АПЕКС

Серия APE(X)C , или универсальных электронных (X) компьютеров, была разработана Эндрю Дональдом Бутом в Биркбек-колледже в Лондоне в начале 1950-х годов. Его работа над серией APE(X)C спонсировалась Британской ассоциацией районных исследований . ^[1]^[2] Хотя правила наименования немного неясны, похоже, что первая модель принадлежала BRRA. ^[3] По словам Бута, X означало компанию X. ^[4]

Одна из серий была также известна как APE(X)C или универсальный электронный рентгеновский компьютер и располагалась в Биркбеке.

Фон

С 1943 года Бут начал работать над определением кристаллических структур с использованием данных дифракции рентгеновских лучей . Вычисления были чрезвычайно утомительными, и существовало достаточно стимулов для автоматизации процесса. Он разработал аналоговый компьютер для расчета обратных расстояний дифракционной картины. ^[5]

В 1947 году вместе со своей соратницей и будущей супругой Кэтлин Бриттен он провел несколько месяцев с командой фон Неймана , которая в то время была передовым центром компьютерных исследований.

АРК и SEC

Бут разработал электромеханический компьютер ARC (автоматический релейный компьютер) в конце 1940-х годов (1947–1948). ^[6] Позже они построили экспериментальный электронный компьютер под названием SEC ( Простой электронный компьютер , разработанный примерно в 1948-1949 годах) и, наконец, серию APE(X)C (Универсальный электронный компьютер). ^[7]^[8]^[9]

Компьютеры были запрограммированы Кэтлин. ^[7]

Серия APE(X) C

В серию APE(X)C вошли следующие машины:

APE(X)C : Колледж Биркбек, Лондон, впервые открылся в мае 1952 года. ^[7] готов к использованию в конце 1953 г. ^[10]
APE(N)C : Совет математических машин , Осло («N», вероятно, означает « Норвегия »), также известный как NUSSE.
APE(H)C : Британская компания по производству табуляторов (неясно, что означает буква «H» - возможно, « Hollerith », поскольку компания продавала записывающее оборудование Hollerith Unit).
APE(R)C : Британская ассоциация районных исследований («R» означает «Район»). ^[2]), готов к использованию в июне 1952 г. ^[10]
UCC : Университетский колледж, Лондон (около января 1956 г.) ^[11]
MAC или MAGIC ( Магнитный автоматический калькулятор ): «построен Wharf Engineering Laboratories » (февраль 1955 г.) ^[11]
HEC ( ( Hollerith Electronic Computer ), построенный Британской компанией по производству табуляторов (позже ставшей International Computers and Tabulators ICT), затем International Computers Limited (ICL)), коммерческая машина, продававшаяся в нескольких моделях и позже известная как серия ICT200. . Вероятно, существовали производные HEC 1 , HEC 2 , HEC 2M - M от «товарный», обозначающий ориентацию машины на коммерческих, а не научных заказчиков, и HEC 4 (до 1955 года).

Каждая из этих машин была построена только по одной, за исключением HEC (и, возможно, MAC), которые были коммерческими машинами, произведенными в довольно большом количестве для того времени, около 150. Они были похожи по конструкции, с различными небольшими различиями, в основном в I. /О оборудование. APEHC представлял собой машину для перфокарт , а APEXC, APERC и APENC были телетайпами ( клавиатура и принтер , а также устройство чтения бумажной ленты и перфоратор). Кроме того, UCC имел память в 8 тыс. слов вместо 1 тыс. слов в других машинах, а MAC использовал германиевые диоды вместо многих ламп.

Машины Британской компании по производству табуляторов

В марте 1951 года Британская компания по производству табуляторов (BTM) направила команду в мастерскую Эндрю Бута. Затем они использовали его конструкцию для создания электронного компьютера Холлерита 1 (HEC 1) до конца 1951 года. Компьютер представлял собой прямую копию схем Эндрю Бута с дополнительными интерфейсами ввода-вывода. HEC 2 — это HEC 1 с более продуманным металлическим корпусом, он был построен для Выставки эффективности бизнеса в 1953 году. Слегка модифицированная версия HEC 2 затем продавалась как HEC2M, и было продано 8 штук. На смену HEC2M пришел HEC4. В конце 1950-х годов было продано около 100 HEC4. ^[12]

HEC использовал стандартные перфокарты ; У HEC 4 тоже был принтер, и в нем было несколько инструкций (например, разделить ) и регистров, которых нет в APEXC.

Техническое описание

Эмулятор серии APEXC разработан компанией MESS . Они описывают его функционирование следующим образом:

APEXC — невероятно простая машина.

Слова инструкций и данных всегда имеют длину 32 бита. Процессор использует целочисленную арифметику с представлением дополнения до 2. Адреса имеют длину 10 бит. APEXC не имеет оперативной памяти , за исключением 32-битного аккумулятора и 32-битного регистра данных (используется вместе с 32-битным аккумулятором для реализации 64-битных инструкций сдвига и хранения 64-битного результата умножения ) . Инструкции и данные хранятся на двух магнитных барабанах , всего на 32 круговых магнитных дорожках по 32 слова. Поскольку скорость вращения составляет 3750 об/мин (62,5 оборотов в секунду), скорость выполнения программы может варьироваться от теоретического максимума в 1 килограмм в секунду до менее 100 дюйм в секунду, если инструкции и данные программы не являются смежными. Сегодня многие говорят, что карманный калькулятор работает быстрее.
Одна странность заключается в том, что здесь нет счетчика программ : каждая машинная инструкция включает адрес следующей инструкции. Такая конструкция может показаться странной, но это единственный способ добиться оптимальной производительности с этой цилиндрической памятью.
Машинный код состоит всего из 15 инструкций, а именно: сложение , вычитание , умножение, загрузка (3 варианта), сохранение (2 варианта), условный переход , правый арифметический битовый сдвиг, правый поворот битов, ввод перфокарты, вывод перфокарты. , остановка машины и переключение банков (которое никогда не используется в APEXC, поскольку он имеет только 1024 слова памяти, а длина адресов составляет 10 бит). Так называемый векторный режим позволяет повторить одну и ту же операцию 32 раза с 32 последовательными ячейками памяти. Обратите внимание на отсутствие побитового и/или/xor и деления. Также обратите внимание на отсутствие режимов косвенной адресации: динамическая модификация опкодов — единственный способ ее имитировать.
Еще одна странность заключается в том, что шина памяти и АЛУ имеют ширину 1 бит. Существует битовый тактовый сигнал 64 кГц и словный тактовый сигнал 2 кГц, и каждая словесная память и арифметическая операция разлагаются на 32 1-битные операции памяти и арифметические операции: это занимает 32 битовых цикла, что в сумме составляет 1 словный цикл.
Процессор достаточно эффективен: большинство инструкций занимают всего 2 словных цикла (1 на выборку, 1 на чтение операнда и выполнение), за исключением операций сохранения, сдвигов и умножения. ЦП APEXC квалифицируется как RISC ; другого адекватного слова нет.
Обратите внимание, что здесь нет постоянной памяти (ПЗУ) и, следовательно, нет загрузчика или программы запуска по умолчанию. Считается, что ни одной исполнительной или операционной системы для APEXC никогда не было написано подпрограмм , хотя существовали своего рода библиотеки для общих арифметических операций, задач ввода-вывода и отладки.
Управление машиной обычно осуществляется через панель управления, которая позволяет пользователю запускать, останавливать и возобновлять работу центрального процессора , а также изменять регистры и память при остановке ЦП. При запуске машины в панели управления необходимо ввести адрес первой команды выполняемой программы, затем нажать переключатель запуска. Большинство программ заканчиваются командой остановки, которая позволяет оператору проверить состояние машины, возможно, запустить некоторые процедуры посмертной отладки ( процедура дампа ядра описана в книге по программированию APEXC), затем ввести адрес другой программы и запусти его.
Поддерживалось два устройства ввода-вывода: устройство чтения бумажной ленты и перфоратор бумажной ленты. При необходимости выходные данные перфоратора можно подавать на принтер («телетайп»). Вывод принтера эмулируется и отображается на экране. Ввод с ленты либо генерировался компьютером с помощью APEXC, либо вводился вручную с помощью специальной 32-клавишной клавиатуры (каждая строка ленты имела 5 отверстий для данных (<-> бит), что составляет 32 различных значения). ^[13]

Дальнейшее чтение

Эндрю Д. Бут Технические разработки: Разработка APE(X).C. (в области автоматических вычислительных машин ), Математические таблицы и другие средства вычислений (MTAC), том 8, номер 46, апрель 1954 г.

Ссылки

^ Британская компьютерная индустрия: кризис и развитие Тим Келли, стр. 41
^ Перейти обратно: ^а ^б Ранние британские компьютеры, Саймон Хью Лавингтон, 1980 г.
^ История вычислений: уроки прошлого, Артур Татналл Спрингер, 2010 г.
^ Книга 495 в книге «Происхождение киберпространства: библиотека по истории вычислений», Дайана Х. Хук, Джереми М. Норман, Майкл Р. Уильямс. Норман Паблишинг, 2002 г.
^ Эндрю Браун (2005). Дж. Д. Бернал, Мудрец науки . Оксфордский университет, с. 276.
^ Лавингтон, Саймон Хью (1980). Ранние британские компьютеры: история старинных компьютеров и людей, которые их создали . Издательство Манчестерского университета. п. 62. ИСБН 9780719008108 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Джонсон, Роджер (апрель 2008 г.). «Школа компьютерных наук и информационных систем: краткая история» (PDF) . Биркбекский колледж . Лондонский университет. стр. 5–8 . Проверено 22 ноября 2018 г.
^ «Вычислительная техника: Библиография Z-XII; 3. Анон., Исследования цифровых компьютеров в Биркбек-колледже , Управление военно-морских исследований (Лондонский филиал), Технический отчет OANAR-50-49, 12 декабря 1949 г., 2 стр.» Математика вычислений . 4 (31): 171. 1950. doi : 10.1090/S0025-5718-50-99462-2 . ISSN 0025-5718 .
^ «11. Цифровые компьютеры, Биркбек-колледж, Лондонский университет» . Информационный бюллетень о цифровых компьютерах . 2 (1): 4. 1 января 1950 г. Архивировано из оригинала 11 марта 2021 года.
^ Перейти обратно: ^а ^б Исследования, Военно-морское управление США (1953). Обзор автоматических цифровых компьютеров . Управление военно-морских исследований Департамента военно-морского флота. стр. 4–5 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «КОМПЬЮТЕРЫ ЗА РУБЕЖОМ: 2. Компьютерная лаборатория колледжа Биркбек (Лондон, Англия)» . Информационный бюллетень о цифровых компьютерах . 8 (1): 16–17. Январь 1956 года. Архивировано из оригинала 6 апреля 2019 года.
^ «Школа компьютерных наук и информационных систем. Краткая история» (PDF) . Биркбек, Лондонский университет . Кафедра компьютерных наук и информационных систем. 2008 год . Проверено 2 июня 2015 г.
^ http://mess.redump.net/sysinfo:apexc Multi Emulator Super System техническое описание серии APEXC

[1] Британская компьютерная индустрия: кризис и развитие Тим Келли, стр. 41

[earlybrit-2] Перейти обратно: ^а ^б Ранние британские компьютеры, Саймон Хью Лавингтон, 1980 г.

[histcomp-3] История вычислений: уроки прошлого, Артур Татналл Спрингер, 2010 г.

[4] Книга 495 в книге «Происхождение киберпространства: библиотека по истории вычислений», Дайана Х. Хук, Джереми М. Норман, Майкл Р. Уильямс. Норман Паблишинг, 2002 г.

[5] Эндрю Браун (2005). Дж. Д. Бернал, Мудрец науки . Оксфордский университет, с. 276.

[6] Лавингтон, Саймон Хью (1980). Ранние британские компьютеры: история старинных компьютеров и людей, которые их создали . Издательство Манчестерского университета. п. 62. ИСБН 9780719008108 .

[:0-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с Джонсон, Роджер (апрель 2008 г.). «Школа компьютерных наук и информационных систем: краткая история» (PDF) . Биркбекский колледж . Лондонский университет. стр. 5–8 . Проверено 22 ноября 2018 г.

[8] «Вычислительная техника: Библиография Z-XII; 3. Анон., Исследования цифровых компьютеров в Биркбек-колледже , Управление военно-морских исследований (Лондонский филиал), Технический отчет OANAR-50-49, 12 декабря 1949 г., 2 стр.» Математика вычислений . 4 (31): 171. 1950. doi : 10.1090/S0025-5718-50-99462-2 . ISSN 0025-5718 .

[9] «11. Цифровые компьютеры, Биркбек-колледж, Лондонский университет» . Информационный бюллетень о цифровых компьютерах . 2 (1): 4. 1 января 1950 г. Архивировано из оригинала 11 марта 2021 года.

[:1-10] Перейти обратно: ^а ^б Исследования, Военно-морское управление США (1953). Обзор автоматических цифровых компьютеров . Управление военно-морских исследований Департамента военно-морского флота. стр. 4–5 .

[:2-11] Перейти обратно: ^а ^б «КОМПЬЮТЕРЫ ЗА РУБЕЖОМ: 2. Компьютерная лаборатория колледжа Биркбек (Лондон, Англия)» . Информационный бюллетень о цифровых компьютерах . 8 (1): 16–17. Январь 1956 года. Архивировано из оригинала 6 апреля 2019 года.

[bbk-12] «Школа компьютерных наук и информационных систем. Краткая история» (PDF) . Биркбек, Лондонский университет . Кафедра компьютерных наук и информационных систем. 2008 год . Проверено 2 июня 2015 г.

[13] ttp://mess.redump.net/sysinfo:apexc Multi Emulator Super System техническое описание серии APEXC

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]