Морис Уилкс и EDSAC

Страница 1 из 2 Великобритания сыграла значительную роль в раннем развитии компьютеров, а не только теории. Настоящие машины были спроектированы и построены с использованием компонентов собственного производства, что сегодня не может предпринять ни одна компьютерная фирма, и даже было хорошее содействие академического и коммерческого сотрудничества, которое с тех пор пытаются поддерживать правительства.

Отчасти причина этого смелого развития связана с опытом создания высокоскоростной электроники, необходимой для создания радиолокационных систем во время войны, но, по крайней мере, некоторые из них связаны с такими людьми, как Морис Уилкс.

Морис Винсент Уилкс, 1913-2010 гг.

Ранняя электроника

Перед Второй мировой войной наука об электронике развивалась темпами, которые сегодня можно было бы назвать черепашьими темпами. Электроника означала клапаны и радио. Другими словами, какая электронная теория была связана с аналоговыми схемами. Морис Уилкс был заядлым радиолюбителем как в школе, так и во время учебы в Кембридже, где изучал математику. Математика, которую он изучал, содержала много физики, и было бы правильнее назвать предмет прикладной математикой или математической физикой.

Как бы вы ни называли эту тему, было ясно, что ее центральной проблемой было решение уравнений (в основном линейных одновременных или дифференциальных) для получения численных результатов. Отсюда ранний интерес к вычислительным машинам. Нет, не электронные машины, которые существовали много лет назад, а механические аналоговые машины. Уилкс увидел копию модельного дифференциального анализатора Хартри в Кембридже и понял, что его можно использовать для решения уравнений, связанных с распространением длинноволновых радиосигналов, которые его интересовали. Вскоре он не только начал пользоваться машиной, но и заботился о других, поощряя их использовать. В некотором смысле можно сказать, что Уилкс был первым специалистом по компьютерной поддержке!

Модельный дифференциальный анализатор был «моделью», потому что он был уменьшенной версией реального устройства и в основном построен из деталей Meccano. Убедившись, что это работает и может решать реальные проблемы, Кембридж приступил к созданию настоящей машины. Была создана Кембриджская математическая лаборатория, и Уилкс был задействован в качестве демонстратора — довольно младшая должность.

Если бы не началась Вторая мировая война, я полагаю, что развитие математической лаборатории могло бы быть направлено на создание еще более крупных и сложных дифференциальных анализаторов, но мир изменился. Уилкс ушел работать над радаром и так много узнал о высокочастотной электронике. Что еще более важно, он научился думать о цифровой электронике, потому что сигналы радара можно рассматривать как состоящие из дискретных импульсов. Это было необычно для того времени, и сам Уилкс отмечает, что его позабавила встреча с группой инженеров, которые описали точно такие же проблемы с точки зрения фазового сдвига и частотной характеристики — на языке аналоговой электроники.

Обратно в Кембридж

После войны Уилкс вернулся в Кембридж и был назначен исполняющим обязанности директора математической лаборатории. Однако захватить было нечего — армия по-прежнему занимала первоначальное здание, и Уилкс был вынужден набирать персонал. Уилкс узнал о происходящей в США цифровой революции от Хартри, который описал конструкцию ENIAC и рабочую релейную машину, построенную Говардом Эйткеном.

Увидев мощь цифровой электроники во время войны, он понял, что будущее за такими машинами, а не за аналоговым Meccano, который был таким забавным. Он написал предложение факультету Кембриджа, в котором сказал, что, по его мнению, они должны что-то сделать, чтобы наверстать упущенное у американцев в области цифровых компьютеров. Проблема была в том, как наверстать упущенное. В 1946 году Америка казалась намного дальше, чем сейчас, и чтобы наверстать упущенное, нужно знать, где находится оппозиция.

Сбор разведданных

Информация, в которой нуждался Уилкс, поступала в двух формах. Первым был отчет фон Неймана на EDVAC. Это описывало принцип хранимой программы, который был следующим шагом от ENIAC. Уилкс вспоминает, что из-за отсутствия копировальных аппаратов ему пришлось не спать всю ночь, чтобы прочитать отчет, прежде чем вернуть его владельцу! Как выразился Уилкс,

«Я сразу понял, что это действительно так, и с тех пор никогда не сомневался в том, как пойдет развитие компьютеров».

Тот факт, что отчету EDVAC не была присвоена классификация безопасности, несомненно, был недосмотром какого-то ведомства США!

Отчет EDVAC

Вторым источником информации была поездка в школу Мура, признанный центр компьютерных разработок в США или во всем мире. Изо всех сил пытаясь получить необходимое финансирование, он посетил, должно быть, первые компьютерные курсы в истории.

Большая проблема с оборудованием того времени заключалась в создании достаточно большой оперативной памяти для хранения данных и программы. В принципе, вентили могут быть использованы в схеме «триггера», которая реализована с использованием транзисторов в современных статических микросхемах RAM, но вам нужно два вентиля на бит и, следовательно, около 10 000 на килобайт.

В качестве более практичной альтернативы были предложены ртутные линии задержки, но никто не построил их для компьютерной памяти. Ртутная линия задержки работает путем преобразования электрических импульсов в звуковые волны, которые сравнительно медленно проходят через заполненную ртутью трубку, пока не преобразуются на дальнем конце обратно в электрические импульсы. Такие линии задержки использовались во время Второй мировой войны для замедления импульсов радара. Чтобы преобразовать такое устройство в память, вам нужно было подать импульсы обратно в трубку, чтобы они рециркулировали. Было не совсем очевидно, что это может быть достигнуто, но когда Уилкс вернулся в Кембридж, он приступил к созданию линии задержки памяти — длиной 1,5 метра и временем задержки 1 мс. Он заработал после нескольких корректировок, и у Уилкса была последняя деталь, необходимая для создания компьютера с хранимой программой.

Назад — Вперед >>