Ferranti Mark 1 , также известный в коммерческой литературе как Manchester Electronic Computer [1] и поэтому иногда называемый Manchester Ferranti , был произведен британской электротехнической фирмой Ferranti Ltd. Это был первый в мире коммерчески доступный электронный цифровой компьютер общего назначения с хранимой программой . [а]
Хотя в качестве коммерческого цифрового компьютера предшествовали BINAC и Z4 , Z4 был электромеханическим и не имел возможности программирования программного обеспечения, в то время как BINAC никогда не работал успешно после поставки. [2]
Ferranti Mark 1 был «усовершенствованной и коммерческой версией Manchester Mark I ». [3] Первая машина была доставлена в Манчестерский университет Виктории в феврале 1951 года [4] (публично продемонстрирована в июле) [5] [6] раньше UNIVAC I , который был доставлен в Бюро переписи населения США в конце декабря 1952 года. , проданный 31 марта 1951 года. [7]
На основе Manchester Mark 1 , [3] [8] , разработанного в Манчестерском университете Фредди Уильямсом и Томом Килберном , машина была построена компанией Ferranti из Соединенного Королевства. Основные улучшения по сравнению с ним заключались в размере первичной и вторичной памяти , более быстром множителе и дополнительных инструкциях.
В Mark 1 использовалось 20-битное слово, хранящееся в виде одной линии точек электрических зарядов, нанесенных на поверхность дисплея трубки Уильямса , причем каждая катодная трубка хранила 64 строки точек. Инструкции хранились в одном слове, а числа — в двух словах. Основная память состояла из восьми трубок, каждая из которых хранила одну такую страницу из 64 слов. Другие лампы хранили один 80-битный аккумулятор (A), 40-битный «регистр множителя/частного» (MQ) и восемь «B-линий» или индексных регистров , что было одной из уникальных особенностей конструкции Mark 1. . К аккумулятору также можно обращаться как к двум 40-битным словам. Дополнительное 20-битное слово на трубку сохраняло значение смещения во вторичной памяти. Вторичное хранилище было представлено в виде 512-страничного магнитного барабана , хранящего по две страницы на дорожку, со временем обращения около 30 миллисекунд. Барабан вмещал в восемь раз больше места, чем оригинал, разработанный в Манчестере.
Инструкции, как и манчестерская машина, использовали единый формат адреса, в котором операнды модифицировались и оставались в аккумуляторе. Всего инструкций было около пятидесяти. Базовое время цикла составляло 1,2 миллисекунды, а умножение в новом параллельном блоке можно было выполнить примерно за 2,16 миллисекунды (примерно в 5 раз быстрее, чем в исходном). В умножителе использовалась почти четверть из 4050 электронных ламп машины . [1] Было включено несколько инструкций для копирования слова памяти из одной из трубок Вильямса на бумажную ленту или считывания его обратно. К исходному манчестерскому дизайну было добавлено несколько новых инструкций, включая инструкцию случайного числа и несколько новых. инструкции с использованием B-линий.
Оригинальный Mark 1 нужно было запрограммировать путем ввода буквенно-цифровых символов, представляющих пятибитное значение, которое могло быть представлено на входе бумажной ленты. Инженеры решили использовать простейшее сопоставление между отверстиями бумаги и двоичными цифрами, которые они представляют, но сопоставление между отверстиями и физической клавиатурой никогда не предполагалось как двоичное сопоставление. В результате символы, представляющие значения от 0 до 31 (пятибитные числа), выглядели совершенно случайными, в частности /E@A:SIU½DRJNFCKTZLWHYPQOBG"MXV£.
Первая машина была доставлена в Манчестерский университет. Ферранти возлагал большие надежды на дальнейшие продажи, и их воодушевил заказ, размещенный Исследовательским институтом атомной энергии на поставку осенью 1952 года. Однако смена правительства во время строительства второй машины привела к отмене всех государственных контрактов на сумму более 100 000 фунтов стерлингов. , оставив Ферранти с частично завершенным Mark 1. В конечном итоге компания продала его Университету Торонто , [9] который строил свою собственную машину, но увидел возможность купить полную Mark 1 еще дешевле. Они купили его примерно за 30 000 долларов (по распродаже), и Беатрис Уорсли дала ему прозвище FERUT . [10] FERUT широко использовался в бизнесе, технике и научных кругах, среди прочего, для выполнения расчетов в рамках строительства морского пути Святого Лаврентия .
После первых двух машин стала доступна обновленная версия конструкции, известная как Ferranti Mark 1 Star или Ferranti Mark 1*. В этих редакциях в основном был очищен набор инструкций для повышения удобства использования. Вместо первоначального сопоставления дырок с двоичными цифрами, которое приводило к случайному отображению, новые машины сопоставляли цифры с дырками, создавая гораздо более простое отображение ø£½0@:$ABCDEFGHIJKLMNPQRSTUVWXYZ. Кроме того, несколько команд, использующих индексные регистры, имели побочные эффекты, приводившие к необычному программированию, но они были изменены, чтобы не иметь побочных эффектов. Инструкции исходных машин JUMPрасполагались в месте «один перед» фактическим адресом по причинам, аналогичным поведению нечетного индекса, но они оказались полезными только в теории и весьма раздражающими на практике, и были аналогичным образом изменены. Ввод/вывод также был изменен: младшая значащая цифра пятибитных чисел выводится справа , что типично для большинства числовых записей. Это, среди прочих изменений, значительно упростило программирование новых машин.
Mark 1/1 * весил 10 000 фунтов (5,0 коротких тонн; 4,5 т). [11]
По крайней мере семь машин Mark 1* были поставлены в период с 1953 по 1957 год, [9] одна из них — в лаборатории Shell в Амстердаме . [12] Другой был установлен у Avro , производителя самолетов, на их заводе в Чаддертоне в Манчестере. Среди других проектов он использовался для работы над Вулканом .
Конвей Бернерс-Ли и Мэри Ли Вудс , родители Тима Бернерс-Ли , изобретателя Всемирной паутины , оба работали над Ferranti Mark 1 и Mark 1*. [13]
В набор инструкций Ferranti Mark 1 была включена команда «гудение» , которая позволяла машине оставлять звуковую обратную связь своим операторам. Высота генерируемого звука могла быть изменена, и эта функция была использована, когда Mark 1 сделал самую раннюю известную запись компьютерной музыки , исполняя попурри, включавшее « Боже, храни короля », « Баа Баа Черная овца » и «Боже, храни короля». В настроении ". [14] Запись была сделана BBC в конце 1951 года, а программированием занимался Кристофер Стрейчи , учитель математики в Харроу и друг Алана Тьюринга . Однако это был не первый компьютер, воспроизводивший музыку; CSIRAC , первый цифровой компьютер в Австралии, достиг этого с исполнением « Полковника Богги ». [15]
В ноябре 1951 года доктор Дитрих Принц написал одну из первых компьютерных игр — программу игры в шахматы для компьютера Manchester Ferranti Mark 1. Ограничения компьютера Mark 1 не позволяли запрограммировать целую партию в шахматы. Принц умел программировать только шахматные задачи с матом в два . Программа просматривала все возможные ходы белых и черных (тысячи возможных ходов), пока не было найдено решение, что занимало в среднем 15–20 минут. Ограничениями программы были: отсутствие рокировки , отсутствие двойного хода пешки , отсутствие взятия на проходе , отсутствие превращения пешки и отсутствие различия между матом и патом . [16]