Софт-Архив

Марк-1 img-1

Марк-1

Рейтинг: 4.2/5.0 (1877 проголосовавших)

Описание

Кто создал первый компьютер?

Кто создал первый компьютер?

ЖЕНЕЧКА МЕГО КР@СОТК@ Ученик (105), закрыт 5 лет назад

СумkиN F.M. Профи (892) 6 лет назад

«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — Калькулятор, управляемый автоматическими последовательностями) [1] — первый американский программируемый компьютер. Разработан и построен в 1941 году по контракту с IBM молодым гарвардским математиком Говардом Эйкеном и ещё четырьмя инженерами этой компании на основе идей англичанина Чарльза Бэббиджа.

После успешного прохождения первых тестов в феврале 1944-го компьютер был перенесён в Гарвардский университет и формально запущен там 7 августа 1944 года.

По настоянию президента IBM Томаса Дж. Уотсона, вложившего в создание «Марк I» 500 тысяч долларов своей компании, машина была заключена в корпус из стекла и нержавеющей стали. Компьютер содержал около 765 тысяч деталей (электромеханических реле, переключателей и т. п. ) достигал в длину почти 17 м (машина занимала в Гарвардском университете площадь в несколько десятков квадратных метров). в высоту — более 2,5 м и весил около 4,5 т. Общая протяжённость соединительных проводов составляла почти 800 км. Основные вычислительные модули синхронизировались механически при помощи 15-метрового вала, приводимого в движение электрическим двигателем, мощностью в 5 л. с. (4 КВт) .

Компьютер оперировал 72 числами, состоящими из 23 десятичных разрядов, затрачивая по 3 секунды на операции сложения и вычитания. Умножение выполнялось в течение 6 секунд, деление — 15,3 секунды, на операции вычисления логарифмов и выполнение тригонометрических функций требовалось больше минуты.

Фактически «Марк I» представлял собой усовершенствованный арифмометр, заменявший труд примерно 20 операторов с обычными ручными устройствами, однако из-за наличия возможности программирования некоторые исследователи называют его первым реально работавшим компьютером. На самом деле, машина начала перемалывать свои разряды лишь через два года после того как в Германии немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину «Z3».

«Марк I» последовательно считывал и выполнял инструкции с перфорированной бумажной ленты. Компьютер не умел выполнять условные переходы, из-за чего каждая программа представляла собой довольно длинный ленточный рулон. Циклы (англ. loops — петли) организовывались за счёт замыкания начала и конца считываемой ленты (то есть действительно за счёт создания петель). Принцип разделения данных и инструкций получил известность, как Гарвардская архитектура.

Однако, главным отличием компьютера «Марк I» было то, что он был первой полностью автоматической вычислительной машиной, не требовавшей какого-либо вмешательства человека в рабочий процесс.

На церемонии передачи компьютера Говард Эйкен не упомянул о какой-либо роли IBM в создании машины. Томас Уотсон был разозлён и недоволен этим поступком Эйкена, поэтому прекратил их далнейшее сотрудничество. Данное IBM название «Automatic Sequence Controlled Calculator» Эйкен заменил на «Mark I», а компания приступила к созданию нового компьютера «SSEC» уже без участия Говарда Эйкена.

В свою очередь, Говард Эйкен также продолжил работу над созданием новых вычислительных машин. За «Марком I» последовал «Марк II», затем в сентябре 1949 года «Марк III/ADEC», а в 1952 — «Марк IV».

Источник: Википедия

Остальные ответы

Другие статьи, обзоры программ, новости

Марк I (компьютер) - это

Марк I (компьютер) это:

Деталь ввода/вывода и управления.

«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator  — автоматический вычислитель, управляемый последовательностями) [1]  — первый американский программируемый компьютер. Разработан и построен в 1941 году по контракту с IBM молодым гарвардским математиком Говардом Эйкеном и ещё четырьмя инженерами этой компании на основе идей англичанина Чарльза Бэббиджа .

После успешного прохождения первых тестов в феврале 1944 года компьютер был перенесён в Гарвардский университет и формально запущен там 7 августа 1944 года .

По настоянию президента IBM Томаса Дж. Уотсона, вложившего в создание «Марк I» 500 тысяч долларов своей компании, машина была заключена в корпус из стекла и нержавеющей стали. Компьютер содержал около 765 тысяч деталей (электромеханических реле. переключателей и т. п.) достигал в длину почти 17 м (машина занимала в Гарвардском университете площадь в несколько десятков квадратных метров), в высоту — более 2,5 м и весил около 4,5 тонн. Общая протяжённость соединительных проводов составляла почти 800 км. Основные вычислительные модули синхронизировались механически при помощи 15-метрового вала, приводимого в движение электрическим двигателем. мощностью в 5 л. с. (4 кВт).

Компьютер оперировал 72 числами, состоящими из 23 десятичных разрядов, делая по 3 операции сложения или вычитания в секунду. Умножение выполнялось в течение 6 секунд, деление  — 15,3 секунды, на операции вычисления логарифмов и выполнение тригонометрических функций требовалось больше минуты.

Фактически «Марк I» представлял собой усовершенствованный арифмометр. заменявший труд примерно 20 операторов с обычными ручными устройствами, однако из-за наличия возможности программирования некоторые исследователи называют его первым реально работавшим компьютером. На самом деле, машина начала перемалывать свои разряды лишь через два года после того как в Германии немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину Z3 .

«Марк I» последовательно считывал и выполнял инструкции с перфорированной бумажной ленты. Компьютер не умел выполнять условные переходы. из-за чего каждая программа представляла собой довольно длинный ленточный рулон. Циклы (англ.   loops  — петли) организовывались за счёт замыкания начала и конца считываемой ленты (то есть действительно за счёт создания петель). Принцип разделения данных и инструкций получил известность, как гарвардская архитектура .

Однако, главным отличием компьютера «Марк I» было то, что он был первой полностью автоматической вычислительной машиной, не требовавшей какого-либо вмешательства человека в рабочий процесс.

На церемонии передачи компьютера Говард Эйкен не упомянул о какой-либо роли IBM в создании машины. Томас Уотсон был разозлён и недоволен этим поступком Эйкена, поэтому прекратил их дальнейшее сотрудничество. Данное IBM название «Automatic Sequence Controlled Calculator» Эйкен заменил на «Mark I», а компания приступила к созданию нового компьютера «SSEC» уже без участия Говарда Эйкена.

В свою очередь, Говард Эйкен также продолжил работу над созданием новых вычислительных машин. За «Марком I» последовал «Марк II», затем в сентябре 1949 года «Марк III/ADEC», а в 1952  — «Марк IV».

Примечания
    ^ Полное имя, написанное на корпусе компьютера — «Aiken-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator Mark I».

Компьютерное наследие США: Марк I

Компьютерное наследие США: Марк I 01.12.2015 08:36

Американский ученый Говард Эйкен взялся за разработку машины, в основе которой были использованы смелые идеи XIX и технологии XX века. Заручившись поддержкой командования военно-морского флота США и финансово-техническим обеспечением от фирмы IBM, Эйкен создал первый американский компьютер — Марк I. В качестве переключающих устройств в машине Эйкена использовались простые электромеханические реле; инструкции программ обработки данных были записаны на перфоленте. Данные вводись в машину в виде десятичных чисел, закодированных на перфокартах фирмы IBM.

Американский ученый Говард Хэтауэй Эйкен (англ. Howard Hathaway Aiken, 1900 — 1973 г.г.) родился в Хобокене, штат Нью-Джерси, США. Этот человек обладал чрезвычайно широким кругозором и интересовался различными научными направлениями, в круг которых входили физика, математика и множество естественных наук. Эйкен закончил военно-инженерную школу города Индианаполис и получил степень бакалавра. В университете штата Висконсин он успешно защитил диплом по направлению «электротехника». Но останавливаться на полпути Эйкен не собирался и продолжил свое обучение поступив в 1939 году в магистратуру чикагского университета. И вскоре он перешел в знаменитый Гарвард, чтобы там завершить обучение. Эйкен получил степень доктора философии по физике в 1939 году и приступил к работе над диссертацией, посвященной методикам решения нелинейных дифференциальных уравнений. Примерно в то время у него и возникла идея создать автоматическое вычислительное устройство, которое могло бы избавить от необходимости проводить утомительные математические расчеты. В процессе размышлений и разработки конструкции нескольких простых вычислителей, каждый из которых мог бы решать определенную задачу узкой специализации, Эйкен пришел к выводу о необходимости создания универсального устройства, способного осуществлять любые математические расчеты. Загоревшись этой идеей, он заручился поддержкой Гарвардского университета и одной из крупнейших американских коммерческих компаний тех времен — International Business Machines (IBM). Ученый приступил к практической реализации своих замыслов. Занимая должность инженера IBM, Эйкен руководил работами по созданию первого американского компьютера Марк I.

Говард Эйкен наблюдает за работой Марк I (1944 г.)

К работе над компьютером Эйкена вдохновила разностная машина Чарльза Бэббиджа. Описание этой аналитической машины, которое осталось от самого Бэббиджа, оказалось достаточно основательным и полным.

Как в последствии заявлял Эйкен:

Если бы Чарльз Бэббидж жил на 75 лет позже, я бы точно остался без работы…

разностная машина Бэббиджа

После плодотворной работы Эйкену удалось воплотить в реальность свою идею. Первоначально проект имел название «Automatic Sequence Controlled Calculator» (ASCC), то есть — «вычислительное устройство, управляемое автоматическими последовательностями». Но на слуху первый американский компьютер закрепился под именем «Гарвардский Марк I».

Реализация проекта

Процесс создания машины Марк I проходил спокойно, гладко и без эксцессов. В начале 1943 года устройство успешно прошло первые испытания и было перенесено в Гарвардский университет. А вот отношения между создателем устройства и его спонсором были далеко не так гармоничны. Марк I стал причиной разногласий Эйкена с главой компании IBM Томасом Уотсоном.

Томас Уотсон — председатель совета директоров IBM

Эти два человека обладали сильным, но невероятно упрямым характером. Они оба любили делать все исключительно по-своему. Прежде всего их мнения разошлись из-за внешнего вида машины. Марк I достигал в длину почти 17 метров, а по высоте превышал 2,5 метра. Он содержал около 750 000 деталей, которые соединялись проводами общей протяженностью примерно 800 км. Можно представить, каким монстром представлялась для инженера такая махина. Эйкену хотелось оставить открытыми внутреннее содержимое Марка, чтобы при необходимости специалисты могли видеть состав и работу устройства. Уотсону же, как главе компании и бизнесмену, хотелось сделать Марк I наиболее привлекательным для покупателей. Поэтому он активно настаивал на том, чтобы машину заключили в корпус из стекла и блестящей нержавеющей стали. В этом споре победил Уотсон. Собственно и все последующие разногласия решались также в его пользу. Последнее слово оставалось за IBM, ведь компания финансировала разработку машины и могла диктовать собственные условия. Но Эйкен удалось «отыграться» на презентации Марка I перед прессой и общественностью в августе 1944 г. Рассказывая про устройство и процесс разработки, он едва упомянул о вкладе корпорации IBM в создание компьютера. А о самом Томасе Уотсоне не сказал ни слова. Естественно, это привело в бешенство главу компании.

Возмущению Уотсона не было предела, что он даже не побоялся резких высказываний в сторону Эйкена перед СМИ:

Вы не смеете так пренебрежительно относиться к IBM! Для меня эта компания значит не меньше, чем для вас, выпускников Гарварда, ваш университет!

Его сын и преемник Уотсон-младший говорил позже, что если бы Эйкен и Уотсон-старший жили в другом веке, то непременно бы стрелялись на дуэли и убили друг друга.

Военная служба

Вскоре после этого Уотсон на время передал Марк I в распоряжение военно-морского флота США. Там машину использовали для выполнения сложных баллистических расчетов, которыми руководил сам Эйкен. Марк I мог работать с числами длиной до 23 разрядов. На сложение и вычитание тратилось 0,3 секунды, а на умножение — около 3 секунд. Подобная скорость была необычной и даже потрясающей, хотя совсем незначительно превосходило показатели, изначально запланированы Бэббиджем. Марк I за один день проводил исчисления, на которые раньше уходило до полугода.

Эйкен с ученой Грейс Хопер и участниками команды ВМФ США, обслуживающими Марк I

Компьютер Марк I выглядел весьма впечатляюще. Дизайнерская задумка Уотсона реализовалась должным образом и сыграла свою роль — прозрачное стекло и сверкающая нержавеющая сталь привлекали внимание как со стороны прессы, так и со стороны технических специалистов. Кроме того, машину обслуживали морские офицеры, поддерживающие ее образцовую чистоту и порядок. Серьезные, деловые, они ходили вокруг Марк I отдавая друг другу честь. Как вспоминали гарварские ученые — создавалось такое впечатление, будто офицеры управляют машиной, стоя по стойке смирно. Вот только шум компьютера слегка портил идиллию — включающиеся и выключающиеся реле (3304 шт.) громко щелкали, управляя вращением валиков и шестеренок.

матрос, обслуживающий работу машины Марк I

Ссора с компанией IBM в лице ее директора не помешала Эйкену продолжить работу по созданию новых компьютеров. И уже в 1947 году он закончил «Гарвардский Марк II», в след за которым вышли «Гарвардский Марк III» (1949 год) и «Гарвардский Марк IV» (1952 год). В компьютере Марк III уже использовались отдельные электронные компоненты, а Марк IV был полностью электронным устройством. В машинах имелась память на основе магнитных барабанов. Кроме того, в «Марк IV» применялась ещё одна разновидность компьютерной памяти, основанная на использовании магнитных сердечников.

Поскольку Марк I приносил неоцененную пользу, неудивительно, что финансированием дальнейших разработок вычислительных машин занималось Министерство обороны США. Американские специалисты в области кибернетики очень сильно заинтересовались проектами Эйкена. Собственно Марк II был построен ученым специально для военно-морского флота, он стал первым на планете многозадачным вычислительным устройством: предусмотренные в его конструкции параллельные сумматоры позволяли одновременно выполнять несколько математических операций и передавать результат из одного модуля машины в другой.

Первые компьютер, такие как Марк I были основаны на электромеханических переключателях, широко применяющихся в те времена в технике телефонной связи. Когда переключатель находился в открытом состоянии, цепь была обесточена. Но если на обмотку железного сердечника подавался ток низкого напряжения (изображен красным на схеме), то в сердечнике создавалось магнитное поле, притягивающее один конец вращающегося на шарнире рычажка. В этот момент другой его конец сжимал контакты: цепь замыкалась и по ней начинал проходить электрический ток (изображен зеленым на схеме).

схема действия электромеханических переключателей

Обрабатываемые машиной числа хранились в специальных регистрах, реализованных в виде металлических зубчатых колес, которые приводились в движение специальным механизмом. Каждый регистр включал 24 колеса, из которых 23 использовались для представления самих разрядов числа, а 24-е — его знака. Помимо этого, каждый регистр имел устройство, позволявшее сохранять значения десятков и передавать результат вычислений в другой регистр. Всего архитектура Марк I насчитывала 72 регистра для обработки цифровых значений и 60 дополнительных регистров для хранения математических постоянных — в них при помощи системы переключателей вручную записывались неизменные в процессе вычислений константы. В составе Марк I находился основной математический блок, а также имелось несколько отдельных модулей, предназначенных для выполнения операций умножения, деления, подсчета степени числа, значения синуса и вычисления логарифма. В качестве операторского пульта была панель, содержащая 420 механических переключателей, не считая нескольких контрольных панелей, позволявших оператору управлять режимами работы машины. Аппарат потреблял около 160 киловатт мощности в процессе своей работы.

вид регистров Марк I

Настоящим технологическим новаторством было устройство, предложенное Эйкеном, которое предназначалось для программирования выполняемой счетной машиной последовательности операций. В качестве носителя информации изобретатель использовал перфоленту из диэлектрического целлулоида, в которой пробивались отверстия, расположенные в 24 параллельных рядах. Полученные данные разделялись на две категории: операционные команды, описывавшие, что должна делать машина в данный момент времени, и команды вычислений, управлявшие самими математическими операциями. Перфоленту, содержащую описание последовательности операций, можно было хранить отдельно от самого математического устройства и многократно использовать по мере необходимости. Таким образом, в вычислительной машине Марк I был впервые реализован принцип независимо хранимой программы. Данные с перфоленты считывались специальными контактными щетками, которые при попадании в отверстие замыкали электрическую цепь. После выполнения операции перфолента смещалась на одну позицию и подставляла под щетки новый ряд отверстий.

Грейс Хопер (1906–1992 г.г.)

Любопытно и то, что современный термин «баг» (от английского «bug» — «жучек»), обозначающий ошибку или сбой в программе, в те времена имел буквальное значение. В процессе работы вычислительные машины Марк I и Марк II достаточно сильно нагревались, так, что некоторые их узлы испускали неяркое свечение. На свет и тепло слетались всякие насекомые — мошкара, мотыльки, мелкие бабочки и т.д… Они забирались внутрь и часто вызывали короткие замыкания электрических схем. По одной из версий термин «баг» ввела в обиход сотрудница вычислительного центра береговой службы ВМФ США Грейс Хоппер. Она работала в команде Марк II. Позже эта женщина стала всемирно известным компьютерным аналитиком и программистом, а кроме этого получила за свои заслуги почетное звание контр-адмирала военно-морского флота.

Ей приписывают появление еще одного термина «debugging» («отладка»), обозначающего процесс исправления ошибок, допущенных программистом во время написания программного кода.

Грейс Хоппер описывала этот эпизод следующим образом:

В один из летних дней 1945 года в помещениях лаборатории стояла невыносимая жара, как вдруг неожиданно произошла аварийная остановка компьютера. Когда мы стали разбираться с проблемой, выяснилось, что сбой был вызван очередным мотыльком, замкнувшим накоротко контакты одного из тысяч реле. И как раз в этот момент к нам зашел офицер. Он поинтересовался, чем мы занимаемся. Мы ответили, что очищаем компьютер от насекомых (debuging). Этот термин прижился и с тех пор используется для обозначения поиска неисправностей в компьютере, в частности, в программном обеспечении

Около 16 лет Марк I работал на математическом поприще в Гарвардском университете. Он помогал составлять математические таблицы и решал самые разнообразные задачи, от создания экономических моделей до конструирования электронных схем компьютеров. Но успех его в полной мере не оправдал ожидания Уотсона. Методы разработки компьютера уступали более перспективным методам немецких и английских изобретателей. По сути, Марк I устарел еще до того, как его построили.

Манчестер Марк 1

Манчестер Марк 1

Манчестер Марк 1 был одним из самых ранних компьютеров сохраненной программы. развитых в Манчестерском университете Виктории из Small-Scale Experimental Machine (SSEM) или "Ребенка" (эксплуатационный в июне 1948). Это также назвали Манчестером Автоматической Цифровой Машиной или MADM. Работа началась в августе 1948, и первая версия была эксплуатационной к апрелю 1949; программа, написанная, чтобы искать начала Mersenne. бежала безошибочный в течение девяти часов ночью 16/17 июня 1949.

успешной операции машины широко сообщили в британской прессе, которая использовала фразу "электронный мозг" в описании ее их читателям. То описание вызвало реакцию от главы Отдела Манчестерского университета Нейрохирургии, начала продолжительных дебатов относительно того, могла ли бы электронно-вычислительная машина когда-либо быть действительно творческой.

Марк 1 был первоначально развит, чтобы обеспечить вычислительный ресурс в пределах университета, позволить исследователям приобретать опыт в практическом применении компьютеров, но это очень быстро также стало опытным образцом, на котором мог базироваться дизайн коммерческой версии Ферранти. Развитие прекратилось в конце 1949, и машина была пересмотрена к концу 1950, замененного в феврале 1951 Феррэнти Марком 1. первая в мире коммерчески доступная электронно-вычислительная машина общего назначения.

Компьютер особенно исторически существенный из-за своего новаторского включения регистров индекса. новшество, которое облегчило для программы читать последовательно через множество слов в памяти. Тридцать четыре патента следовали из разработки машины, и многие идеи позади ее дизайна были включены в последующие коммерческие продукты такой как и 702 так же как Феррэнти Марк 1. Главные проектировщики, Фредерик К. Уильямс и Том Килберн. завершили на основе их событий с Mark 1, что компьютеры использовались бы больше в научных ролях, чем в чистой математике. В 1951 они начали техническую разработку на Мэг, Mark 1 преемник, который будет включать математический сопроцессор .

В 1936 математик Алан Туринг издал определение теоретического "универсального компьютера", компьютера, который держал его программу на ленте, наряду с данными, работающего на. Туринг доказал, что такая машина была способна к решению любой мыслимой математической проблемы, для которой мог быть написан алгоритм. В течение 1940-ых Туринг и другие, такие как Конрад Цузе развили идею использовать собственную память компьютера, чтобы держать и программу и данные вместо ленты, но именно математик Джон фон Нойман стал широко приписанным определение той архитектуры ЭВМ сохраненной программы. на которой Манчестер базировался Марк 1.

Практическое строительство компьютера фон Ноймана зависело от доступности подходящего устройства памяти. Small-Scale Experimental Machine (SSEM) Манчестерского университета. первый в мире компьютер сохраненной программы, успешно продемонстрировала практичность подхода сохраненной программы и трубы Уильямса. ранней формы машинной памяти, основанной на стандартной электронно-лучевой трубке (CRT). управляя ее первой программой в июне 1948. Ранние электронно-вычислительные машины были вообще запрограммированы, будучи повторно телеграфированным, или через группы участка и штепселя ; не было никакой отдельной программы, сохраненной в памяти, как в современном компьютере. Могло потребоваться несколько дней к перепрограмме ENIAC. например. Компьютеры сохраненной программы также развивались другими исследователями, особенно Экспериментальный ТУЗ Национальной Физической Лаборатории, Кембриджский университетский EDSAC и EDVAC американской армии. SSEM и Марк 1 отличались прежде всего по их использованию труб Уильямса как устройства памяти вместо ртутных линий задержки .

С приблизительно августа 1948 был интенсивно развит SSEM, поскольку опытный образец для Манчестера отмечает 1, первоначально с целью обеспечения университета с более реалистическим вычислительным средством. В октябре 1948 британскому правительственному Руководителю исследовательских работ Бену Локспейсеру дали демонстрацию опытного образца Марка 1 в то время как во время посещения Манчестерского университета. Локспейсер был так впечатлен тем, что он видел, что немедленно начал правительственный контракт с местной фирмой Феррэнти. чтобы сделать коммерческую версию машины, Феррэнти Марк 1. В его письме в компанию, датированную 26 October 1948, Локспейсер уполномочил компанию "продолжать двигаться на линиях, которые мы обсудили, а именно, чтобы построить электронную вычислительную машину к инструкциям профессора Ф. К. Уильямса". От того пункта на у развития Марка 1 была дополнительная цель снабдить Феррэнти дизайном, на котором можно базировать их коммерческую машину. Контракт правительства с Феррэнти бежал в течение пяти лет с ноября 1948 и вовлек приблизительно 35,000£ ежегодно .

Развитие и дизайн

SSEM был разработан командой Фредерика К. Уильямса. Тома Килберна и Джеффа Тутилла. Чтобы развить Марка 1, к ним присоединились два студента исследования, D. B. G. Edwards и Г. Э. Томас; работа началась всерьез в августе 1948. У проекта скоро была двойная цель снабдить Феррэнти рабочим дизайном, на котором они могли базировать коммерческую машину, Феррэнти Марк 1, и строительства компьютера, который позволит исследователям приобретать опыт того, как такая машина могла использоваться практически. К апрелю 1949 первая из двух версий Манчестера Марк 1 – известный как Посредник Version – была эксплуатационной. Однако, эта первая версия испытала недостаток в особенностях, таких как инструкции, необходимые, чтобы с точки зрения программы передать данные между главным магазином и его недавно развитой магнитной внешней памятью, которая должна была быть сделана, останавливая машину и вручную начиная передачу. Эти недостающие возможности были включены в Заключительную версию Спецификации, которая была полностью рабочей к октябрю 1949. Машина содержала 4,050 клапанов и имела расход энергии 25 киловатт. Чтобы увеличить надежность, специальные CRTs, сделанные GEC. использовались в машине вместо стандартных устройств, используемых в SSEM.

32-битная длина слова SSEM была увеличена до 40 битов. Каждое слово могло держать или одно 40-битное число или две инструкции с 20 битными программами. Главный магазин состоял из двух труб Уильямса каждый холдинг множество 32 x 40 битов words – известный как page – поддержанный магнитным барабаном, способным к хранению дополнительных 32 страниц; способность была увеличена до 128 pages в Заключительной версии Спецификации. Барабан диаметра, первоначально известный как магнитное колесо, содержал серию параллельных магнитных дорожек вокруг его поверхности, каждого с его собственной головкой чтения-записи. Каждый след держался 2,560 bits, соответствуя 2 pages (2 x 32 x 40 битов). Одна революция барабана взяла 30 milliseconds. во время которого времени обе страницы могли быть переданы главной памяти CRT. хотя фактическое время передачи данных зависело от времени ожидания, времени, это взяло для страницы, чтобы прибыть под головкой чтения-записи. Письмо страниц к барабану сопроводило в два раза длиннее, чем чтение. Вращательная скорость барабана была синхронизирована к главным центральным часам процессора. которые учли дополнительные барабаны, которые будут добавлены. Данные были зарегистрированы на барабан, используя технику модуляции фазы. все еще известную сегодня как Манчестерское кодирование .

Набор команд машины был увеличен с 7 из SSEM к 26 первоначально, включая умножение, сделанное в аппаратных средствах. Это увеличилось до 30 instructions в Заключительной версии Спецификации. Десять битов каждого слова были ассигнованы, чтобы держать кодекс инструкции. Стандартное время инструкции было 1.8 миллисекундами, но умножение было намного медленнее, в зависимости от размера операнда .

Самым существенным новшеством машины, как вообще полагают, является свое объединение регистров индекса. банальности на современных компьютерах. SSEM включал два регистра, осуществленные как трубы Уильямса; сумматор (A) и прилавок программы (C). Поскольку A и C был уже назначен, трубе, держащей два регистра индекса, первоначально известные как B-линии, дали имя B. Содержание регистров могло использоваться, чтобы изменить инструкции по программе, позволяя удобное повторение через множество чисел, сохраненных в памяти. У Марка 1 также была четвертая труба, (M), чтобы держать сомножитель и множитель для операции по умножению.

Программирование

Из 20 битов, ассигнованных для каждой инструкции по программе, 10, использовались, чтобы держать кодекс инструкции. который учел 1,024 (2) различные инструкции. Машина имела 26 первоначально, увеличиваясь до 30, когда кодексы функции, чтобы с точки зрения программы управлять передачей данных между магнитным барабаном и электронно-лучевой трубкой (CRT) главный магазин были добавлены. На Посреднической Версии программы были введены ключевыми выключателями, и продукция была показана как серия точек и черт на электронно-лучевой трубке, известной как устройство вывода, как на SSEM, из которого был развит Марк 1. Однако, Заключительная машина Спецификации, законченная в октябре 1949, извлекла выгоду из добавления телепринтера с читателем перфоленты с 5 отверстиями и ударом .

Математик Алан Туринг. который был назначен на номинальную должность Заместителя директора Лаборатории Компьютера в Манчестерском университете в сентябре 1948, разработал основу 32 схемы кодирования, основанные на стандартном кодексе телепринтера 5 битов ITA2. который позволил программам и данным быть написанными и прочитанными из перфоленты. Система ITA2 наносит на карту каждую из возможных 32 двойных ценностей, которые могут быть представлены в 5 битах (2) к единственному характеру. Таким образом "10010" представляет "D", "10001" представляет "Z", и т.д. Туринг изменил только несколько из стандарта encodings; например, 00000 и 01000, которые не означают "эффекта" и "linefeed" в кодексе телепринтера, были представлены характерами "/" и соответственно. Двоичный нуль, представленный передовым разрезом, был наиболее распространенным характером в программах и данных, приводя к последовательностям, письменным как "///////////////". Один ранний пользователь предположил, что выбором Турингом передового разреза был подсознательный выбор на его части, представлении дождя, замеченного через грязное окно, отражая "классно мрачную" погоду Манчестера.

Поскольку у Марка 1 была 40-битная длина слова, восемь 5-битных характеров телепринтера потребовались, чтобы кодировать каждое слово. Таким образом, например, двоичное слово:

был бы представлен на перфоленте как ZDSLZWRF. Содержание любого слова в магазине могло также быть установлено через клавиатуру телепринтера и произведено на ее принтер. Машина работала внутренне в наборе из двух предметов, но это смогло выполнить необходимое десятичное число к набору из двух предметов и набору из двух предметов к десятичным преобразованиям для его входа и выхода соответственно.

было никакого ассемблера. определенного для Марка 1. Программы должны были быть написаны и представлены в двухчастной форме, закодированной как восемь 5-битных характеров для каждого 40-битного слова; программисты были поощрены запомнить измененную кодирующую схему ITA2 сделать их работу легче. Данные были прочитаны и написаны от papertape удара под контролем за программой. У Марка 1 не было системы перерывов аппаратных средств ; программа продолжалась после прочитанного, или напишите, что операция была начата, пока с другой инструкцией по входу/продукции не столкнулись, в котором пункте машина ждала первого, чтобы закончить.

Марка 1 не было операционной системы ; его единственное системное программное обеспечение было несколькими основными рутинами для входа и выхода. Как в SSEM, из которого это было развито, и в отличие от установленного математического соглашения, хранение машины было устроено с наименее существенными цифрами налево; таким образом тот был представлен в пяти битах как "10000", а не более обычное "00001". Отрицательные числа были представлены, используя дополнение two. как большинство компьютеров все еще делает сегодня. В том представлении ценность самого существенного бита обозначает признак числа; у положительных чисел есть ноль в том положении и отрицательных числах то. Таким образом диапазон чисел, которые могли быть проведены в каждом 40-битном слове, был ?2 к +2 − 1 (десятичное число:-549 755 813 888 к +549 755 813 887).

Первые программы

Первая реалистическая программа, которой будут управлять на Марке 1, была поиском начал Mersenne. в начале апреля 1949, который бежал безошибочный в течение девяти часов ночью 16/17 июня 1949. Алгоритм был определен Максом Ньюмэном. главой Отдела Математики в Манчестерском университете, и программа была написана Кильберном и Tootill. Turing позже написал оптимизированную версию программы, дублировал Mersenne Express.

Манчестер Марк 1 продолжал делать полезную математическую работу между 1949 и 1950, включая исследование гипотезы Риманна и вычисления в оптике.

Более поздние события

Tootill был временно передан от Манчестерского университета до Феррэнти в августе 1949, чтобы продолжить работу над Феррэнти Марком 1 дизайн и провел четыре месяца, работая с компанией. Манчестер отмечает 1, был демонтирован и пересмотрен к концу 1950, замененного несколько месяцев спустя первым Феррэнти Марком 1, первый в мире коммерчески доступный компьютер общего назначения.

Между 1946 и 1949 средний размер коллектива дизайнеров, работающего над Марком 1 и его предшественник, SSEM, был приблизительно четырьмя человеками. В течение того времени 34 patents были вынуты основанные на работе команды, или Министерством снабжения или его преемником, National Research Development Corporation. В июле 1949 IBM пригласила Уильямса в Соединенные Штаты в оплаченной заранее поездке обсуждать Марка 1 дизайн. Компания впоследствии лицензировала несколько из запатентованных идей, развитых для машины, включая трубу Уильямса, в дизайне ее собственного 701 и 702 компьютеров. Самое существенное наследство дизайна Манчестера отмечает 1, было, возможно, его объединение регистров индекса, патента, для которого был вынут на имена Уильямса, Кильберн, Тутилла и Ньюмэна.

Килберн и Уильямс пришли к заключению, что компьютеры будут использоваться больше в научных ролях, чем чистая математика и решили развить новую машину, которая будет включать математический сопроцессор. Работа началась в 1951. Получающаяся машина, которая управляла ее первой программой в мае 1954, была известна как Мэг или машина мегацикла. Это было меньшим и более простым, чем Марк 1, так же как намного быстрее для проблем математики. Ferranti произвел версию Мэг с трубами Уильямса, замененными более надежной основной памятью. Получающийся дизайн был продан в качестве Меркурия Ferranti .

Культурное воздействие

Успешная операция Манчестера отмечает 1, и о его предшественнике, SSEM, широко сообщили в британской прессе, которая использовала фразу "электронный мозг", чтобы описать машины. Лорд Луи Маунтбеттен ранее ввел тот термин в речи, произнесенной перед британским Учреждением Радио-Инженеров 31 октября 1946, в которых он размышлял о том, как примитивные компьютеры, тогда доступные, могли бы развиться. Волнение, окружающее сообщение в 1949 того, что было первым опознаваемо современным компьютером, вызвало реакцию, неожиданную ее разработчиками; сэр Джеффри Джефферсон. преподаватель нейрохирургии в Манчестерском университете, попросившись поставлять Торжественную речь Листера на 9 June 1949 выбрал "Мышление Механического Человека" как его предмет. Его цель состояла в том, чтобы "разоблачить" Манчестерский проект. В его адресе он сказал:

"Таймс" сообщила относительно речи Джефферсона на следующий день, добавляя, что Джефферсон предсказал, что "день никогда не рассветал бы, когда добрые комнаты Королевского общества будут преобразованы в гаражи, чтобы предоставить этим новым товарищам жилище". Это интерпретировалось как преднамеренное небольшое Ньюмэну, который обеспечил грант от общества, чтобы продолжить работу Манчестерской команды. В ответе он написал последующую статью для "Таймс". в которой он утверждал, что была близкая аналогия между структурой Марка 1 и человеческим мозгом. Статья Ньюмэна включала интервью с Turing, который добавил:

Mark 1

В 1944 году, Говард Айкен с командой из четырех инженеров закончил свой пятилетний проект "Вычислительной машины с автоматическим управлением последовательностью операций" (ACCK), и назвал ее "Mark 1". Впоследствии, заверщив "военную службу", на которой ему приходилось рассчитывать сложные баллистические таблицы, "Mark 1" проработал еще 15 лет в Гарвардском университете, помогая составлять математические таблицы и решая самые разнообразные задачи, от создания экономических моделей до конструирования электронных схем компьютеров.

Замечательно, что ее автором был человек, широтой своих интересов - инженер, математик, физик, - напоминающий Чарльза Бэббиджа. С идеями великого англичанина Айкен познакомился случайно, спустя три года после начала работы над "Mark 1". Пораженный предвиденьем Бэббиджа, он писал:"Живи Бэббидж на 75 лет позже, я остался бы безработным!". Говард Гатуэй Айкен в 1937 году начал работать в Гарвардском университете над тезисами своей диссертации. Нетипичным был и его путь в науку. Закончив военно–техническую школу в Индианаполисе, Айкен поступил в Висконсинский университет, где в 1923 году получил степень бакалавра в области электротехники. Но молодого инженера тянуло к “основам науки” – математике и физике, и в 1931 году он снова становиться студентом, на этот раз Чикагского университета. В следующем году, окончательно порвав с Вестингаузом, он переходит в Гарвард, где завершает свое научное образование. Теоретическая часть диссертации Айкена содержала решение так называемых обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений. Чтобы сократить вычислительную работу, Айкен начал придумывать несложные машины для автоматического решения частных задач. В конце концов он пришел к идее автоматической универсальной вычислительной машины, способной решать широкий круг научно–технических задач.

В "Mark 1" использовались механические элементы для представления чисел и электромеханические - для управления работой машины. Числа хранились в регистрах, состоящих из десятизубных счетных колес. Каждый регистр содержал 24 колеса, причем 23 из них использовались для представления числа (тоесть "Mark 1" мог "перемалывать" числа длинной до 23 разрядов, а одно - для представления его знака. Регистр имел механизм передачи десятков и поэтому использовался не только для хранения чисел; находящееся в одном регистре число могло быть передано в другой регистр и добавлено к находящемуся там числу (или вычтено из него). Всего в "Mark 1" было 72 регистра и, кроме того, дополнительная память из 60 регистров, образованных механическими переключателями. В эту дополнительную память вручную вводились константы - числа, которые не изменялись в процессе вычислений.

Умножение и деление производилось в отдельном устройстве. Кроме того, машина имела встроенные блоки, для вычисления sin x, 10x и log x. Скорость выполнения арифметических операций в среднем составляла: сложение и вычитание - 0,3 секунды, умножение - 5,7 секунды, деление - 15,3 секунды. Таким образом "Mark 1" был "эквивалентен" примерно 20 операторам, работающим с ручными счетными машинами.

Работой "Mark 1" управляли команды, вводимые с помощью перфорированной ленты. Каждая команда кодировалась посредством пробивки отверстий в 24 колонках, идущих вдоль ленты, и считывалась с помощью контактных щеток. Совокупность электрических сигналов, полученных в результате "прощупывания" позиций данного ряда, определяла действие машины на данном шаге вычислений. После завершения операции лента сдвигалась, и под щетки попадал следующий ряд отверстий. В одной перфоленте Айкен объединил два типа бэббиджевских перфокарт - операционные карты и карты вычислений.