили от NDRC грант в размере 300 000 фунтов стерлингов на создание системы, который будет возвращен за счет выручки от продаж. В какой-то момент во время этого процесса машина была переименована в Атлас.

К концу 1959 г. был завершен рабочий проект, и продолжалось создание компиляторов . Однако операционная система Supervisor уже сильно отставала. Это привело к тому, что Дэвид Ховарт, недавно нанятый в Ferranti, расширил команду разработчиков операционной системы с двух до шести программистов. В результате титанических усилий, возглавляемых неутомимым и энергичным Ховартом, команда в конечном итоге представила Supervisor, состоящий из 35 000 строк на языке ассемблера, который имел поддержку мультипрограммирования для решения проблемы обработки периферийных устройств.

Инсталляции Атлас

Первый Atlas был создан в университете в 1962 году. График был еще более ограничен запланированным остановом машины Ferranti Mercury в конце декабря. Atlas выполнил эту задачу и был официально введен в эксплуатацию 7 декабря Джоном Кокрофтом , директором AEA. В этой системе была только ранняя версия Supervisor, и единственный компилятор был для Autocode . Только в январе 1964 года была установлена ​​последняя версия Supervisor вместе с компиляторами для ALGOL 60 и Fortran .

К середине 1960-х годов первоначальная машина использовалась постоянно, исходя из расписания работы 20 часов в день, в течение которого можно было запустить до 1000 программ. Время было разделено между Университетом и Ферранти, последний из которых взимал со своих клиентов 500 фунтов стерлингов в час. Часть этой суммы была возвращена в Фонд компьютерных доходов университета. В 1969 году было подсчитано, что компьютерное время, полученное университетом, стоило бы 720 000 фунтов стерлингов, если бы оно было сдано в аренду на открытом рынке. Машина была остановлена ​​30 ноября 1971 г.

Ферранти продал две другие установки Атласа, одну совместному консорциуму Лондонского университета и British Petroleum в 1963 году, а другую - Исследовательскому центру атомной энергии (Харвелл) в декабре 1964 года. Позже машина AEA была переведена в компьютерную лабораторию Атласа в Чилтоне. в нескольких ярдах от пограничного забора Харвелла, который помещал его на гражданские земли и, таким образом, был намного более доступным. Эта установка превратилась в самый большой Атлас, содержащий 48 слов 48-битной основной памяти и 32 ленточных накопителя. Время было предоставлено всем университетам Великобритании. Он был закрыт в марте 1974 года.

Титан и Атлас 2

Основная статья: Титан (компьютер 1963 года)

В феврале 1962 года Ферранти передал Кембриджскому университету некоторые части машины Atlas , а взамен университет использовал их для разработки более дешевой версии системы. Результатом стала машина «Титан», которая была введена в эксплуатацию летом 1963 года. Ферранти продал еще две машины этой конструкции под названием «Атлас 2», одну в Исследовательский центр по атомному оружию (Олдермастон) в 1963 году, а другую - в спонсируемую правительством компанию «Компьютер». Центр автоматизированного проектирования в 1966 году.

Наследие

Атлас был разработан как ответ на программы США LARC и STRETCH. Оба в конечном итоге превзошли Atlas в официальном использовании, LARC в 1961 году и STRETCH за несколько месяцев до Atlas. Atlas был намного быстрее, чем LARC, примерно в четыре раза, и работал немного медленнее, чем STRETCH - Atlas добавил два числа с плавающей запятой примерно за 1,59 микросекунды, а STRETCH сделал то же самое за 1,38–1,5 микросекунды. Никаких дальнейших продаж LARC не предпринималось, и неясно, сколько машин STRETCH было произведено в конечном итоге.

Только в 1964 году, когда появилась модель CDC 6600 , Atlas был значительно превзойден. Позже CDC заявил, что описание Muse в 1959 году дало CDC идеи, которые значительно ускорили разработку 6600 и позволили реализовать его раньше, чем предполагалось изначально. Это привело к тому, что он выиграл контракт с CSIRO в Австралии, которая изначально обсуждала покупку Atlas.

В начале 1960-х у Ferranti были серьезные финансовые трудности, и он решил продать компьютерное подразделение компании International Computers and Tabulators (ICT) в 1963 году. Компания ICT решила сосредоточиться на рынке среднего уровня с их серией ICT 1900 , гибким ассортиментом машин. на базе канадского Ferranti-Packard 6000 .

Техническое описание

Аппаратное обеспечение

У машины было много новаторских функций, но основные рабочие параметры были следующими (размер магазина соответствует манчестерской установке; остальные были больше):

В Atlas не использовался механизм синхронной синхронизации - это был асинхронный процессор, поэтому измерения производительности были непростыми, но в качестве примера:

Экстракод

Одной из особенностей Атласа был «Extracode», метод, позволяющий реализовать сложные инструкции в программном обеспечении. Специальное оборудование ускоряет вход и выход из подпрограммы экстракода и доступ к операнду; Кроме того, код подпрограмм экстракода хранился в ПЗУ, к которому можно было получить доступ быстрее, чем к хранилищу ядра.

Первые десять битов 48-битной машинной инструкции Атласа были кодом операции . Если старший бит был установлен в ноль, это была обычная машинная инструкция, выполняемая непосредственно оборудованием. Если самый верхний бит был установлен в единицу, это был Extracode и был реализован как специальный вид подпрограммы перехода к месту в фиксированном хранилище ( ROM ), его адрес определялся другими девятью битами. Было реализовано около 250 экстракодов из 512 возможных.

Экстракоды были тем, что сегодня называлось программным прерыванием или ловушкой . Они использовались для вызова математических процедур, которые были бы слишком неэффективны для аппаратной реализации , например синуса , логарифма и квадратного корня . Но около половины кодов были обозначены как функции супервизора, которые вызывали процедуры операционной системы . Типичными примерами могут быть «Распечатать указанный символ в указанном потоке» или «Прочитать блок из 512 слов с логической ленты N». Экстракоды были единственным средством, с помощью которого программа могла общаться с Супервизором. Другие британские машины той эпохи, такие как Ferranti Orion , имели аналогичные механизмы для обращения к службам своих операционных систем.

Программное обеспечение

Компания Atlas является пионером многих концепций программного обеспечения, которые все еще широко используются сегодня, включая Atlas Supervisor , «который многие считают первой узнаваемой современной операционной системой».

Одним из первых языков высокого уровня, доступных в Атласе, был Атлас Автокод , который был современником Алгола 60 и был создан специально для устранения того, что Тони Брукер считал некоторыми дефектами в Алголе 60. Атлас, однако, поддерживал Алгол 60 , а также Fortran и COBOL , а также ABL (базовый язык Atlas, язык символьного ввода, близкий к машинному языку). Будучи университетским компьютером, он пользовался покровительством большого числа студентов, имевших доступ к защищенной среде разработки машинного кода .

Некоторые из компиляторов были написаны с использованием компилятора Compiler Compiler , который считается первым в своем роде.

В нем также был язык программирования SPG = System Program Generator. Во время выполнения программа SPG может компилировать для себя больше программ. Он может определять и использовать макросы . Его переменные были заключены в <угловые скобки>, и он имел текстовый синтаксический анализатор, придававший тексту программы SPG сходство с формой Бэкуса – Наура .

Аппаратная / программная интеграция

С самого начала Atlas задумывался как суперкомпьютер, включающий комплексную операционную систему. Аппаратное обеспечение включало определенные функции, которые облегчили работу операционной системы. Например, каждая подпрограмма экстракода и подпрограмма прерывания имели выделенное хранилище, регистры и счетчики программ; переключение контекста из пользовательского режима в режим экстракода или исполнительным режим, или из режима экстракода исполнительного режима, поэтому очень быстро.

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

Цитаты

Библиография

дальнейшее чтение

  • Параллельное дополнение в цифровых компьютерах: новая схема быстрого переноса , T. Kilburn, DBG Edwards, D. Aspinall, Proc. IEE Часть B, сентябрь 1959 г.
  • Центральный блок управления компьютера "Атлас" , Ф. Х. Самнер, Г. Хейли, ECY Chen, Information Processing 1962, Proc. Конгресс ИФИП '62
  • Одноуровневая система хранения , Т. Килберн, DBG Edwards, MJ Lanigan, FH Sumner, IRE Trans. Электронные компьютеры, апрель 1962 г., дата обращения 13 октября 2011 г.
  • Килбурн, Т. (1 марта 1961 г.). «Операционная система Атласа Манчестерского университета, часть I: внутренняя организация». Компьютерный журнал . 4 (3): 222–225. DOI : 10.1093 / comjnl / 4.3.222 . ISSN  0010-4620 .
  • Ховарт, ди-джей (1 марта 1961 г.). «Операционная система Атласа Манчестерского университета, часть II: описание пользователей» . Компьютерный журнал . 4 (3): 226–229. DOI : 10.1093 / comjnl / 4.3.226 . ISSN  0010-4620 .
  • Руководитель Атласа , Т. Килберн, Р. Б. Пэйн, Д.Дж. Ховарт, перепечатано из « Компьютеры - ключ к общему управлению системами» , Macmillan, 1962 г.
  • Система планирования Atlas , DJ Howarth, PD Jones, MT Wyld, Comp. J. Октябрь 1962 г.
  • Первые компьютеры: история и архитектура , под редакцией Рауля Рохаса и Ульфа Хашагена, 2000, MIT Press, ISBN  0-262-18197-5
  • История вычислительной технологии , MR Williams, IEEE Computer Society Press, 1997, ISBN  0-8186-7739-2

Внешние ссылки