Varhaiset brittiläiset tietokoneet Seminaariesitelmä

Varhaiset brittiläiset tietokoneet

• Seminaariesitelmä

• Mikko Glumow

Sisältö

• Yleistä lätinää

• Brittien väännöt

• ACE
• EDSAC
• Manchester Mark I

• Historia on voittajien kirjoittama

• Yhteenveto

Kiva tietää ennen kuin aloitetaan

• 2. maailmansodan päätyttyä, vuoden 1945 aikoihin, heräsi kiinnostus ns. universaalia automaattista laskentakonetta kohtaan.

• Universaalin automaattisen laskentakoneen ideana oli, että sen avulla voitaisiin ratkaista kaikki olemassa olevat laskennalliset ongelmat

• Tätä varten tarvittiin kaksi kokonaan uutta ominaisuutta, joita aikaisemmista laskentakoneista ei löytynyt:

• Sisäisen säilön (muistin), jonka sisältöä voitaisiin automaattisesti muokata laskennan aikana
• Kyvyn muuttaa toimintatapaansa tarkkaan määritellyillä tavoilla, riippuen laskennan aikana vastaan tulevan datan luonteesta

• Oleellisesti tämä universaali kone oli se, mitä nykypäivänä ymmärrämme sanalla tietokone tarkoitettavan

Briteissä tapahtuu jänniä juttuja

• 1940-luvun puoliväliin tultaessa tietokoneen kehittämiseen keskittyneitä tutkimusryhmiä löytyi useita sekä Britanniasta, USA:sta että Saksasta.

• Britit olivat vahvoilla, ja maassa saatiinkin vuonna 1948 valmiiksi ensimmäinen toimiva prototyyppi (Manchester Mark I)

• Myös kaksi muuta varteenotettavaa tietokonetta oli Briteissä samanaikaisesti kehitteillä: ACE ja EDSAC

ACE

ACE

• ACE (Automatic Computing Engine)

• Laitteen suunnitteli Alan Turing

• Suunnitelma valmistui jo 1946, mutta useista syistä johtuen toteutusta ei voitu heti aloittaa → projekti laitettiin jäihin, ja Turing lähti lätkimään

• Toteutusvaihe pääsi käyntiin vasta vuoden 1948 puolessa välissä, jolloin projektin vetovastuun ottivat J. H. Wilkinson ja E. A. Newman

ACE

• ACE:n pilottiversio valmistui toukokuussa vuonna 1950

• Laite oli potentiaalisesti hyvinkin nopea muihin varhaisiin tietokoneisiin verrattuna

• ACE:n rakenne oli kuitenkin sellainen, että sen laskentateho oli hyvin riippuvainen koneen kulloisestakin tilasta

• Esimerkiksi yksinkertaiseen summalaskuun kulunut aika saattoi olla mitä vain väliltä 64 mikrosekuntia ja 1,024 millisekuntia

ACE

• Muistina käytettiin ns. elohopeaviivelinja–putkia (mercury delay line tubes)

• Aluksi muistiin mahtui 128 32-bittistä sanaa, vuonna 1951 muistia laajennettiin 352-sanaiseksi ja vuonna 1954 siihen lisättiin 4096 sanan erillinen lisämuisti

• Sekä tietojen syöttämiseen että tulostukseen käytettiin reikäkortteja

• Keskusyksikkö sisälsi 800 elektroniputkea

EDSAC

EDSAC

• EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator)

• Cambridgen yliopistossa kehitetty tietokone, jonka rakentamisesta vastasi professori Maurice Wilkes:n johtama tutkimusryhmä.

• Valmiin laitteen ensimmäinen testiajo suoritettiin 6.5.1949

• Ensimmäinen kerta, kun aito muistiin ladattaviin ohjelmiin perustuva tietokone oli muussakin kuin testikäytössä

EDSAC

• Muistina 32 elohopeaviivelinja-tekniikkaa hyödyntävää putkea, joista jokaiseen pystyi tallentamaan 576 bittiä → Muistiin mahtui 512 36-bittistä sanaa kerrallaan

• Lisäksi muutama lisäputki keskusyksikön rekistereitä varten

• Laski yksinkertaisen kahden arvon summan noin 1,4 millisekunnissa

• Keskusyksikkö sisälsi 3000 elektroniputkea, mikä on lähes neljä kertaa enemmän kuin mitä ACE:ssa

EDSAC

• Fyysisesti varsin kookas laite vei suuren huoneen verran tilaa

• Data syötettiin koneeseen 5-bittisen, elektro-mekaanisen paperinauhan lukijan avulla

• Tulosteet tuotti koneeseen kytketty kaukokirjoitin

• Tavoitteena tehdä EDSAC:sta mahdollisimman käyttäjäystävällinen → sille kehitettiin alkeellinen symboleihin perustunut ohjelmointikieli

• Lisäksi sitä varten tuotettiin valmiita aliohjelmakirjastoja

Manchester Mark I

Manchester Mark I

• Joulukuussa vuonna 1947 F.C. Williams ja Tom Kilburn ryhtyivät kehittämään Manchesterin yliopistossa uudentyyppistä muistiratkaisua

• Tuloksena teknologia, joka ristittiin Williams tube:ksi

• Hyödyt:

• Suhteellisen edulliset tuotantokustannukset
• Ensimmäinen hajasaantimuisti (Random Access Memory, RAM)

Manchester Mark I

• Pääsyy Manchester Mark I:n rakentamiseen oli se, että voitiin testata Williams tube:n toimivuutta käytännössä

• Ensimmäinen prototyyppiversio valmistui 21.6.1948

• Kone oli resursseiltaan hyvin vaatimaton:

• Muistiin mahtui 32 kappaletta 32-bittisiä sanoja
• Se ymmärsi vain seitsemää erilaista käskyä
• Se ei sisältänyt minkäänlaisia rekistereitä

• Laitetta ryhdyttiin laajentamaan, tavoitteena toteuttaa käyttökelpoinen tietokone

Manchester Mark I

• Lopullinen versio saatiin valmiiksi Lokakuussa 1949

• Keskusmuistina toimi nopea hajasaantimuisti, johon mahtui 128 kappaleen verran 40-bittisiä sanoja

• Lisäksi siinä oli hitaampaa peräkkäismuistia 1024 sanan verran

• Laite pystyi laskemaan kahden arvon summan 1,8 millisekunnissa

• Syötteensä kone sai paperinauhan muodossa, ja tulokset tulivat kaukokirjoittimesta

• Kooltaan tämäkin oli suuren huoneen luokkaa

• Laitteeseen implementoitiin uutena ominaisuutena keskusyksikön käyttämä indeksirekisteri

• samaan aikaan toisaalla...

The Truth is out there

• ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)

• Saatiin valmiiksi 29.6.1947

• Yhdysvaltain maavoimien rakentama

• Käytettiin yksinomaan ballististen lentoratojen laskemiseen

• Oli periaatteessa uudelleenohjelmoitavissa, käytännössä laitteen tekniikka teki sen hyvin vaikeaksi

• Se, täyttikö ENIAC ”universaalin automaattisen laskentakoneen” vaatimukset, on tulkinnanvaraista

• Esitelmöijän mielestä ei, yleisesti ilmeisimmin ajatellaan että kyllä

Yhteenveto

• Briteillä oli vahva panos ensimmäisten tietokoneiden kehittämisessä

• Kaikesta huolimatta voidaan väittää, että:

• Alan Turing sai valmiiksi ensimmäisen täydellisen toteuttamiskelpoisen tietokoneen suunnitelmatason konstruktion (ACE)
• Manchester Mark I:n prototyyppi oli ensimmäinen toimiva tietokoneen prototyyppi
• EDSAC oli ensimmäinen valmis, käyttöönotettu tietokone

Kuvat pöllitty seuraavista paikoista

• Kuva 1: http://ed-thelen.org/comp-hist/EarlyBritish-05-12.html

• Kuva 2: http://www.cl.cam.ac.uk/Relics/archive_photos.html

• Kuva 3: http://piano.dsi.uminho.pt/museuv/1946mmark1.html