Английский Electric DEUCE - English Electric DEUCE

DEUCE
Также известный какЦифровая электронная универсальная вычислительная машина
ПроизводительАнглийский Электрический
Дата выхода1955 (1955)
Снято с производства1964 (1964)
Отправлено единиц33
ЦПУтермоэмиссионный клапан -основан
объем памятиМеркурий линии задержки
384 32-битных слова (Mark I и Mark II)
608 32-битных слов (Mark IIA)
Место хранения8192 слова магнитный барабан
Отображать2 × ЭЛТ
ПредшественникПилотный ACE

В DEUCE (Цифровая электронная универсальная вычислительная машина) был одним из первых Британский в продаже компьютеры, построен Английский Электрический с 1955 г.[1] Это была серийная версия Пилотный ACE, сама по себе урезанная версия Алан Тьюринг с ТУЗ.

Описание оборудования

У DEUCE было 1450 термоэмиссионные клапаны, и использовал Меркурий линии задержки для своего основная память; каждая из 12 линий задержки может хранить 32 инструкции или слова данных по 32 бита каждая. Он принял тогда высокий 1 мегагерц тактовая частота Pilot ACE. Ввод / вывод был через Холлерит Оборудование для перфокарт на 80 столбцов. Считыватель считывал карты со скоростью 200 карт в минуту, а скорость перфорации карт составляла 100 карт в минуту. В DEUCE также было 8192 слова магнитный барабан для основного хранилища. Чтобы получить доступ к любой из 256 дорожек из 32 слов, барабан имел одну группу из 16 считывающих головок и одну группу из 16 записывающих головок, причем каждая группа находилась на независимых подвижных рычагах, каждая из которых могла перемещаться в одно из 16 положений. Время доступа составляло 15 миллисекунд, если головки уже были на месте; дополнительные 35 миллисекунд требовались, если нужно было перемещать головки. При чтении и записи на барабан не было задержки вращения. Данные передавались между барабаном и одной из 32-словных линий задержки.

DEUCE мог быть оснащен бумажная лента оборудование; скорость чтения составляла 850 символов в секунду, а скорость вывода на бумажную ленту - 25 символов в секунду. (DEUCE на Университет Нового Южного Уэльса В 1964 году к {UTECOM} был подключен телетайп Siemens, обеспечивающий ввод / вывод 10 символов в секунду). Также можно было прикрепить магнитные ленты Decca. Автоматический умножитель и делитель работали асинхронно (то есть другие инструкции могли выполняться, пока работал умножитель / делитель). Для целочисленных операций были предусмотрены два арифметических устройства: одно 32-битное и другое, способное выполнять 32-битные операции и 64-битные операции. Автоинкремент и автоуменьшение были обеспечены для восьми регистров примерно с 1957 года. Были разрешены арифметические операции с массивами и их передача. По сравнению с современниками, такими как Манчестер Марк 1 DEUCE был примерно в десять раз быстрее.

Отдельные слова четверных регистров были связаны с функцией автоматического увеличения / уменьшения. Это средство можно использовать для подсчета и изменения инструкций (для индексации, управления циклом и для изменения адреса источника или назначения инструкции).[2]

Поскольку это машина с последовательным интерфейсом, время доступа к одному регистру составляло 32 микросекунды, к двойному регистру - 64 микросекунды, а к учетному регистру - 128 микросекунд. Это для линии задержки 1024 микросекунды.

Время выполнения инструкций: сложение, вычитание, логические операции: 64 микросекунды для 32-битных слов; с двойной точностью 96 микросекунд; умножение и деление 2 миллисекунды. Для арифметических операций с массивами и операций передачи время на слово составляло 33 микросекунды на слово для 32 слов.

Операции с плавающей запятой обеспечивались программным обеспечением; раз: 6 миллисекунд для сложения и вычитания, в среднем 5½ миллисекунд для умножения и в среднем 4½ миллисекунды для деления.

На передней панели DEUCE было два ЭЛТ отображает: один показывает текущее содержимое регистров, а другой показывает содержимое любого из хранилищ ртутной линии задержки.

Примерно с 1958 года можно было подключить семь дополнительных линий задержки, что давало еще 224 слова высокоскоростного магазина. Комбинированный считыватель-перфоратор IBM 528 можно было заменить оборудование Холлерита, давая те же скорости ввода-вывода, и в этом случае машина получила название Mark II. Автоматическое преобразование буквенно-цифровой данные для BCD была предусмотрена на входе и обратная операция на выходе для всех восьмидесяти столбцов карточек. На этом оборудовании чтение и перфорация могут выполняться одновременно, если требуется, и, таким образом, могут использоваться для чтения в записи, ее обновления, а затем перфорации обновленной записи одновременно с чтением следующей записи. С семью дополнительными линиями задержки DEUCE получил обозначение Mark IIA.

Программного обеспечения

Главный языки программирования высокого уровня мы ДЖОРДЖ (Генератор общего порядка),[3][4][5][6] АЛЬФАКОД, СТИВ, СОВЕТ, ЖИП,[7] и АЛГОЛ.[8] Язык ассемблера переводчики включали ZP43 и STAC.[9]

Изобретенный Чарльз Леонард Хэмблин в 1957 году GEORGE был наиболее близок к современным языкам программирования.[3][4] Он использовал Обратная польская запись. Например, чтобы оценить e = ay2 + by + c, написал один

а y dup × × b y × + c + (e).

где «dup» дублирует предыдущую запись, то же самое, что и «y» здесь.

GEORGE предоставил 12-позиционный аккумулятор в виде всплывающего стека с раскрывающимся меню. Использование имени переменной в программе (например, 'd') переносило значение переменной 'd'in в аккумулятор (т. Е. Помещало d наверх -of-stack), заключив имя в круглые скобки {например, (d)} присвоенное переменной 'd' значение наверху стека (аккумулятор). Чтобы уничтожить (вытащить и отбросить) значение в верхней части стека, использовалась точка с запятой (;). Следующая программа GEORGE считывает десять чисел и печатает их квадраты:

1, 10 повторений (i) читать дубли × удар;]

В приведенной выше программе команда «dup» дублировала верхнюю часть стека, так что на верху стека было две копии значения.[5]

GIP (General Interpretive Program) была управляющей программой для управления программами, называемыми «кирпичиками». Его основная услуга заключалась в запуске программ из нескольких сотен в DEUCE. линейная алгебра библиотека. Подготовка такой программы включала выбор необходимых кирпичей (на перфокартах), копирование их и GIP в воспроизводящий пуансон и сборку копий в колоду карт. Затем будут написаны простые кодовые слова, чтобы использовать блоки для выполнения таких задач, как: умножение матриц; инверсия матриц; почленная матричная арифметика (сложение, вычитание, умножение и деление); решение одновременных уравнений; Вход; и вывод. Размеры матриц никогда не указывались в кодовых словах. Размеры были взяты из самих матриц, либо с карты, предшествующей картам данных, либо из матриц, хранящихся на барабане. Таким образом, программы были полностью общими. После написания такая программа обрабатывала матрицы любого размера (разумеется, вплоть до емкости барабана).[10]

Программирование

Программирование DEUCE отличалось от других компьютеров. Последовательный характер линий задержки требовал, чтобы инструкции были упорядочены таким образом, чтобы, когда одна инструкция завершила выполнение, следующая была готова выйти из линии задержки. Для операций с отдельными регистрами самое раннее время, когда могла быть выполнена следующая инструкция, было через 64 ​​микросекунды после текущей. Таким образом, инструкции не выполнялись из последовательных мест. Как правило, инструкции могут передавать одно или несколько слов. Следовательно, в каждой инструкции указывается расположение следующей инструкции. Оптимальное программирование означало, что при выполнении каждой инструкции следующая только выходила из линии задержки. Расположение инструкций в хранилище может сильно повлиять на производительность, если расположение инструкции не было оптимальным.

Чтение данных с кард-ридера происходило в режиме реального времени - каждую строку нужно было читать по мере прохождения щеток чтения без остановки. Аналогично для перфорации карты; слово для определенного ряда было подготовлено заранее и должно было быть готово, когда данный ряд карты окажется в положении под ножами перфоратора. Обычный режим чтения и перфорации был бинарным. Десятичный ввод и вывод производился с помощью программного обеспечения.

Высокоскоростное хранилище состояло из четырех регистров одного слова по 32 бита каждый, трех регистров двойного слова и двух регистров четверного слова. Каждое 32-битное слово регистров двойных и четверных слов могло быть адресовано отдельно. К ним также можно получить доступ как к паре, так и - в случае четверных регистров - как к группе из трех или четырех. Хранилище команд состояло из двенадцати ртутных линий задержки, каждая из 32 слов, пронумерованных от 1 до 12. Линия задержки 11 (DL11) служила буфером между магнитным барабаном и высокоскоростным хранилищем. Будучи «машиной передачи», данные могут передаваться по слову за раз, по паре слов за раз и любое количество слов до 33 за раз. Таким образом, например, 32 слова, считанные с барабана, могут быть переданы как блок на любую из других линий задержки; четыре слова могут быть переданы как блок из одного учетверенного регистра в другой или между учетверенным регистром и линией задержки - все с помощью одной инструкции. 32 слова линии задержки можно суммировать, передав их сумматору одинарной длины (с помощью одной инструкции).[11]

Посредством специальной связи между DL10 и одним регистром, а именно регистром 16, DL10 может использоваться как выталкивающий стек.

Производство

Первые три машины были поставлены северной весной 1955 года; в конце 1958 г. DEUCE Mark II появилась улучшенная модель. В этой версии использовались комбинированный кардридер и перфоратор. Комбинированный IBM 528 ридер и пуансон вели себя как отдельные устройства Hollerith на более ранних машинах DEUCE Mark I; однако он был снабжен аппаратным преобразованием буквенно-цифровых данных в BCD на входе и наоборот на выходе. Данные также могут считываться и перфорироваться одновременно со скоростью 100 карт в минуту. В DEUCE Mark IIA предоставили семь дополнительных линий задержки по ртути, каждая из 32 слов.

В период с 1955 по 1964 год было продано в общей сложности 33 машины DEUCE, две из которых были приобретены производителем двигателей. Бристоль Сиддели.[12]

Успех DEUCE был обусловлен ее программной библиотекой, содержащей более 1000 программ и подпрограмм.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Коупленд, Б. Джек (24 мая 2012 г.). Электронный мозг Алана Тьюринга: борьба за создание ACE, самого быстрого компьютера в мире. ОУП Оксфорд. С. 4, 164, 327. ISBN  9780199609154.
  2. ^ Д. Г. Бернетт-Холл и П. А. Самет, «Руководство по программированию для компьютера DEUCE», Королевское авиастроительное учреждение, Министерство авиации, Лондон (Англия), апрель 1959 г., Техническая записка M.S.38.
  3. ^ а б Хэмблин, Чарльз Леонард (Май 1957 г.). Схема безадресного кодирования на основе математической записи (Машинопись). Технологический университет Нового Южного Уэльса.
  4. ^ а б Хэмблин, Чарльз Леонард (Июнь 1957 г.). «Схема безадресного кодирования на основе математической записи». Труды Первой австралийской конференции по вычислениям и обработке данных. Солсбери, Южная Австралия: Центр исследования оружия.
  5. ^ а б Хэмблин, Чарльз Леонард (1958). GEORGE IA и II: Схема полупереводного программирования для DEUCE: Руководство по программированию и эксплуатации (PDF). Школа гуманитарных наук, Университет Нового Южного Уэльса, Кенсингтон, Новый Южный Уэльс. В архиве (PDF) из оригинала 4 апреля 2020 г.. Получено 27 июля 2020.
  6. ^ Борода, Боб (осень 1997 г.) [1996-10-01]. «Компьютер KDF9 - 30 лет спустя» (PDF). Воскрешение - Бюллетень Общества сохранения компьютеров. № 18. Общество сохранения компьютеров (CCS). С. 7–15. ISSN  0958-7403. В архиве (PDF) из оригинала 27 июля 2020 г.. Получено 27 июля 2020. […] KDF9 примечателен тем, что считается первым анонсированным компьютером формата команд с нулевым адресом (в 1960 г.). Впервые он был доставлен примерно в то же время (в начале 1963 года), что и другой знаменитый компьютер с нулевым адресом, Берроуз B5000 в Америке. Как и многие современные карманные калькуляторы, машина с нулевым адресом позволяет использовать обратную польскую арифметику; это дает определенные преимущества разработчикам компиляторов. Считается, что внимание команды English Electric было впервые привлечено к концепции нулевого адреса благодаря контакту с Джорджем (Генератором общего порядка), системой программирования автокода, написанной для Двойка компьютер от Сиднейский университет, Австралия, во второй половине 1950-х гг. Джордж использовал Перевернутый польский, и команда KDF9 была привлечена к этому соглашению по прагматической причине, желая повысить производительность за счет минимизации доступа к основному магазину. Это можно противопоставить более "теоретической" линии, взятой независимо от Берроуз. Помимо оборудования гнездовой магазин или стек - основной механизм компьютера с нулевым адресом - у KDF9 были другие группы центральных регистров для повышения производительности, что придавало ему интересную внутреннюю структуру. […] [1] (NB. Это отредактированная версия доклада Северо-Западной группы общества в Музее науки и промышленности, Манчестер, Великобритания, 01.10.1996.)
  7. ^ Робинсон, К. (1 апреля 1959 г.). "Программы перевода DEUCE". Компьютерный журнал. 1 (4): 172–176. Дои:10.1093 / comjnl / 1.4.172. ISSN  0010-4620. Аннотация: В этой статье описываются основные особенности (i) общей интерпретирующей программы, (ii) табличной интерпретирующей программы и (iii) Alphacode, которые являются интерпретирующими программами, которые наиболее широко используются при решении проблем на DEUCE. Сравниваются и противопоставляются характеристики этих трех схем.
  8. ^ Брайан Рэнделл И Л. Дж. Рассел, "DEUCE ALGOL", Report W / AT 844, Atomic Power Division, English Electric Co., Whetstone, Leicester, England, февраль 1962 г.
  9. ^ Библиотечная служба DEUCE, "Руководство по программированию DEUCE STAC", English Electric Co., Ltd, Кидсгроув, штат Стафф, Англия, c. 1960 г.
  10. ^ Библиотечная служба Дьюса, «Общая программа интерпретации DEUCE», 2-е изд., The English Electric Company Limited, Kidsgrove, Staffs, England, c. 1963 г.
  11. ^ "Руководство по программированию" English Electric "D.E.U.C.E." The English Electric Company Limited, май 1956 г., публикация № NS-y-16.
  12. ^ Доу, Эндрю (20 августа 2009 г.). Пегас, Сердце Харриера: история и разработка первого в мире рабочего реактивного двигателя с вертикальным взлетом и посадкой. Перо и меч. п. 186. ISBN  9781473817142.
  13. ^ Коупленд, Б. Дж., Редактор, Автоматическая вычислительная машина Алана Тьюринга, Оксфорд: Oxford University Press, 2005, ISBN  0-19-856593-3

внешняя ссылка