Las computadoras Manchester eran una serie innovadora de computadoras electrónicas de programa almacenado desarrolladas durante el período de 30 años entre 1947 y 1977 por un pequeño equipo de la Universidad de Manchester , bajo la dirección de Tom Kilburn . [1] Incluyeron la primera computadora del mundo con programas almacenados , la primera computadora transistorizada del mundo y la que era la computadora más rápida del mundo en el momento de su inauguración en 1962. [2] [3] [4] [5]
El proyecto comenzó con dos objetivos: probar la practicidad del tubo Williams , una forma temprana de memoria de computadora basada en tubos de rayos catódicos estándar (CRT); y construir una máquina que pudiera usarse para investigar cómo las computadoras podrían ayudar en la solución de problemas matemáticos. [6] La primera de la serie, Manchester Baby , ejecutó su primer programa el 21 de junio de 1948. [2] Como la primera computadora con programa almacenado del mundo, la Baby y la Manchester Mark 1 se desarrollaron a partir de ella, atrajeron rápidamente la atención del gobierno del Reino Unido, que contrató a la empresa de ingeniería eléctrica de Ferranti para producir una versión comercial. La máquina resultante, Ferranti Mark 1 , fue la primera computadora de uso general disponible comercialmente en el mundo. [7]
La colaboración con Ferranti finalmente condujo a una asociación industrial con la empresa de computación ICL , que hizo uso de muchas de las ideas desarrolladas en la universidad, particularmente en el diseño de su serie 2900 de computadoras durante la década de 1970. [8] [9] [10]
Manchester bebé
El Manchester Baby fue diseñado como un banco de pruebas para el tubo de Williams , una forma temprana de memoria de computadora, más que como una computadora práctica. El trabajo en la máquina comenzó en 1947, y el 21 de junio de 1948 la computadora ejecutó con éxito su primer programa, que constaba de 17 instrucciones escritas para encontrar el factor propio más alto de 2 18 (262,144) probando cada número entero desde 2 18 - 1 hacia abajo. El programa se ejecutó durante 52 minutos antes de producir la respuesta correcta de 131.072. [11]
El bebé medía 5,2 m (17 pies) de largo, 2,24 m (7 pies y 4 pulgadas) de alto y pesaba casi 1 tonelada de largo . Contenía 550 válvulas termoiónicas (300 diodos y 250 pentodos ) y tenía un consumo de energía de 3,5 kilovatios. [12] Su exitosa operación fue reportada en una carta a la revista Nature publicada en septiembre de 1948, [13] estableciéndola como la primera computadora del mundo con programas almacenados. [14] Rápidamente se convirtió en una máquina más práctica, la Manchester Mark 1 .
Manchester Mark 1
El desarrollo del Manchester Mark 1 comenzó en agosto de 1948, con el objetivo inicial de proporcionar a la universidad una instalación informática más realista. [15] En octubre de 1948, el científico jefe del gobierno del Reino Unido, Ben Lockspeiser , recibió una demostración del prototipo y quedó tan impresionado que inmediatamente inició un contrato con el gobierno con la empresa local de Ferranti para fabricar una versión comercial de la máquina, la Ferranti Mark 1. . [7]
Se produjeron dos versiones de la Manchester Mark 1, la primera de las cuales, la versión intermedia, estaba operativa en abril de 1949. [15] La máquina de especificación final, que estaba en pleno funcionamiento en octubre de 1949, [16] contenía 4.050 válvulas y tenía un consumo de energía de 25 kilovatios. [17] Quizás la innovación más significativa del Manchester Mark 1 fue la incorporación de registros de índice , un lugar común en las computadoras modernas. [18]
Meg y mercurio
Como resultado de la experiencia obtenida con el Mark 1, los desarrolladores concluyeron que las computadoras se utilizarían más en funciones científicas que en matemáticas puras. Por lo tanto, se embarcaron en el diseño de una nueva máquina que incluiría una unidad de punto flotante ; el trabajo comenzó en 1951. La máquina resultante, que ejecutó su primer programa en mayo de 1954, se conocía como Meg, o la máquina de megaciclos. Era más pequeño y simple que el Mark 1, así como más rápido para resolver problemas de matemáticas. Ferranti produjo una versión comercial comercializada como Ferranti Mercury , en la que los tubos Williams fueron reemplazados por la memoria central más confiable . [19]
Computadora de transistores
El trabajo para construir una computadora más pequeña y más barata comenzó en 1952, en paralelo con el desarrollo continuo de Meg. Dos miembros del equipo de Kilburn, Richard Grimsdale y DC Webb, fueron asignados a la tarea de diseñar y construir una máquina utilizando los transistores recientemente desarrollados en lugar de válvulas. Inicialmente, los únicos dispositivos disponibles eran los transistores de contacto puntual de germanio , menos confiables que las válvulas que reemplazaron pero que consumían mucha menos energía. [20]
Se produjeron dos versiones de la máquina. La primera fue la primera computadora transistorizada del mundo, [21] un prototipo, y entró en funcionamiento el 16 de noviembre de 1953. [3] [22] "La máquina de 48 bits usó 92 transistores de contacto puntual y 550 diodos". [23] La segunda versión se completó en abril de 1955. La versión de 1955 usó 250 transistores de unión, [23] 1300 diodos de estado sólido y tenía un consumo de energía de 150 vatios. Sin embargo, la máquina [se necesita aclaración ] hizo uso de válvulas para generar sus formas de onda de reloj de 125 kHz y en los circuitos para leer y escribir en su memoria de tambor magnético , por lo que no fue la primera computadora completamente transistorizada, una distinción que fue para Harwell CADETE de 1955. [24]
Los problemas con la confiabilidad de los primeros lotes de transistores significaron que el tiempo medio [ aclaración necesaria ] de la máquina entre fallas fue de aproximadamente 90 minutos, lo que mejoró una vez que los transistores de unión más confiables estuvieron disponibles. [25] El diseño de la computadora de transistores fue adoptado por la empresa de ingeniería local Metropolitan-Vickers en su Metrovick 950 , en el que todos los circuitos fueron modificados para hacer uso de transistores de unión. Se construyeron seis Metrovick 950, el primero terminado en 1956. Se desplegaron con éxito en varios departamentos de la empresa y estuvieron en uso durante unos cinco años. [21]
Muse y Atlas
El desarrollo de MUSE, un nombre derivado de " motor de microsegundo ", comenzó en la universidad en 1956. El objetivo era construir una computadora que pudiera operar a velocidades de procesamiento cercanas a un microsegundo por instrucción, un millón de instrucciones por segundo. [26] Mu (o µ ) es un prefijo en el SI y otros sistemas de unidades que denota un factor de 10 −6 (una millonésima).
A finales de 1958, Ferranti acordó colaborar con la Universidad de Manchester en el proyecto, y poco después la computadora pasó a llamarse Atlas, con la empresa conjunta bajo el control de Tom Kilburn. El primer Atlas se encargó oficialmente el 7 de diciembre de 1962 y en ese momento se consideraba la computadora más poderosa del mundo, equivalente a cuatro IBM 7094 . [27] Se dijo que cada vez que Atlas se desconectaba, se perdía la mitad de la capacidad informática del Reino Unido. [28] Sus instrucciones más rápidas tardaron 1,59 microsegundos en ejecutarse, y el uso del almacenamiento virtual y la paginación de la máquina permitió que cada usuario simultáneo tuviera hasta un millón de palabras de espacio de almacenamiento disponible. Atlas fue pionero en muchos conceptos de hardware y software que todavía son de uso común en la actualidad, incluido Atlas Supervisor , "considerado por muchos como el primer sistema operativo moderno reconocible". [29]
Se construyeron otras dos máquinas: una para un consorcio conjunto de British Petroleum y la Universidad de Londres , y la otra para el Atlas Computer Laboratory en Chilton, cerca de Oxford . Ferranti construyó un sistema derivado para la Universidad de Cambridge , llamado Titan o Atlas 2, que tenía una organización de memoria diferente y ejecutaba un sistema operativo de tiempo compartido desarrollado por Cambridge Computer Laboratory . [28]
El Atlas de la Universidad de Manchester fue dado de baja en 1971, [30] pero el último estuvo en servicio hasta 1974. [31] Partes del Atlas de Chilton se conservan en los Museos Nacionales de Escocia en Edimburgo.
MU5
Puede encontrar un artículo más completo sobre MU5 en el Wiki de historia de la ingeniería y la tecnología .
En la Conferencia de la IFIP de 1968 en Edimburgo se presentó una propuesta preliminar para un sucesor de Atlas, [32] aunque el trabajo en el proyecto y las conversaciones con las TIC (de las que Ferranti se había convertido en parte) para obtener su asistencia y apoyo habían comenzado en 1966. La nueva máquina, que más tarde se conocería como MU5, estaba destinada a estar en el extremo superior de una gama de máquinas y ser 20 veces más rápida que Atlas.
En 1968, el Science Research Council (SRC) otorgó a la Universidad de Manchester una subvención de cinco años de £ 630,466 (equivalente a £ 9,38 millones en 2016) [a] para desarrollar la máquina y las TIC , que luego se convertirían en ICL , pusieron sus instalaciones de producción a disposición de la Universidad. En ese año, un grupo de 20 personas participó en el diseño: 11 miembros del personal del Departamento de Ciencias de la Computación, 5 miembros del personal de TIC adscritos y 4 miembros del personal de apoyo de SRC. El nivel máximo de dotación de personal fue en 1971, cuando el número, incluidos los estudiantes de investigación, aumentó a 60. [33]
Las características novedosas más importantes del procesador MU5 fueron su conjunto de instrucciones y el uso de memoria asociativa para acelerar los accesos a operandos e instrucciones. El conjunto de instrucciones se diseñó para permitir la generación de código objeto eficiente por parte de los compiladores, para permitir una organización de canalización del procesador y para proporcionar información al hardware sobre la naturaleza de los operandos, a fin de permitir que se almacenen en búfer de manera óptima. Así, las variables con nombre se almacenaban en búfer por separado de los elementos de la matriz, a los que se accedía a sí mismos mediante descriptores con nombre. Cada descriptor incluía una longitud de matriz que se podía utilizar en instrucciones de procesamiento de cadenas o para permitir que el hardware llevara a cabo la verificación del enlace de matriz. El mecanismo de búsqueda previa de instrucciones utilizaba un trazo de salto asociativo para predecir el resultado de las ramas inminentes. [34]
El sistema operativo MU5 MUSS [35] [36] fue diseñado para ser altamente adaptable y fue portado a una variedad de procesadores en Manchester y otros lugares. En el sistema MU5 completo, tres procesadores (MU5 en sí, un ICL 1905E y un PDP-11 ), así como una serie de memorias y otros dispositivos, estaban interconectados mediante un intercambio de alta velocidad. [37] [38] Los tres procesadores ejecutaron una versión de MUSS. MUSS también incluyó compiladores para varios lenguajes y paquetes de tiempo de ejecución para soportar el código compilado. Estaba estructurado como un pequeño núcleo que implementaba un conjunto arbitrario de máquinas virtuales análogo al conjunto correspondiente de procesadores. El código MUSS apareció en los segmentos comunes que formaban parte del espacio de direcciones virtuales de cada máquina virtual.
MU5 estaba en pleno funcionamiento en octubre de 1974, coincidiendo con el anuncio de ICL de que estaba trabajando en el desarrollo de una nueva gama de ordenadores, la serie 2900 . El 2980 de ICL en particular, entregado por primera vez en junio de 1975, debe mucho al diseño del MU5. [39] MU5 permaneció en funcionamiento en la Universidad hasta 1982. [40]
MU6
Una vez que MU5 estuvo en pleno funcionamiento, se inició un nuevo proyecto para producir su sucesor, MU6. MU6 estaba destinado a ser una gama de procesadores: MU6P, [41] una arquitectura de microprocesador avanzada destinada a su uso como computadora personal, MU6-G, [42] una máquina de alto rendimiento para aplicaciones generales o científicas y MU6V, [43] a sistema de procesamiento de vectores paralelos. Se construyó y probó un modelo prototipo de MU6V, basado en 68000 microprocesadores con órdenes vectoriales emuladas como "extracódigos", pero no se desarrolló más allá de esto. MU6-G fue construido con una subvención de SRC y funcionó con éxito como una máquina de servicio en el Departamento entre 1982 y 1987, [4] utilizando el sistema operativo MUSS desarrollado como parte del proyecto MU5.
Espinaquer
Spinnaker: Rematar Neural Network Architecture es un masivamente paralelo , Manycore arquitectura de superordenador diseñado por Steve Furber en el procesador avanzado Grupo de Investigación de Tecnologías (APT). [44] Está compuesto por 57.600 procesadores ARM9 (específicamente ARM968), cada uno con 18 núcleos y 128 MB de DDR SDRAM móvil , con un total de 1.036.800 núcleos y más de 7 TB de RAM. [45] La plataforma informática se basa en redes neuronales de picos , útiles para simular el cerebro humano (ver Proyecto Cerebro Humano ). [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54]
Resumen
Año | Prototipo universitario | Año | Computadora comercial |
---|---|---|---|
1948 | Manchester Baby , que se convirtió en el Manchester Mark 1 | 1951 | Ferranti Mark 1 |
1953 | Computadora de transistores | 1956 | Metrovick 950 |
1954 | Manchester Mark II también conocido como "Meg" | 1957 | Ferranti Mercurio |
1959 | Musa | 1962 | Atlas de Ferranti , Titán |
1974 | MU5 | 1974 | Serie ICL 2900 |
Referencias
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