|
Семейство "МАРК"
Одним из первых действующих компьютеров с программным управлением является Марк 1 (первоначальное название — «Компьютер с автоматическим управлением последовательностью операций»), главным разработчиком которого был Говард Эйкен из Гарвардского университета. В этой машине использовались механические элементы для представления чисел и электромеханические — для управления работой машины [1]. «Реле, счетчики, контактные устройства, печатающие механизмы, перфорирующие устройства, используемые в машине, были стандартными частями табуляторов, выпускаемых в то время фирмой IBM» [2].
Электромеханическое реле состоит из двух основных частей: якоря и сердечника с обмоткой. Якорь, сделанный из мягкого железа, удерживается с помощью металлической пружины в оттянутом от сердечника положении. Если же по обмотке пропустить электрический ток, то сердечник становится магнитом и притягивает к себе якорь, преодолевая сопротивление пружины. К одному концу пружины, являющейся проводником электрического тока, присоединяется провод. По нему идет ток, который должен быть пропущен через весь элемент. На другом конце пружины этот ток с помощью контактов направляется по одному из двух проводников — в зависимости от положения якоря. «Таким образом, данный элемент является, по существу, переключателем, которым управляет наличие тока (цифра 1) или его отсутствие (цифра 0) в обмотке» сердечника [З].
В основу компьютера Марк I легло описание Аналитической машины Чарльза Бэббиджа (1792—1871), с проектом которой Говард Эйкен познакомился спустя какое-то время после начала работы над компьютером. «Живи Бэббидж на 75 лет позже, я остался бы безработным», — писал Эйкен [1, 2, 4].
Как и в Аналитической машине Бэббиджа, в машине Эйкена числа хранились в регистрах, состоящих из «десятизубых» счетных колес. Каждый регистр содержал 24 колеса, причем 23 из них использовались для представления числа, а одно — для его знака. Регистр имел механизм передачи десятков и потому употреблялся не только для хранения чисел; содержимое одного регистра «могло быть передано в другой регистр и добавлено к находящемуся там числу (или вычтено из него)» [1]. |
В компьютере было 72 регистра, а также имелась дополнительная память из 60 регистров, образованных механическими переключателями. В нее вручную вводились константы — числа, которые не менялись в процессе вычислений.
Умножение и деление производились в отдельном устройстве. Кроме того, машина имела встроенные релейные блоки для вычисления функций sinx, 10x и logx. Скорость выполнения арифметических операций в среднем составляла: сложение и вычитание — 0,3 с, умножение — от 3 до 6 с, деление — около 15с. Таким образом, Марк I мог заменить примерно 20 операторов, работающих с ручными счетными машинами.
Для управления машиной использовались команды, вводимые с помощью перфоленты. 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 контактные щетки попадал следующий ряд отверстий.
В качестве устройств вывода Эйкен использовал электрические пишущие машинки и перфораторы. Марк I содержал все основные блоки Аналитической машины — устройства ввода и вывода, устройство управления, память («склад») и арифметическое устройство («мельница»). |
Представленный в августе 1944 года широкой публике, компьютер вскоре был временно передан в распоряжение военно-морского флота США (для выполнения сложных баллистических расчетов под руководством Эйкена). Компьютер имел длину почти 17 м и высоту 2,5 м, весил примерно 5 т и содержал около 750 тыс. деталей. Машина выглядела весьма эффектно и внушительно [4, 5]. Тут определенную роль играли ее корпус из стекла и нержавеющей стали, «а также образцовая чистота и порядок, которые поддерживали морские офицеры, обслуживавшие машину».
В дальнейшем Марк I «проработал еще 15 лет в Гарвардском университете, помогая составлять математические таблицы» и решать другие задачи — «от создания экономических моделей до конструирования электронных схем компьютеров» [4].
После компьютера Марк I гарвардская группа, образовавшая вычислительную лабораторию университета, возглавляемую Эйкеном, начала работу над новым компьютером. Представленная в 1947 году машина Марк II содержала около 13 000 специальных электромеханических реле и являлась чисто релейной вычислительной машиной.
Это были первые компьютеры из целого ряда машин, построенных под руководством Говарда Эйкена [6].
Литература
1. Гутер Р.С., Полупанов Ю.Л. От абака до компьютера. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Знание,1981.
2. Частиков А.П. От калькулятора до суперЭВМ // Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Вычислительная техника и ее применение». № 1/88.
3. Жоголев Е.А., Трифонов Н.П. Курс программирования. М.: Наука, 1967.
4. Знакомьтесь: компьютер: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
5. Язык компьютера: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
6. Леонов А.Г., Четвергова О.В. История компьютеров // Информатика, № 35/98. |
