아틀라스 (컴퓨터)

Atlas (computer)
이 기사는 영국의 슈퍼컴퓨터에 관한 것입니다.Atlas라고도 알려진 초기 미국 코드 브레이킹 컴퓨터에 대해서는 UNIVAC 1101을 참조하십시오.
아틀라스 컴퓨터
1963년 1월 맨체스터 아틀라스 대학
제품군맨체스터 컴퓨터
출고일자1962
판매대수3(+ 3 Atlas 2)

아틀라스 컴퓨터(Atlas [1]Computer)는 1962년부터 1972년까지 사용된 세계 최초의 슈퍼컴퓨터 중 하나입니다.Atlas의 용량은 그것이 오프라인이 되었을 때, 영국의 컴퓨터 용량의 절반이 [2]사라졌다는 말을 홍보했습니다.페이징 기술을 사용하는 가상 메모리(당시에는 '원레벨 스토어'라고 함)를 가진 최초의 머신으로 주목받고 있으며, 이 방식은 빠르게 확산되어 현재 어디에서나 사용할 수 있습니다.

아틀라스는 이산 게르마늄 트랜지스터를 사용한 2세대 컴퓨터였습니다.Atlas는 University of Manchester, Ferranti International plc와 Plessey Co., plc의 공동 개발 노력으로 만들어졌습니다.다른 두 개의 아틀라스 기계가 만들어졌는데, 하나는 브리티시 페트롤리엄과 런던 대학교를 위한 것이었고 하나는 옥스퍼드 근처 칠튼에 있는 아틀라스 컴퓨터 연구소를 위한 것이었습니다.

캠브리지 대학을 위해 페란티가 만든 파생 시스템.Titan, 혹은 Atlas [3]2라고 불리는 그것은 다른 메모리 조직을 가지고 있었고 Cambridge 대학 컴퓨터 연구소에서 개발한 시분할 운영체제를 운영했습니다.이후 두 개의 아틀라스 2는 캠브리지의 CAD 센터(후에 CAD 센터, AVEVA로 불림)에 전달되었고, 다른 하나는 AWRE(Atomic Weapons Research Institution)에 전달되었습니다.

맨체스터 대학의 아틀라스는 [4]1971년 해체되었습니다.마지막 Atlas인 CADCenter [5]기계는 1976년 말에 꺼졌습니다.Chilton Atlas의 일부는 Edinburgh에 있는 Scotland 국립박물관에 의해 보존되어 있습니다; 메인 콘솔 자체는 2014년 7월에 재발견되었고 옥스포드 근처 Chilton에 있는 Rutherford Appleton Laboratory에 있습니다.

역사

배경

1956년까지 영국이 컴퓨터 개발에서 미국에 뒤쳐지고 있다는 인식이 커졌습니다.4월, 페란티의 B.W. Pollard는 컴퓨터 컨퍼런스에서 "이 나라에는 중속 컴퓨터가 다양하게 존재하며, 비록 둘 다 가장 빠른 미국의 [6]기계들과 비교했을 때 여전히 매우 느리지만, 정말로 빠른 유일한 두 기계는 Cambridge EDSAC 2와 Manchester Mark 2입니다"라고 말했습니다.지난 5월 브런트 [7]위원회로 더 잘 알려진 과학산업연구자문위원회에 제출한 보고서에서도 비슷한 우려가 이어졌습니다.

이 시기 동안, 맨체스터 대학의 톰 킬번 교수팀은 다양한 기술을 시험하기 위해 두 대의 작은 기계를 만들면서 트랜지스터 기반 시스템을 실험해 왔습니다.이것은 분명히 앞으로 나아갈 길이었고, 1956년 가을, Kilburn은 가능한 고객들이 트랜지스터 기반의 새로운 기계에 어떤 기능을 원하는지를 조사하기 시작했습니다.대부분의 상업 고객들은 다양한 주변 기기를 지원해야 한다고 지적했고 원자력청은 매 마이크로초마다 [8]명령을 수행할 수 있는 기계, 또는 오늘날 알려진 것처럼 1MIPS의 성능을 제공할 수 있는 기계를 제안했습니다.이 후의 요청은 마이크로세컨드 [9]엔진을 위한 예비 디자인인 MUSE의 이름으로 이어졌습니다.

많은 주변기기를 지원해야 하는 필요성과 빠르게 실행해야 하는 필요성은 당연히 상충됩니다.예를 들어, 카드 판독기로부터 데이터를 처리하는 프로그램은 판독기가 다음 비트의 데이터를 전송할 때까지 대부분의 시간을 소비하게 됩니다.중앙 처리 장치(CPU)를 효율적으로 사용하면서 이러한 장치를 지원하기 위해서는 데이터를 버퍼링할 메모리가 추가로 필요하고 시스템 [10]주변의 데이터 흐름을 조정할 수 있는 운영 체제가 필요합니다.

아틀라스가 된 뮤즈

Brunt Committee가 새롭고 훨씬 빠른 미국 디자인인 Univac LARC와 IBM STREATCH에 대해 들었을 때, 그들은 전쟁 시대의 연구 그룹에서 시장으로 기술을 이전하는 것을 책임지고 있는 NRDC(National Research Development Corporation)의 주목을 받을 수 있었습니다.이후 18개월 동안 잠재 고객, Ferranti 및 EMI의 엔지니어링 팀, Manchester 및 Royal Radar [10]Establishment의 디자인 팀과 수많은 미팅을 가졌습니다.

이 모든 노력에도 불구하고 1958년 여름까지 NRDC로부터 자금이 여전히 없었습니다. 킬번은 다양한 개념을 실험하기 위해 더 작은 뮤즈를 지음으로써 물건들을 옮기기로 결정했습니다.이것은 대학의 마크 1에 시간을 빌려 자금을 모은 마크 1 컴퓨터 수익 기금의 자금을 사용하기 위해 지불되었습니다.프로젝트가 시작된 직후인 1958년 10월, 페란티는 참여하기로 결정했습니다.1959년 5월, 그들은 NRDC로부터 300,000 파운드의 보조금을 받아 시스템을 구축하고 판매 수익금을 돌려받게 되었습니다.이 과정 중 어느 시점에서 기계 이름이 아틀라스([10]Atlas)로 바뀌었습니다.

1959년 말까지 상세 설계가 완료되어 컴파일러 제작이 진행되고 있었습니다.하지만 슈퍼바이저 운영체제는 이미 많이 [11]뒤처져 있었습니다.이로 인해 페란티에 새로 고용된 David Howarth는 운영 체제 팀을 2명에서 6명의 프로그래머로 확장했습니다.지칠 줄 모르고 활기찬 [a]하워스가 이끄는 허큘러스한 노력으로 묘사된 이 팀은 결국 주변 [12]처리 문제를 해결하기 위해 멀티프로그래밍을 지원하는 35,000 줄의 어셈블러 언어로 구성된 슈퍼바이저를 전달했습니다.

아틀라스 설치

최초의 아틀라스는 1962년 내내 이 대학에 세워졌습니다.이 일정은 12월 말 페란티 머큐리 기계의 가동 중단으로 인해 더욱 제한되었습니다.아틀라스는 이 목표를 달성했고, 12월 7일 AEA [12]국장인 존 콕크로프트에 의해 공식적으로 임명되었습니다.이 시스템에는 슈퍼바이저의 초기 버전만 있었고 유일한 컴파일러는 오토코드용이었습니다.1964년 1월이 되어서야 ALGOL [13]60과 Fortran을 위한 컴파일러와 함께 슈퍼바이저의 최종 버전이 설치되었습니다.

1960년대 중반까지 원래의 기계는 하루 20시간의 스케줄에 기초하여 지속적으로 사용되었으며, 그 기간 동안 1,000개의 프로그램이 실행될 수 있었습니다.시간은 대학교와 페란티 사이에 나눠졌고, 페란티는 고객에게 시간당 500파운드를 청구했습니다.이 중 일부는 대학 컴퓨터 수익 [13]기금으로 반환되었습니다.1969년에, 오픈 마켓에서 임대될 경우 대학이 받은 컴퓨터 시간은 720,000 파운드가 들 것으로 추정되었습니다.그 기계는 1971년 [14]11월 30일에 작동이 중단되었습니다.

페란티는 1963년 런던 대학교와 브리티시 페트롤리엄의 공동 컨소시엄에, 1964년 12월 원자력 연구소(Harwell)에 다른 아틀라스 설비를 매각했습니다.AEA 기계는 나중에 하웰의 경계 울타리에서 몇 야드 떨어진 칠튼에 있는 아틀라스 컴퓨터 연구소로 옮겨졌고, 이 연구소는 그것을 민간인 땅에 놓았고, 따라서 접근하기가 훨씬 더 쉬웠습니다.이 설치는 48비트 코어 메모리의 48kWords와 32개의 테이프 드라이브를 포함하는 가장 큰 Atlas로 성장했습니다.시간은 영국의 모든 대학들이 이용할 수 있도록 했습니다.1974년 [15]3월에 문을 닫았습니다.

타이탄과 아틀라스 2

주요 기사:타이탄 (1963년 컴퓨터)

1962년 2월, 페란티는 캠브리지 대학에 아틀라스 기계의 일부를 주었고, 그 대가로 대학은 이것들을 사용하여 더 저렴한 시스템을 개발할 것입니다.그 결과 1963년 여름에 가동을 시작한 타이탄 기계가 탄생했습니다.페란티는 이 디자인을 아틀라스 2라는 이름으로 두 개 더 팔았고, 하나는 1963년에 원자 무기 연구 기관(Aldermaston)에, 다른 하나는 [16]1966년에 정부가 후원하는 컴퓨터 지원 디자인 센터에 팔았습니다.

유산

Atlas는 미국 LARC와 STREENT 프로그램에 대한 대응으로 설계되었습니다.둘 다 결국 아틀라스를 제치고 공식적으로 사용하게 되었고, 1961년 LARC, 그리고 아틀라스보다 몇 달 전에 스트레치를 사용하게 되었습니다.Atlas는 LARC보다 약 4배 빨랐고, STREENT보다 약간 느리게 실행되었습니다. Atlas는 약 1.59마이크로초 동안 부동 소수점 숫자 두 개를 추가했고, STREENT는 1.38에서 1.5마이크로초 [13]동안 동일하게 실행했습니다.그럼에도 불구하고 페란티의 소프트웨어 부서 책임자인 Hugh Devonald는 1962년에 "아틀라스는 사실 세계에서 가장 강력한 컴퓨팅 시스템이라고 주장합니다.이와 같은 주장은 Atlas와 경쟁사들이 유사한 대규모 대표 컴퓨팅 작업 세트를 동시에 제공받았다면 Atlas는 다른 [17]모든 컴퓨터보다 먼저 세트를 완성해야 한다는 것을 의미합니다.LARC의 추가 판매는 시도되지 않았으며,[16] 최종적으로 얼마나 많은 STREENT 기계가 생산되었는지는 확실하지 않습니다.

1964년 CDC 6600이 도착한 이후에야 아틀라스가 크게 개선되었습니다.이후 CDC는 1959년 뮤즈에 대한 설명을 통해 CDC에 6600의 개발을 크게 가속화하고 [16]원래 예상보다 빨리 전달되도록 허용했다고 밝혔습니다.이로 인해 원래 [16]아틀라스 구입을 논의 중이던 호주 CSIRO의 계약을 따냈습니다.

페란티는 1960년대 초 심각한 재정적 어려움을 겪고 있었고 1963년에 International Computers and Tabulators (ICT)에 컴퓨터 사업부를 매각하기로 결정했습니다.ICT는 캐나다 페란티 패커드 6000을 기반으로 한 유연한 범위의 기계인 ICT 1900 [18]시리즈로 중급기 시장에 집중하기로 결정했습니다.

아틀라스는 컴퓨터 업계에서 많은 사람들이 높이 평가했습니다.그 팬들 중에는 C도 있었습니다. Digital Equipment Corporation의 Gordon Bell은 나중에 이를 칭찬했습니다.

건축에 있어서 맨체스터 아틀라스는 모범적인 것이었습니다. 우리가 만들 대형 기계였기 때문이 아니라 여러 좋은 디자인 원리를 보여주었기 때문입니다.Atlas는 사용자와 운영 체제 간의 인터페이스가 잘 정의된 다중 프로그램이었고, 주소 공간이 매우 컸으며, 명령어 [19]세트의 기능을 확장하기 위해 추가 코드의 개념을 도입했습니다.

2022년 6월, IEEE 마일스톤은 "아틀라스 컴퓨터와 가상 메모리 발명 1957-1962"[20]에 헌정되었습니다.

기술설명

철물

이 기계는 많은 혁신적인 기능을 가지고 있었지만, 주요 운영 변수는 다음과 같습니다(매장 크기는 맨체스터 설치와 관련이 있고, 다른 것들은 더 컸음).

  • 48비트 단어 크기.단어는 부동 소수점 숫자 1개, 명령어 1개, 24비트 주소 2개 또는 부호가 있는 정수 8개를 포함할 수 있습니다.
  • 운반 전파 시간을 최소화하기 위해 새로운 회로를 사용한 고속 가산기입니다.
  • 슈퍼바이저('신성한') 스토어, V 스토어, 고정 스토어 및 사용자 스토어를 수용한 24비트(200만 단어, 1600만 문자) 주소 공간
  • 홀수/짝수 주소 인터리빙이 특징인 16K 워드 코어 스토어(96KB에 해당)
  • 읽기 전용 메모리의 8K 워드(고정 저장소라고 함)여기에는 감독관과 코드 외 루틴이 포함되어 있었습니다.
  • 드럼 스토어의 96K 워드(예: ~ 576KB), 4개의 드럼에 걸쳐 분할되지만 가상 메모리를 사용하여 코어 스토어와 통합됩니다.페이지 크기는 512단어,[21][22] 즉 3072바이트였습니다.
  • 대부분 이중으로 수정된 명령어에서 주소 수정에 사용될 수 있는 128개의 고속 인덱스 레지스터(B-line).레지스터 주소 공간에는 코드 외 피연산자 주소 및 부동 소수점 누적기의 지수와 같은 특수 레지스터도 포함되었습니다.128개의 레지스터 중 3개가 프로그램 카운터 레지스터였는데 125개는 슈퍼바이저(인터럽트) 제어, 126개는 코드 외 제어, 127개는 사용자 제어였습니다.레지스터 0은 항상 유지된 값 0입니다.
  • DMA(Direct Memory Access) 설비를 포함하여 마그네틱 테이프와 같은 정교한 새로운 주변 장치를 (당분간) 추가할 수 있는 기능
  • V-스토어 주소(메모리 매핑 I/O), 인터럽트 및 코드 추가 루틴을 통한 주변 제어, 특수 유선-인 스토어 주소 읽기 및 쓰기.
  • 원하는 가상 메모리 위치가 코어 스토어에 있는지 여부를 결정하기 위한 페이지 주소 레지스터의 연관 메모리(컨텐츠 어드레스 가능 메모리)
  • 인스트럭션 파이프라인링

Atlas는 동기식 클록킹 메커니즘(비동기식 프로세서)을 사용하지 않았기 때문에 성능 측정이 쉽지 않았지만 예를 들어 다음과 같습니다.

  • 고정 소수점 레지스터 추가 – 1.59마이크로초
  • 부동 소수점 추가, 수정 없음 – 1.61마이크로초
  • 부동 소수점 추가, 이중 수정 – 2.61마이크로초
  • 부동 소수점 곱하기, 이중 수정 – 4.97마이크로초

엑스트라코드

아틀라스의 특징 중 하나는 복잡한 명령어를 소프트웨어로 구현할 수 있게 해주는 기술인 엑스트라코드(Extracode)였습니다.전용 하드웨어를 통해 코드 외부 루틴과 피연산자 액세스에 신속하게 진입 및 복귀할 수 있었습니다. 또한 코드 외부 루틴의 코드를 ROM에 저장하여 코어 스토어보다 빠르게 액세스할 수 있었습니다.

48비트 Atlas 기계 명령의 상위 10비트는 동작 코드였습니다.가장 의미 있는 비트를 0으로 설정한 경우, 이는 하드웨어가 직접 실행하는 일반적인 기계 명령입니다.최상위 비트가 1로 설정된 경우 이는 Extractode이며 고정 저장소(ROM)의 위치로 이동하는 특별한 종류의 서브루틴 점프로 구현되었으며 주소는 나머지 9비트에 의해 결정됩니다.가능한 512개의 코드 중 약 250개의 코드가 실행되었습니다.

추가 코드는 오늘날 소프트웨어 인터럽트 또는 트랩이라고 불리는 것이었습니다.이들은 사인, 로그 및 제곱근과 같은 하드웨어에서 구현하기에는 너무 비효율적인 수학적 절차를 호출하는 데 사용되었습니다.그러나 코드의 약 절반이 운영체제 절차를 호출하는 Supervisor 기능으로 지정되었습니다.대표적인 예로 "지정된 스트림에 지정된 문자 인쇄" 또는 "논리 테이프 N에서 512개 단어의 블록 읽기"가 있습니다. 프로그램이 수퍼바이저와 통신할 수 있는 유일한 수단은 엑스트라코드뿐이었습니다.페란티 오리온과 같은 그 시대의 다른 영국 기계들도 운영 체제의 서비스를 호출하는 비슷한 메커니즘을 가지고 있었습니다.

소프트웨어

아틀라스는 "많은 사람들이 인식할 수 있는 최초의 현대 운영 [23]체제로 간주하는" 아틀라스 슈퍼바이저를 포함하여 오늘날 여전히 일반적으로 사용되는 많은 소프트웨어 개념을 개척했습니다.

아틀라스에서 사용할 수 있는 최초의 고급 언어 중 하나는 아틀라스 오토코드(Atlas Autocode)로 명명되었는데, 이는 알골 60과 동시대의 언어이며 토니 브루커가 알골 60의 결함이라고 인식한 것을 해결하기 위해 특별히 만들어졌습니다.그러나 아틀라스는 알골 60, 포트란과 코볼, ABL(기계어에 가까운 상징적인 입력 언어)을 지원했습니다.대학 컴퓨터인 만큼 많은 학생들이 보호된 기계 코드 개발 환경에 접근할 수 있도록 후원했습니다.

몇몇 컴파일러들은 컴파일러 컴파일러를 사용하여 작성되었는데, 이는 그 유형의 첫 번째로 여겨집니다.

또한 SPG(System Program Generator)라는 프로그래밍 언어를 가지고 있었습니다.실행 시간에 SPG 프로그램은 더 많은 프로그램을 자체적으로 컴파일할 수 있습니다.매크로를 정의하고 사용할 수 있습니다.변수는 <앵글괄호>에 있었으며 텍스트 파서를 사용하여 SPG 프로그램 텍스트가 Backus-Naur 형식과 유사합니다.

하드웨어/소프트웨어 통합

처음부터 아틀라스는 포괄적인 운영체제를 포함하는 슈퍼컴퓨터로 생각되었습니다.하드웨어에는 운영 체제의 작업을 용이하게 하는 특정 기능들이 포함되어 있었습니다.예를 들어, 코드 외부 루틴과 인터럽트 루틴에는 각각 전용 스토리지, 레지스터 및 프로그램 카운터가 있었습니다. 따라서 사용자 모드에서 코드 외부 모드 또는 실행 모드로, 또는 코드 외부 모드에서 실행 모드로 컨텍스트 전환이 매우 빨랐습니다.

참고 항목

메모들

  1. ^ 하워스는 22살에 물리학 박사학위를 마쳤습니다.

참고문헌

인용문

  1. ^ Lavington 1975, 페이지 34
  2. ^ Lavington 1998, 페이지 44-45
  3. ^ "COMPUTERS AND CENTERS, OVERSEAS: 2. Ferranti Ltd., Atlas 2 Computer, London Wl, England". Digital Computer Newsletter. 16 (1): 13–15. 1964. Archived from the original on 3 June 2018.
  4. ^ Lavington 1998, 페이지 43
  5. ^ Lavington 1998, 페이지 44
  6. ^ Lavington 1975, pp. 30–31.
  7. ^ 레이빙턴 1975, 30쪽.
  8. ^ 레이빙턴 1975, 31쪽.
  9. ^ The Atlas, University of Manchester, archived from the original on 28 July 2012, retrieved 21 September 2010
  10. ^ a b c 래빙턴 1975, 32쪽.
  11. ^ 레이빙턴 1975, 페이지 33.
  12. ^ a b 레이빙턴 1975, 페이지 34.
  13. ^ a b c 레빙턴 1975, 페이지 35.
  14. ^ 레이빙턴 1975, 36쪽.
  15. ^ 레이빙턴 1975, 37쪽.
  16. ^ a b c d 레이빙턴 1975, 38쪽.
  17. ^ Lavington, Simon (2012), The Atlas Story (PDF), p. 7
  18. ^ Lavington 1975, 페이지 39.
  19. ^ Bell et al. 1978, pp. 491.
  20. ^ "Milestones:Atlas Computer and the Invention of Virtual Memory, 1957-1962". 19 December 2022.
  21. ^ Cronin, D.E. (31 January 1965). I.C.T. Atlas 1 Computer Programming Manual for Atlas Basic Language (ABL) (PDF). London: International Computers and Tabulators Limited. p. 12.1/1.
  22. ^ "12. Further Facilities and Techniques". The I.C.T. Atlas I Computer Programming Manual. January 1965.
  23. ^ Lavington 1980, pp. 50–52

서지학

추가열람

외부 링크