Пилотный ACE - Pilot ACE

Пилотный ACE
Пилот ACE.jpg
Разработчик Национальная физическая лаборатория (NPL)
Дата выпуска 1950 ; 71 год назад ( 1950 )
Процессор примерно 800 электронных ламп @ 1 мегагерц
объем памяти 128 32-битных слов; позже расширен до 352 слов ( линии задержки Меркурия )
Консоль Pilot ACE
Перфокарты Pilot ACE .

Pilot ACE (Automatic Computing Engine) был один из первых компьютеров , построенных в Соединенном Королевстве . Построенный в Национальной физической лаборатории (NPL) в начале 1950-х годов, он также был одним из первых компьютеров общего назначения с хранимыми программами, присоединившись к другим британским разработкам, таким как Manchester Mark 1 и EDSAC той же эпохи. Это была предварительная версия полной ACE , разработанная Аланом Тьюрингом , который покинул NPL до завершения строительства.

История

Пилотный ACE был построен на урезанной версии полного дизайна ACE Тьюринга. После того, как Тьюринг покинул NPL (отчасти потому, что он был разочарован отсутствием прогресса в создании ACE), Джеймс Х. Уилкинсон взял на себя управление проектом. Дональд Дэвис , Гарри Хаски и Майк Вудгер были вовлечены в дизайн. Pilot ACE запустил свою первую программу 10 мая 1950 года и был продемонстрирован прессе в ноябре 1950 года.

Хотя изначально эта машина задумывалась как прототип, стало ясно, что машина является потенциально полезным ресурсом, особенно с учетом отсутствия в то время других вычислительных устройств. После некоторых модернизаций, направленных на практическое использование, он был принят на вооружение в конце 1951 года и в течение следующих нескольких лет находился в эксплуатации. Одна из причин, по которой Pilot ACE был полезен, заключалась в том, что он мог выполнять арифметические операции с плавающей запятой, необходимые для научных расчетов. Уилкинсон рассказывает, как это произошло.

На момент создания в Pilot ACE не было оборудования для умножения или деления, в отличие от других компьютеров того времени. (Аппаратное умножение было добавлено позже.) Pilot ACE начинала с использования умножения с фиксированной точкой и деления, реализованного в виде программного обеспечения. Вскоре стало очевидно, что арифметика с фиксированной точкой - плохая идея, потому что числа быстро выходили за пределы допустимого диапазона. На написание нового программного обеспечения, чтобы Pilot ACE могла выполнять арифметические операции с плавающей запятой, потребовалось совсем немного времени. После этого Джеймс Уилкинсон стал экспертом и написал книгу об ошибках округления в вычислениях с плавающей запятой, которая в конечном итоге хорошо разошлась.

Пилотный ACE использовал около 800 электронных ламп . Его основная память состояла из ртутных линий задержки с исходной емкостью 128 слов по 32 бита в каждой, которая позже была расширена до 352 слов. В 1954 году была добавлена барабанная память на 4096 слов . Его базовая тактовая частота, 1 мегагерц , была самой быстрой из первых британских компьютеров. Время выполнения инструкций сильно зависело от того, где они находились в памяти (из-за использования памяти с линиями задержки). Добавка может занять от 64 микросекунд до 1024 микросекунд.

Машина была настолько успешной, что ее коммерческая версия, названная DEUCE , была построена и продана английской электрической компанией.

Пилотный ACE был остановлен в мае 1955 года и передан в Музей науки , где находится и по сей день.

Программное обеспечение

Установка магнитного барабана в 1954 г. открыла путь к разработке управляющей программы для запуска программ, работающих с матрицами. По настоянию Дж. М. Хана из Британской авиастроительной корпорации Брайан У. Мандей разработал общую программу интерпретации (GIP), которая требовала только простых кодовых слов для запуска набора программ, называемых «кирпичиками». Каждый блок может выполнять одну задачу, например, решать набор одновременных уравнений, инвертировать матрицу и выполнять матричное умножение. Хотя в этой концепции не было ничего нового, уникальность GIP заключалась в простоте кодовых слов, которые не определяли границ матриц. Границы были взяты из матрицы на барабане, где были сохранены границы второго и третьего элемента. Когда матрица перфорировалась на карточках, границы указывались как первые два элемента. Таким образом, после того, как программа была написана, она могла автоматически запускаться с различными размерами матриц без необходимости изменять программу. GIP работал в 1954 году и был переписан для DEUCE, преемника Pilot ACE.

Кирпичи для использования с GIP были написаны М. Вудгером, который разработал уникальную схему хранения элементов массива, а именно « плавающий блок ». Для использования обычных чисел с плавающей запятой потребовалось бы по два слова для каждого элемента. Компромисс заключался в использовании единой экспоненты для всех элементов массива. Таким образом, для каждого элемента требовалось только одно слово. Были нормализованы только самые большие элементы. Соответственно были масштабированы меньшие элементы. Хотя была некоторая потеря точности, связанная с меньшими элементами, она была небольшой, учитывая, что элементы, как правило, находились в пределах десяти раз друг от друга. Показатель экспоненты сохранялся вместе с размерами матрицы.

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

  • Джеймс Х. Уилкинсон, Работа Тьюринга в Национальной физической лаборатории и создание экспериментальных ACE, DEUCE и ACE (в Николас Метрополис, Дж. Хоулетт, Джан-Карло Рота, (редакторы), История вычислений в ХХ веке , Академ. Press , Нью-Йорк, 1980).
  • Мартин Кэмпбелл-Келли, Программирование экспериментального ACE (в IEEE Annals of the History of Computing , Vol. 3 (No. 2), 1981, pp. 133–162)
  • Б. Джек Коупленд (редактор), Автоматическая вычислительная машина Алана Тьюринга . Oxford University Press , 2005, ISBN  0-19-856593-3
  • Б. Джек Коупленд, Электронный мозг Алана Тьюринга: борьба за создание ACE, самого быстрого компьютера в мире , Oxford University Press , 2012, ISBN  978-0-19-960915-4
  • Майкл Р. Уильямс, История вычислительной техники . IEEE Computer Society Press, 1997. ISBN  0-8186-7739-2 . Глава. 8.3.4.
  • Как экспериментальный ACE Алана Тьюринга изменил вычисления , BBC News , 15 мая 2010 г.

дальнейшее чтение

  • Саймон Х. Лавингтон, Ранние британские компьютеры: история старинных компьютеров и людей, которые их построили ( Manchester University Press , 1980)
  • Дэвид М. Йейтс, Наследие Тьюринга: история вычислений в Национальной физической лаборатории, 1945–1995 ( Музей науки, Лондон , 1997, ISBN  0-901805-94-7 )

Внешние ссылки