IBM 701

IBM 701 (IBM 701 Electronic Data Processing Machine; также известна как Defense Calculator) — первая коммерческая массовая большая компьютерная система для научных вычислений корпорации IBM, работавшая на электронных лампах, и давшая начало первой серии 700/7000 больших компьютерных систем класса мейнфреймов. На момент выпуска это был один из самых высокопроизводительных компьютеров в мире, по современным понятиям вполне подходящий под определение суперкомпьютера.

Консоль оператора IBM 701.

История

Проект компьютера IBM 701 был создан не на пустом месте. Со времени своего основания в 1911 году у компании International Business Machines (IBM) одной из специализаций было создание больших бухгалтерских электро-механических табуляционных машин для автоматической обработки информации, записанной на перфокартах. В 1939—1944 годах по заказу ВМС США компания IBM создала свой первый электро-механический программируемый компьютер Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC) — сегодня более известный как «Гарвардский Марк I» массой около 4,5 тонны, построенный на переключателях и реле, с использованием наработок английского математика и изобретателя Чарльза Бэббиджа. Затем в 1944—1947 годах в IBM разработали обновлённый программируемый компьютер IBM Selective Sequence Electronic Calculator (IBM SSEC), представляющий собой гибрид из электронных ламп и электромеханических реле.

И уже в процессе разработки гибридного компьютера «IBM SSEC» начался проект создания совершенно нового исключительно электролампового компьютера IBM Naval Ordnance Research Calculator (IBM NORC) по заказу Главного управления вооружения ВМС США, который в итоге окончательно был сдан в эксплуатацию только в 1954 году, но на тот момент явился самым мощным в мире суперкомпьютером. А разработка электро-лампового компьютера IBM 701 явилась побочным ответвлением (упрощённым вариантом) военного компьютера IBM NORC. Его разрабатывали в течение нескольких лет в лаборатории IBM в Покипси (штат Нью-Йорк).

Система IBM 701 была спроектирована и разработана первопроходцами компьютерной инженерии Джерриером Хаддадом и Натаниэлем Рочестером на основе IAS-машины, построенной в Институте перспективных исследований, в Принстоне (штат Нью-Джерси). Многолетние разработки новой машины включали в себя не только создание нового аппаратного обеспечения, но и создание нового системного программного обеспечения, а также нового языка программирования ассемблера для этих машин. Все эти разработки держались в строгом секрете до тех пор, пока в 1951 году от правительства США не было получено разрешение на коммерческую продажу этих машин, так как в первую очередь компьютеры такой мощности использовались исключительно в военных проектах.

Примерно в это же время компания Engineering Research Associates (в дальнейшем Remington Rand) также в строгом секрете разрабатывала свою конкурирующую компьютерную систему «Atlas II» в первую очередь по заказу ВМС США, а также для рынка научных вычислений. И в 1952 году Engineering Research Associates также получила разрешение Управления безопасности Вооружённых сил (предшественник Агентства национальной безопасности) коммерциализировать проект компьютера «Atlas II» с условием, что несколько специализированных инструкций будут удалены из коммерческой версии, которая и получила наименование ERA/UNIVAC 1103. Компьютер UNIVAC 1103 имел много общего со своим прямым конкурентом IBM 701, хотя и имел отличия.

Впервые о выпуске новой компьютерной системы IBM 701 компания IBM официально объявила 29 апреля 1952 года, но поставки машин клиентам начались в 1953 году.

Изначально в IBM предполагали, что продадут не более пяти компьютеров, но в итоге компания IBM выпустила 19 экземпляров модели 701. Этот компьютер чаще всего предоставлялся в лизинг в среднем за 8100 $ в месяц. Продажа этой модели прекратилась 1 октября 1954 года, когда на смену ей пришла улучшенная модель IBM 704.

Процессорная часть IBM 701 с 1071 вакуумной лампой

Ламповый логический модуль от компьютера IBM серии 700

IBM 701 был первым компьютером в серии IBM 700/7000, которая была ответственна за распространение электронных вычислений во всем мире и за доминирование корпорации IBM на рынке мейнфреймов в 1960-х и 1970-х годах, что продолжается и сегодня. IBM 700/7000 — серия самых высокопроизводительных и надёжных компьютеров IBM вплоть до появления принципиально новой серии IBM System/360 в 1964 году.

Бизнес-ориентированным собратом 701-го была модель IBM 702, а более дешёвым собратом общего назначения был знаменитый IBM 650, который стал первым массовым компьютером в мире.

Архитектура

Установка IBM 704.

Логические цепи этого компьютера были построены на электронных лампах, а ОЗУ этих машин было построено на основе электронно-лучевых трубок Уильямса-Килберна.

Формат данных

• Числа с фиксированной точкой длиной 36 или 18 бит, формат с плавающей точкой не поддерживался.
• Числа с фиксированной точкой хранились в двоичном представлении со знаком.

Формат команд

Команды были одноадресные и имели длину 18 бит.

• Разряд знака (1 бит) — использовался как признак размера операнда: если установлен признак отрицательного числа, происходит обращение к целому слову, иначе к половинному слову.
• Код операции (5 бит) — 32 команды.
• Адрес (12 бит) — 4096 адресов половинных слов.

Память расширялась с 2048 до 4096 слов.

Регистры

Регистры включали:

• AC — 38-битный аккумулятор
• MQ — 36-битный регистр «множителя/остатка»

Память

2048 или 4096 36-битных двоичных слов, способных содержать 6 6-битных символов.

Сравнение с UNIVAC 1103

В качестве памяти использовались не ртутные линии задержки, а 3 запоминающие электронно-лучевые трубки Уильямса. Они были более надежными, чем обычные электровакуумные лампы. Трубки Уильямса позволяли считать все биты слова за раз, в отличие от ртутных линий задержки UNIVACа, где чтение производилось бит за битом.

Процессор работал значительно быстрее, чем у UNIVACа: почти 2200 умножений в секунду против 455. Процессор IBM 701 мог в секунду выполнять почти 17 000 сложений и вычитаний, а также большинство других операций.

Накопитель на магнитной ленте IBM на 8 млн байт мог останавливаться и стартовать гораздо быстрее UNIVAC. Кроме того, он мог считывать или писать 12 500 символов в секунду. В отличие от UNIVAC с его удобными буферами памяти, процессору IBM приходилось обрабатывать все операции ввод-вывод, что могло значительно повлиять на производительность программ.

В начале 1954 года комиссия Объединенного Комитета начальников штабов США потребовала провести соревнование между UNIVAC 1103 и IBM 701 с целью решить, какая машина будет использоваться для проекта численного прогноза погоды. Испытания показали, что обе машины по скорости одинаковы с небольшим преимуществом IBM 701, но UNIVAC 1103 похвалили за очень быстрые устройства ввода-вывода.

Клиенты - пользователи компьютеров IBM 701

1. Всемирная штаб-квартира IBM. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк (1952);
2. Лос-Аламосская лаборатория Калифорнийского университета. Лос-Аламос, Нью-Мексико (1953);
3. Lockheed Aircraft Company, Глендейл, Калифорния (1953);
4. Агентство национальной безопасности, Вашингтон, округ Колумбия (1953);
5. Douglas Aircraft Company. Санта-Моника, Калифорния (1953);
6. General Electric Company. Локленд, Огайо (1953);
7. Convair. Форт-Уэрт, Техас (1953);
8. ВМС США, Иньокерн, Калифорния (1953);
9. United Aircraft. Хартфорд, Коннектикут (1953);
10. North American Aviation. Санта-Моника, Калифорния (1953);
11. Rand Corporation. Санта-Моника, Калифорния (1953);
12. Boeing Corporation. Сиэтл, штат Вашингтон (1953);
13. Douglas Aircraft Company. Эль-Сегундо, Калифорния (1954);
14. Корпус снабжения морской авиации ВМС США. Филадельфия, Пенсильвания (1954);
15. Ливерморская лаборатория Калифорнийского университета. Ливермор, Калифорния (1954);
16. General Motors Corporation. Детройт, Мичиган (1954);
17. Lockheed Aircraft Company, Глендейл, Калифорния (1954);
18. Национальная метеорологическая служба. Вашингтон, округ Колумбия (1955);
19. DuPont Central Research. Уилмингтон, Делавэр (1954).

См. также

• Список ламповых компьютеров

Литература

• Чарльз Дж. Баш, Лайл Р. Джонсон, Джон Х. Палмер, Эмерсон В. Пью. Ранние компьютеры IBM (MIT Press, Кембридж, 1986).
• Катберт Хёрд (редактор). Специальный выпуск: Тридцатая годовщина IBM 701 — IBM выходит на поле вычислений. Annals of the History of Computing , Vol. 5 (№ 2), 1983 г.
• Oral history interview with Gene M. Amdahl (англ.) — Устное интервью 1989 года с Джином Амдалом на сайте Института Чарльза Бэббиджа. (англ.)

Ссылки

• История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC. IBM 701 (рус.). Tom’s Hardware. (19 октября 2009). Дата обращения: 30 января 2022.
• IBM Archives: IBM 701 Electronic analytical control unit  (неопр.). Дата обращения: 26 мая 2012. Архивировано 14 августа 2013 года.
• Документация на машины The IBM 701 на сайте Bitsavers.rog (англ.)