ИБМ 704
IBM 704 — это название модели большого цифрового мэйнфрейма, представленного IBM в 1954 году. Это был первый компьютер массового производства с аппаратным обеспечением для арифметики с плавающей запятой . [1] IBM 704 В Руководстве по эксплуатации говорится: [2]
Электронная машина обработки данных типа 704 представляет собой крупногабаритный высокоскоростной электронный калькулятор, управляемый внутренней программой с одним адресом.
Таким образом, в то время 704-й считался «практически единственным компьютером, способным обрабатывать сложные математические вычисления». [3] Модель 704 была значительным улучшением по сравнению с более ранним IBM 701 с точки зрения архитектуры и реализации. Как и 701, в 704 использовалась ламповая логическая схема, но размер инструкции был увеличен с 18 до 36 бит , что соответствует размеру слова памяти. Изменения по сравнению с 701 включают использование памяти с магнитным сердечником вместо ламп Уильямса , арифметические инструкции с плавающей запятой, 15-битную адресацию и добавление трех индексных регистров . Для поддержки этих новых функций инструкции были расширены и теперь используют полное 36-битное слово. Новый набор команд , несовместимый с 701, стал основой для подкласса «научная архитектура» компьютеров IBM серии 700/7000 .
Модель 704 могла выполнять до 12 000 операций сложения чисел с плавающей запятой в секунду. [1] В период с 1955 по 1960 год IBM произвела 123 системы типа 704. [4]
Достопримечательности [ править ]
Языки программирования ФОРТРАН [5] и ЛИСП [6] были впервые разработаны для 704, как и ассемблер SAP — символическая программа сборки , позже распространяемая SHARE как программа сборки SHARE .
MUSIC , первая компьютерная музыкальная программа, была разработана на IBM 704 Максом Мэтьюзом .
В 1962 году физик Джон Ларри Келли-младший создал один из самых знаменитых моментов в истории Bell Labs, применив компьютер IBM 704 для синтеза речи. -синтезатор диктофона Келли Вокодер воссоздал песню Daisy Bell с музыкальным сопровождением Макса Мэтьюза . Артур Кларк случайно посетил друга и коллегу Джона Пирса в лаборатории Bell Labs в Мюррей-Хилл во время демонстрации синтеза речи , и Кларк был настолько впечатлен, что шесть лет спустя он использовал это в кульминационной сцене своего романа и сценария к фильму. 2001: Космическая одиссея , [7] где компьютер HAL 9000 поет ту же песню. [8] (Позже Bell Laboratories выпустила запись речи и музыки, созданную таким образом, на десятидюймовых пластинках со скоростью вращения 78 об/мин. Судя по всему, она была сделана с помощью IBM 7090 , твердотельного преемника 704.) [ нужна ссылка ]
Эдвард О. Торп , преподаватель математики в Массачусетском технологическом институте, использовал IBM 704 в качестве исследовательского инструмента для изучения вероятностей выигрыша при разработке своей теории игры в блэкджек . [9] [10] Он использовал FORTRAN для формулировки уравнений своей исследовательской модели.
IBM 704 в Вычислительном центре Массачусетского технологического института использовался в качестве официального устройства слежения в ходе Смитсоновской астрофизической обсерватории операции «Лунный дозор» осенью 1957 года. IBM предоставила четырех штатных ученых для помощи ученым и математикам Смитсоновской астрофизической обсерватории в расчете орбит спутников: доктор Джампьеро Россони , доктор Джон Гринштадт, Томас Эппл и Ричард Хэтч.
использовался для анализа динамики полета NRL ракет Vanguard IBM 704 . [11]
Научная лаборатория Лос-Аламоса (LASL) разработала первый монитор под названием SLAM, позволяющий осуществлять пакетную обработку . [12]
Регистры [ править ]
IBM 704 имел 38-битный аккумулятор , 36-битный регистр умножителя/частного и три 15-битных индексных регистра . Содержимое индексных регистров вычитается из базового адреса, поэтому индексные регистры также называются «декрементными регистрами». В инструкции могут участвовать все три индексных регистра: 3-битное поле тега в инструкции представляет собой битовую карту, определяющую, какой из регистров участвует в операции. Однако если выбрано более одного индексного регистра, их содержимое побитово ИЛИ , а не суммируется, прежде чем произойдет декремент. Такое поведение сохранялось в более поздних машинах с научной архитектурой (таких как IBM 709 и IBM 7090 ) до IBM 7094 . IBM 7094, представленный в 1962 году, увеличил количество индексных регистров до семи и выбирал только по одному; поведение «или» оставалось доступным в режиме совместимости с IBM 7094. [13]
Форматы инструкций и данных [ править ]
Существует два формата инструкций, называемые «Тип A» и «Тип B». [14] Большинство инструкций относилось к типу B.
Инструкции типа А имеют последовательно 3-битный префикс (код инструкции), 15-битное поле декремента , 3-битное поле тега и 15-битное поле адреса . Существуют операции условного перехода, основанные на значениях индексных регистров, указанных в поле тега . Некоторые инструкции также вычитают поле декремента из содержимого индексных регистров. Реализация требует, чтобы вторые два бита кода инструкции были ненулевыми, что дает в общей сложности шесть возможных инструкций типа A. Один (STR, двоичный код инструкции 101) не был реализован до IBM 709 .
Инструкции типа B последовательно имеют 12-битный код инструкции (биты 2 и 3 установлены в 0, чтобы отличать их от инструкций типа A), 2-битное поле флага , четыре неиспользуемых бита, 3-битное тега поле , и 15-битное адресное поле.
- Числа с фиксированной точкой хранятся в двоичном формате знак/величина .
- одинарной точности Числа с плавающей запятой имеют знак величины, 8-битный показатель экспоненты с превышением 128 и 27-битную дробь (без скрытых битов).
- Буквенно-цифровые символы обычно представляли собой 6-битные BCD , упакованные по шесть в слово.
Набор инструкций неявно разделяет формат данных на те же поля, что и инструкции типа A: префикс, декремент, тег и адрес. Существуют инструкции для изменения каждого из этих полей в слове данных без изменения оставшейся части слова, хотя инструкция Store Tag не была реализована в IBM 704.
Исходная реализация Лиспа использует поля адреса и декремента для хранения головы и хвоста связанного списка соответственно. В честь этих полей были названы примитивные функции car («содержимое адресной части регистра») и cdr («содержимое декрементной части регистра»). [15]
Память и периферия [ править ]
В модель 704 включены элементы управления для: одного устройства считывания перфокарт 711 , одного алфавитного принтера 716 , одного устройства записи перфокарт 721, пяти блоков магнитной ленты 727 и одного блока управления лентой 753, одного устройства считывания и записи магнитного барабана 733 и одного магнитного сердечника 737. Единица хранения. Общая масса составляла около 19 466 фунтов (9,7 коротких тонн; 8,8 т). [16] [17]
Сам 704-й поставлялся с консолью управления, имеющей 36 различных переключателей или кнопок управления и 36 переключателей ввода данных, по одному на каждый бит в регистре. По сути, консоль управления позволяет только устанавливать двоичные значения регистров с помощью переключателей и видеть двоичное состояние регистров, отображаемое в виде множества маленьких неоновых лампочек, очень похожих на современные светодиоды. Для взаимодействия человека с компьютером программы изначально будут вводиться на перфокартах, а не на консоли, а читаемый человеком вывод будет направляться на принтер.
векторный дисплей Также был доступен выходной регистратор с электронно-лучевой трубкой IBM 740, который представляет собой 21-дюймовый с очень длительным временем существования люминофора ( 20 секунд) для просмотра человеком, а также 7-дюймовый дисплей, принимающий тот же сигнал, что и более крупный дисплей, но с быстроразрушающимся люминофором, предназначенным для фотографирования прикрепленной камерой. [18]
Блок хранения данных с магнитным сердечником 737 служит в качестве оперативной памяти и содержит 4096 36-битных слов, что эквивалентно 18 432 байтам. [19] 727 магнитных лент хранят более 5 миллионов 6-битных символов на катушке.
Надежность [ править ]
IBM 704 был намного более надежным, чем его предшественник IBM 701, у которого среднее время безотказной работы составляло около 30 минут. Однако, будучи ламповой машиной, IBM 704 имел очень низкую надежность по сегодняшним стандартам. В среднем машина выходила из строя примерно каждые 8 часов, что сопоставимо с Manchester Mark 1 в 1949 году. [20] [21] [22] Это ограничивало размер программы, которую первые компиляторы Фортрана могли успешно транслировать, поскольку машина выходила из строя до успешной компиляции большой программы. [21]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Система обработки данных 704» . Архивы IBM – Экспонаты – Мэйнфреймы IBM – Справочный зал по мэйнфреймам – Профили продуктов мэйнфреймов . ИБМ. 23 января 2003 года . Проверено 18 августа 2016 г.
- ^ «Машины электронной обработки данных IBM ТИП 704» (PDF) . IBM 704 Руководство по эксплуатации . Международная корпорация бизнес-машин. 1955 год . Проверено 28 декабря 2017 г.
- ^ Пеше, Марк (26 февраля 2015 г.). «Ассемблеры когда-то были людьми: моя тетя делала это для НАСА» . Программное обеспечение – Разработчик . Регистр . Проверено 18 августа 2016 г.
- ^ «История временной шкалы IBM» . ИБМ. 23 января 2003 года . Проверено 4 июля 2019 г.
- ^ «История ФОРТРАНА и ФОРТРАНА II» . Группа сохранения программного обеспечения .
- ^ «Предыстория LISP – лето 1956 г. – лето 1958 г.» . www-formal.stanford.edu .
- ^ «Интернет-биография Артура Кларка» . Архивировано из оригинала 11 декабря 1997 года.
- ^ «Bell Labs: Где впервые заговорил HAL (веб-сайт Bell Labs Speech Synthesis)» . Архивировано из оригинала 1 апреля 2014 года.
- ↑ Документальный фильм канала Discovery с интервью Эда и Вивиан Торп.
- ^ Левинджер, Джефф (10 февраля 1961 г.). «Компьютер программ для инструкторов по математике: Торп, 704 Beat Blackjack» (PDF) . Тех . 81 (1). Кембридж, Массачусетс: Массачусетский технологический институт: 1.
- ^ «Спутниковая ракета-носитель «Авангард» — инженерное резюме» .
- ^ Кайслер, Стивен Х. (ноябрь 2018 г.). Мэйнфреймы первого поколения: IBM 700 Series . Издательство Кембриджских ученых. п. 69. ИСБН 978-1-5275-0650-3 . Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ Принципы работы IBM 7094 (PDF) , Справочная библиотека по системам IBM (пятое изд.), IBM, 1962, стр. 8, А22-6703-4 .
- ^ Джон Савард. «От IBM 704 к IBM 7094» . Проверено 15 ноября 2009 г.
- ^ Маккарти, Джон (1960). «Рекурсивные функции символьных выражений и их машинное вычисление, часть I» . Архивировано из оригинала 4 октября 2013 г. Проверено 14 февраля 2009 г. п. 28.
- ^ Вейк, Мартин Х. (март 1961 г.). «ИБМ 704» . ed-thelen.org . Третий обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.
- ^ Вейк, Мартин Х. (декабрь 1955 г.). «ИБМ-704» . ed-thelen.org . Обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.
- ^ «Архивы IBM: Регистратор выходных сигналов электронно-лучевой трубки 704» . 23 января 2003 года . Проверено 10 декабря 2012 г.
- ^ «Архивы IBM: запоминающее устройство IBM 737 с магнитным сердечником» . 23 января 2003 года . Проверено 10 декабря 2012 г.
- ^ Патрик, Роберт Л. «Монитор General Motors/North American для компьютера IBM 704» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 31 августа 2021 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Лоренцо, Марк Джонс (2019). Абстрагируя машину: история языка программирования FORTRAN (FORmula TRANslation) . Независимо опубликовано. ISBN 978-1082395949 .
- ^ "The Manchester Mark 1" , Манчестерский университет, заархивировано из оригинала 21 ноября 2008 г. , получено 24 января 2009 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Чарльз Дж. Баш, Лайл Р. Джонсон, Джон Х. Палмер, Эмерсон В. Пью, Ранние компьютеры IBM (MIT Press, Кембридж, 1986)
- Стивен Леви , «Хакеры: герои компьютерной революции»
Внешние ссылки [ править ]
- Интервью по устной истории с Джином Амдалом, Институтом Чарльза Бэббиджа , Университет Миннесоты, Миннеаполис. Амдал рассказывает о своей роли в разработке нескольких компьютеров для IBM, включая STRETCH , IBM 701 и IBM 704. Он обсуждает свою работу с Натаниэлем Рочестером и руководство IBM процессом проектирования компьютеров.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
