Компьютер с хранимой программой

Компьютер, который хранит программные инструкции в электронно- или оптически доступной памяти

Компьютер с хранимой программой — это компьютер , который хранит программные инструкции в электронно, электромагнитно или оптически доступной памяти. ^[1] Это контрастирует с системами, которые хранят программные инструкции с помощью коммутационных панелей или аналогичных механизмов.

Определение часто расширяется требованием, чтобы обработка программ и данных в памяти была взаимозаменяемой или единообразной. ^{[2] [3] [4]}

Описание

В принципе, компьютеры с хранимой программой были разработаны с различными архитектурными характеристиками. Компьютер с архитектурой фон Неймана хранит программные данные и данные инструкций в одной и той же памяти, в то время как компьютер с архитектурой Гарварда имеет отдельные памяти для хранения программ и данных. ^{[5] [6]} Однако термин «компьютер с хранимой программой» иногда используется как синоним архитектуры фон Неймана. ^{[7] [8]} Джек Коупленд считает, что «исторически неуместно называть электронные цифровые компьютеры с хранимой программой «машинами фон Неймана». ^[9] Хеннесси и Паттерсон писали, что ранние машины Гарварда считались «реакционными сторонниками компьютеров с хранимой программой». ^[10]

История

Концепцию компьютера с хранимой программой можно проследить до теоретической концепции универсальной машины Тьюринга 1936 года . ^[11] Фон Нейман знал об этой статье и познакомил с ней своих коллег. ^[12]

Многие ранние компьютеры, такие как компьютер Атанасова-Берри , не были перепрограммируемыми. Они выполняли одну жестко зашитую программу. Поскольку не было программных инструкций, не было необходимости в хранении программ. Другие компьютеры, хотя и программируемые, хранили свои программы на перфоленте , которая физически подавалась в систему по мере необходимости, как в случае с Zuse Z3 и Harvard Mark I , или программировались только путем физического манипулирования переключателями и штекерами, как в случае с компьютером Colossus .

В 1936 году Конрад Цузе в двух патентных заявках предположил, что машинные инструкции могут храниться в том же хранилище, что и данные. ^[13]

В 1948 году Manchester Baby , построенный в Манчестерском университете , ^[14] был общепризнан первым в мире электронным компьютером, который запускал хранимую программу — событие произошло 21 июня 1948 года. ^{[15] [16]} Однако Baby не считался полноценным компьютером, а скорее доказательством концепции предшественника компьютера Manchester Mark 1 , который впервые был запущен в исследовательскую работу в апреле 1949 года. 6 мая 1949 года EDSAC в Кембридже запустил свою первую программу, что сделало его еще одним электронным цифровым компьютером с хранимой программой. ^[17] Иногда утверждают, что IBM SSEC , введенный в эксплуатацию в январе 1948 года, был первым компьютером с хранимой программой; ^[18] это утверждение является спорным, не в последнюю очередь из-за иерархической системы памяти SSEC, а также потому, что некоторые аспекты его работы, такие как доступ к реле или ленточным накопителям, определялись подключением. ^[19] Первым компьютером с хранимой в памяти программой, созданным в континентальной Европе, был МЭСМ , строительство которого было завершено в Советском Союзе в 1950 году. ^[20]

Первые компьютеры с хранимой программой

Несколько компьютеров можно считать первым компьютером с хранимой программой, в зависимости от критериев. ^[3]

• IBM SSEC был разработан в конце 1944 года и вступил в строй в январе 1948 года, но был электромеханическим ^[21]
• В апреле 1948 года были завершены модификации ENIAC для работы в качестве компьютера с хранимой программой, при этом программа сохранялась путем установки циферблатов в его таблицах функций, которые могли хранить 3600 десятичных цифр для инструкций. Он запустил свою первую хранимую программу 12 апреля 1948 года, а свою первую производственную программу — 17 апреля ^{[22] [23]} Это утверждение оспаривается некоторыми историками компьютеров. ^[24]
• ARC2 , релейная машина, разработанная Эндрю Бутом и Кэтлин Бут в Биркбеке, Лондонский университет , официально вступила в строй 12 мая 1948 года. ^[25] Она была оснащена первым вращающимся барабанным запоминающим устройством . ^{[26] [27]}
• Manchester Baby — полностью электронный компьютер, который успешно выполнил сохраненную программу 21 июня 1948 года. Впоследствии он был усовершенствован до Manchester Mark 1 , который выполнил свою первую программу в начале апреля 1949 года.
• Электронный автоматический вычислитель с задержкой хранения (EDSAC), который запустил свои первые программы 6 мая 1949 года и стал полнофункциональным рабочим компьютером, обслуживающим не только своих разработчиков, но и сообщество пользователей.
• EDVAC , задуманный в июне 1945 года в Первом черновике отчета по EDVAC , но не представленный до августа 1949 года. Он начал фактическую эксплуатацию (на ограниченной основе) в 1951 году.
• BINAC , доставлен заказчику 22 августа 1949 года. Он работал на заводе, но существуют разногласия относительно того, работал ли он удовлетворительно после доставки. Если бы он был закончен в запланированное время, он был бы первым в мире компьютером с хранимой программой. Это был первый компьютер с хранимой программой в США ^[28]
• В 1951 году Ferranti Mark 1 , улучшенная версия Manchester Mark 1, стала первым коммерчески доступным электронным цифровым компьютером.
• Bull Gamma 3 (1952) и IBM 650 (1953) были первыми массово производимыми коммерческими компьютерами, продано было около 1200 и 2000 единиц соответственно.
• Транзисторный компьютер Манчестерского университета обычно считается первым транзисторным компьютером с хранимой в памяти программой, который был введен в эксплуатацию в ноябре 1953 года. ^{[29] [30]}

Телекоммуникации

Концепция использования компьютера с хранимой программой для коммутации телекоммуникационных цепей называется управлением хранимой программой (SPC). Она сыграла важную роль в разработке первых электронных коммутационных систем компанией American Telephone and Telegraph (AT&T) в Bell System , ^[31] разработка которой началась всерьез около 1954 года с первоначальных концептуальных разработок Эрны Шнайдер Гувер в Bell Labs . Первая из таких систем была установлена ​​на экспериментальной основе в Моррисе, штат Иллинойс, в 1960 году. ^[32] Носителем данных для программных инструкций была память с летающими точками , фотопластинка, считываемая оптическим сканером со скоростью доступа около одной микросекунды. ^[33] Для временных данных система использовала электростатическую трубку хранения с барьерной сеткой .

Смотрите также

• Управление хранимой программой

Ссылки

1. Эллисон, Джоанн (1997), Компьютеры с хранимыми программами, архивировано из оригинала 27 сентября 2011 г. , извлечено 24 августа 2011 г.
2. Уильям Ф. Гилрет; Филлип А. Лапланте (2003). Архитектура компьютера: минималистская перспектива. Springer. стр. 24. ISBN 978-1-4020-7416-5.
3. Эдвин Д. Рейли (2003). Вехи в компьютерной науке и информационных технологиях . Greenwood Publishing Group. стр. 245. ISBN 978-1-57356-521-9.
4. Murdocca, Miles J.; Vincent P. Heuring (2000). Принципы архитектуры компьютеров . Prentice-Hall. стр. 5. ISBN 0-201-43664-7.
5. Дэниел Пейдж (2009). Практическое введение в архитектуру компьютера . Springer. стр. 148. ISBN 978-1-84882-255-9.
6. Марк Балч (2003). Полное цифровое проектирование: всеобъемлющее руководство по цифровой электронике и архитектуре компьютерных систем. McGraw-Hill Professional. стр. 149. ISBN 978-0-07-140927-8. Получено 18 мая 2011 г.
7. Дэниел Пейдж (2009). Практическое введение в архитектуру компьютера. Springer. стр. 153. ISBN 978-1-84882-255-9.
8. Айвор Граттан-Гиннесс (2003). Компаньон-энциклопедия истории и философии математических наук. JHU Press. С. 705. ISBN 978-0-8018-7396-6.
9. Коупленд, Джек (2000). «Краткая история вычислений». ENIAC и EDVAC . Получено 27 января 2010 г.
10. Джон Л. Хеннесси ; Дэвид А. Паттерсон ; Дэвид Голдберг (2003). Архитектура компьютера: количественный подход . Морган Кауфманн. стр. 68. ISBN 978-1-55860-724-8.
11. Б. Джек Коупленд (2006). Колосс: секреты взлома кодов компьютеров Блетчли-Парка. Oxford University Press. стр. 104. ISBN 978-0-19-284055-4.
12. Кристоф Тойшер (2004). Алан Тьюринг: жизнь и наследие великого мыслителя. Springer. стр. 321–322. ISBN 978-3-540-20020-8.
13. Фабер, Сюзанна (2000), Konrad Zuses Bemühungen um die Patentanmeldung der Z3 (на немецком языке)
14. Уильямс, Фредерик ; Килберн, Том (1948). «Электронные цифровые компьютеры». Nature . 162 (4117): 487. Bibcode : 1948Natur.162..487W. doi : 10.1038/162487a0 . S2CID  4110351.
15. Рауль Рохас; Ульф Хашаген (2002). Первые компьютеры: история и архитектура. MIT Press. стр. 379. ISBN 978-0-262-68137-7.
16. Дэниел Пейдж (2009). Практическое введение в архитектуру компьютера . Springer. стр. 158. ISBN 978-1-84882-255-9.
17. Майк Халли (2005). Электронные мозги: истории с рассвета компьютерной эры. National Academies Press. стр. 96. ISBN 978-0-309-09630-0.
18. Эмерсон В. Пью (1995). Создание IBM: формирование отрасли и ее технологий. MIT Press. стр. 136. ISBN 978-0-262-16147-3.
19. Олли, А. (2010). «Существование предшествует сущности — значение концепции хранимой программы» (PDF) . История вычислений. Изучая прошлое . Международная конференция IFIP WG 9.7, HC 2010. Достижения IFIP в области информационных и коммуникационных технологий. Том 325. С. 169–178. doi : 10.1007/978-3-642-15199-6_17 . ISBN 978-3-642-15198-9.
20. Грэм, Лорен Р. (1993). Наука в России и Советском Союзе: краткая история . Cambridge University Press. стр. 256. ISBN 9780521287890.
21. Эмерсон В. Пью; Лайл Р. Джонсон; Джон Х. Палмер (1991). IBM 360 и ранние 370 системы . MIT Press. стр. 15. ISBN 978-0-262-51720-1.
22. Томас Хейг; Марк Пристли; Криспен Роуп (2016). ENIAC в действии: Создание и переделка современного компьютера . MIT Press. стр. 153, 157, 164, 174, 194. ISBN 978-0-262-03398-5.
23. Хей, Томас (2014). Инженерное «Чудо ENIAC»: реализация современной парадигмы кода (PDF) .
24. Брудерер, Герберт (4 января 2021 г.). Вехи в аналоговых и цифровых вычислениях. Springer. ISBN 9783030409746.
25. Кэмпбелл-Келли, Мартин (апрель 1982 г.). «Развитие компьютерного программирования в Великобритании (1945–1955 гг.)». IEEE Annals of the History of Computing . 4 (2): 121–139. doi :10.1109/MAHC.1982.10016. S2CID  14861159.
26. Лавингтон, Саймон, ред. (2012). Алан Тьюринг и его современники: создание первых компьютеров в мире . Лондон: Британское компьютерное общество. стр. 61. ISBN 9781906124908.
27. Джонсон, Роджер (апрель 2008 г.). «Школа компьютерных наук и информационных систем: краткая история» (PDF) . Колледж Биркбек . Лондонский университет . Получено 23 июля 2017 г. .
28. Хэлли, Майк (2005). Электронные мозги (первое издание). Granta . стр. 40–41. ISBN 978-1862076631.
29. Килберн, Т.; Гримсдейл , Р.Л.; Уэбб, Д.К. (апрель 1956 г.). «Транзисторный цифровой компьютер с памятью на магнитном барабане». Труды Института инженеров по электротехнике и электронике — Часть B: Радио и электронная инженерия . 103 (35). Cambridge University Press : 390–406. doi : 10.1049/pi-b-1.1956.0079. ISSN  2054-0434.
30. Гримсдейл, Р. Л. (осень 1995 г.). «Переход от ламп к компьютерам». Воскрешение (13). Общество сохранения компьютеров. ISSN  0958-7403.
31. Карбо, Д. Х.; Марселос, Н. Л. (1983). "Программное обеспечение коммутационной системы". В Макдональде, Дж. К. (ред.). Основы цифровых коммутационных систем . Plenum Press . ISBN 0-306-41224-1.
32. Джоэл, AE (октябрь 1958 г.). «Экспериментальная электронная коммутационная система» (PDF) . Bell Laboratories Record . 36 (10): 359–363 . Получено 13 октября 2022 г. .
33. "Electronic Central Office". Long Lines . Том 40, № 5. Декабрь 1960. С. 16.