*1
_____
*1 Окончание. Начало в PCWeek/RE, N 9/2007, с. 36.
ИСТОРИЯ ВТ
"Как вы яхту назовете, так она и поплывет"
Сначала будущую ЭВМ назвали Zephyr (слабый западный ветер) - как писал Хаски, "по контрасту с названиями других проектов аналоговых и цифровых вычислительных машин, финансируемых ONR и звучавших грозно: "Ураган" (Hurricane), "Тайфун" (Typhon), "Вихрь" (Whirlwind)". Коллеги из вашингтонского офиса бюро, с которыми Хаски поддерживал дружеские отношения, предлагали еще одно имя - Sirocco (горячий ветер из пустыни.- Ю. П.). В конце концов по аналогии с SEAC машину назвали "Западной автоматической вычислительной машиной [Национального бюро стандартов]" (Standards Western Automatic Computer, SWAC). Остряки расшифровывали эту аббревиатуру иначе: Seal with a kiss - "Опломбированная поцелуем".
Гарольд Хаски за пультом управления
ЭВМ SWAC
Хаски предложил исполнительному комитету NBS другую, отличную от SEAC концепцию построения машины. По его замыслу необходимо было построить ЭВМ с максимально возможным быстродействием, применив при этом стандартные, общедоступные комплектующие (off-the-shelf - "с полки", как говорят американцы) и апробированные схемотехнические решения*1. Понимая, что с памятью на РУЛЗ не приходится рассчитывать на достижение высокого быстродействия, Хаски решил использовать память на трубках Уильямса, основу которых должны были составлять также стандартные ЭЛТ. Во время пребывания в Британии, он познакомился с Ф. Уильямсом и Т. Килбурном, неоднократно посещал Манчестерский университет, где они работали, и хорошо знал достоинства и недостатки их изобретения. Но в отличие от своих заокеанских коллег, отдававших предпочтение поразрядно-последовательным АУ, Хаски хотел полностью использовать уникальные возможности трубки и (опять-таки для повышения быстродействия) создать машину с АУ параллельного действия.
_____
*1 Так, в дальнейшем схемы быстродействующих триггеров были заимствованы из ЭВМ “Вихрь”, которая разрабатывалась в Массачусетском технологическом институте, логические диодные схемы - из SEAC.
Небольшая команда Хаски (три ведущих, три младших инженера и четыре техника) трудилась с воодушевлением. "Мы знали, что выполняем пионерскую работу, находимся на новых рубежах, и не жалели ни сил, ни времени", - вспоминал руководитель работы.
SWAC официально представили и ввели в действие 17 августа 1950 г., и с тех пор она находилась в эксплуатации вплоть до декабря 1967-го. К моменту пуска SWAC была самой быстродействующей ЭВМ в мире: сложение и умножение двух чисел (исключая время выборки из памяти) занимало 5,3 и 296 мкс соответственно.
Эта была машина синхронного действия, работавшая на тактовой частоте 125 кГц и оперировавшая 36-разрядными двоичными числами с фиксированной запятой (плюс разряд для знака). Внутренняя память была построена на 37 трубках Уильямса (общей емкостью 256 37-разрядных машинных слов), в качестве внешней памяти использовался накопитель на магнитном барабане (НМБ) (он был включен в состав машины в 1953 г.) емкостью 4К слов со средним временем выборки 0,5 мс и частотой вращения 3600 об/мин (обмен данными с внутренней памятью осуществлялся блоками по 8, 16, 32 или 64 слова).
ЭВМ DYSEAC
Командный набор включал восемь команд: сложение, вычитание, умножение одинарной или двойной точности, сдвиг, сравнение, команды ввода и вывода. Последние пять команд имели трехадресный формат, первые три - четырехадресный: при переполнении разрядной сетки естественное управление вычислительным процессом прекращалось, и в этом случае четвертый адрес определял "местонахождение" следующей команды. Также он использовался для "оптимального программирования" при наличии НМБ (см. статью "Ни на что не похожая", PC Week/RE, N35/2006, c. 52).
Такт работы машины был разделен на два интервала по 8 мкс каждый. В течение первого (активного) интервала производились машинные действия (выборка операнда в АУ, отсылка результата в память или передача очередной команды в устройство управления); во время второго интервала выполнялась регенерация работавшей ячейки памяти. В АУ имелось три регистра: первый (буферный) принимал операнд из памяти, который добавлялся ко второму регистру-аккумулятору; в третьем регистре содержались множитель и часть произведения во время выполнения операции умножения. Так же как и в SEAC, в АУ с помощью динамика осуществлялся "звуковой контроль" за ходом выполнения программы.
Ввод данных и программ выполнялся с бумажной перфоленты, перфокарт и считывающих устройств (позднее использовался флексорайтер), результаты вычислений выводились на печать или пробивались на перфоленте (перфокарте).
Машина имела модульную конструкцию: вся электроника была размещена на взаимозаменяемых типовых ячейках, которые помещались в три соединенных между собой шкафа; на пульте управления имелась ЭЛТ, позволявшая индицировать адрес в памяти, к которому шло обращение. Машина содержала 2600 ламп, 3700 кристаллических диодов, питалась от мотор-генератора (потребление составляло примерно 30 кВт) и размещалась в комнате размерами 12х9 м.
SWAC широко использовалась для решения большого круга научных задач (при этом операции над числами с плавающей запятой выполнялись подпрограммой SWACPEC) и в учебных целях для студентов UCLA. Историческое значение машины определяется главным образом тем, что это была первая в мире ЭВМ с АУ параллельного действия (я избегаю термина "параллельная ЭВМ", так как позднее он был отнесен к компьютерам совсем иной архитектуры).
Теперь вернемся на восточное побережье США, чтобы рассказать еще об одной машине, разработанной в NBS под руководством Сэмюэля Н. Александера (введена в действие в апреле 1954 г.). Она называлась "Второй автоматической вычислительной машиной [Национального бюро стандартов]" - Second (Dyo) Standards Electronic Automatic Computer, DYSEAC, - и предназначалась для войск связи армии США (U.S. Army Signal Corps). Это была первая в мире мобильная ЭВМ, которая перевозилась с места на место на двух трейлерах грузоподъемностью 12 и 8 т.
DYSEAC была построена с использованием технических средств ее модернизированной предшественницы (правда, с некоторыми изменениями - например, НМЛ был заменен на НМБ). Поэтому вычислительные возможности "Второй" были примерно теми же, что и у "Первой". Но в архитектуре машины впервые в мире были применены новинки, благодаря которым ее имя навсегда сохранится в анналах истории ВТ.
Во-первых, в ней применялся метод "прямого доступа к памяти" (Direct Memory Access, DMA). Он заключался в пересылке данных между периферийными устройствами и внутренней памятью, минуя АУ. Операция ввода данных начиналась с того, что программа предписывала соответствующему устройству ввода данных или НМБ переслать в определенную область памяти заданное число машинных слов. Каждый раз, когда эти устройства были готовы к передаче очередного слова или блока слов, они сообщали об этом машине и осуществляли пересылку в свободную ячейку памяти (либо в область памяти). Работа же основной (вычислительной) программы при этом не прекращалась, а после того как все данные были переданы, генерировался сигнал окончания операции ввода.
Во-вторых, в командный набор была введена команда прерывания, которая обеспечивала работу спарки SEAC - DYSEAC в режиме разделения времени: первая из этих ЭВМ по сигналу второй на некоторое время прерывала ход вычислений и отсылала запрашиваемые файлы в DYSEAC, не нарушая в ней при этом ход вычислительного процесса. Рассел Кирш приводит следующий пример такого взаимодействия. На DYSEAC выполнялась программа имитации маневрирования кораблей ВМФ США в океане (с выводом графической информации на дисплей), SEAC же осуществляла сортировку записей о тактико-технических возможностях отдельных участников этих маневров и по запросу DYSEAC пересылала ей необходимые данные (иногда предварительно обработанные), которые также отображались на дисплее.
Следует также отметить, что упомянутая выше спарка представляла собой пример простейшего многомашинного комплекса, который в течение некоторого времени пользовался определенной популярностью (в том числе и в СССР), но затем был вытеснен многопроцессорными компьютерами. В NBS в 1958 г. был создан "Пайлот" (Pilot) - комплекс из трех ламповых ЭВМ, и это была последняя разработка NBS в области ВТ.
