IBM 610 Pierwszy komputer osobisty PC

This page is a translation of the original work by Frank da Cruz found at http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/610.html

Komputer osobisty IBM 610 Auto-Point

Komputer IBM 610 Auto-Point został zaprojektowany na poddaszu Laboratorium Thomasa J. Watsona na Uniwersytecie Columbia przez Johna Lentza w latach 1948–1954 jako osobisty komputer automatyczny (PAC) i oznaczony jako IBM 610 Auto-Point w 1957 r.^[1]. IBM 610 był pierwszym komputerem osobistym w tym sensie, że był to pierwszy komputer przeznaczony do użytku przez jedną osobę (np. w biurze) i sterowany z klawiatury^[2]. Duża obudowa ma w sobie bęben magnetyczny, arytmetyczny obwód sterujący, panel sterowania oraz oddzielne czytniki taśm papierowych i stemple dla programu i danych (według jednego z byłych użytkowników, Russa Jensena: „Maszyna była programowana przez perforowaną taśmę papierową, która powielała się, aby wykonać dodatkowe przejścia przez kod". Elektryczna maszyna do pisania IBM drukowała dane wyjściowe z szybkością 18 znaków na sekundę; drugim urządzeniem była klawiatura do kontroli i wprowadzania danych przez operatora, która sterowała małym kineskopem katodowym (dwa cale, 32 x 10 pikseli), mogącym wyświetlać zawartość dowolnego rejestru^[4]. „Rejestr” to dowolna z 84 lokalizacji bębna (31 cyfr plus znak). Panel sterowania zapewniał dodatkowe sterowanie programowaniem (np. do tworzenia podprogramów, zazwyczaj do trygonometrii lub innych funkcji matematyczne) Cena: 55 000 USD (lub wynajem w cenie 1150 USD / miesiąc, 460 USD dla celów akademickich). Wyprodukowano 180 sztuk.

Lentz mówił o IBM'ie 610: „Nowatorskie podejście do programowania i sterowania komputerowego, stosowane w komputerze IBM 610, pozwala na rozwiązywanie złożonych problemów przez operatora, którego jedynym doświadczeniem związanym z komputerami był kalkulator biurkowy. Struktura poleceń maszyny jest zaprojektowana tak, aby operator mógł w każdej chwili komunikować się z komputerem za pomocą szeregu krótkich instrukcji w formie zdań przypominających etapy rozwiązywania zadań arytmetycznego. Rodzaj operacji zmiennoprzecinkowych zwany trybem „Auto-Point” pozwala na wprowadzanie danych do miejsc przechowywania z automatycznym pozycjonowaniem kropki dziesiętnej, bez skomplikowanego programowania. Kropka dziesiętna jest automatycznie zmieniana podczas kolejnych obliczeń "(Odnośnik 1).

Użytkownicy stwierdzili (Odniesienie 2), że maszyna była niedroga, niezawodna (komputer mógł być aktywny przez 95% czasu), łatwa do zaprogramowania (był to jeden z pierwszych - jeśli nie pierwszy - komputer programowalny symbolicznie z klawiatury), obsługiwał operacje na liczbach zmiennoprzecinkowych i nie wymagała klimatyzacji ani specjalnie dużej mocy. Niektórzy jednak zarzucali mu powolne wykonywanie obliczeń (np. 20 sekund aby obliczyć sinus). Ale, jak mówi Brennan, „znacznie wyprzedzając intelektualnie swoje czasy, 610 zapowiadało bezpośrednią komunikację „on-line” między człowiekiem a komputerem”. Kiedy zaprzestano dalszych prac nad 610 (od samego początku było przestarzałe technologicznie, ze względu na duże opóźnienie w wprowadzeniu go na rynek), większość ośrodków zastąpiła go modelem 1620.

W późniejszych latach IBM wyprodukował kilka innych komputerów osobistych, w tym 5100 i CS-9000, zanim w końcu wypuścił swój podbijający świat PC w 1981 roku (CS-9000 był gotowy przed PC, ale zapowiedziany po nim).

1. Brennan^[9] twierdził, że pierwszy prototyp 610 został „ukończony w Watson Lab w 1948 roku”. Grosch^[59] twierdził, że „model 610 Lentza nie istniał nawet w prototypie, kiedy odszedłem w 1951 r. - jeśli„ pod osłoną ”opakowanie było znacznie później”. Według Bashe^[4] pierwszy funkcjonalny model komputera Auto-Point działał w 1954 r. ale jego wydanie opóźniło się po wdrożeniu przez IBM komputerów serii 650 i 700. 610 był przedostatnim komputerem z lampą próżniową IBM.
2. Czasami Bendix G-15 (1956) o wielkości lodówki nazywany jest „pierwszym komputerem osobistym”, ale 610 działał co najmniej dwa lata wcześniej. W każdym razie, 610 miał być osobisty, podczas gdy G-15 miał być niedrogi ^[59]). Innym urządzeniem nazywanym również "pierwszym komputerem osobistym" jest Simon - również związany z Uniwersytetem Columbia! - ale było to tylko urządzenie demonstracyjne z ograniczoną liczbą funkcji.

Z przyczyn zagubionych w czasie budowę pierwszych prototypów przeniesiono do Burroughs / ElectroData w Pasadenie w Kalifornii, która również przyczyniła się do rozwoju projektu. W maju 2004 r. Otrzymałem następujące uwagi od Johna C. Alricha, który był w zespole projektowym 610 w Burroughs i pracował z Lentzem przez 12-18 miesięcy w Pasadenie nad projektem:

"Byłem w zespole projektowym z Burroughs. W rzeczywistości miałem patent na część konstrukcji bębna. John był rzeczywiście architektem, ale Pasadena, Burroughs, odegrała niemałą rolę w projektowaniu i budowie kilku prototypów. Jedyne drukowane dane z tego projektu to mój patent, który został zarejestrowany 14 kwietnia 1915 r. I wydany 17 września 1957 r., więc w kwietniu '55 musieliśmy być w połowie fazy projektowania w Pasadenie. Nie mam innych dokumentów. Pamiętam, jak Herb Grosch wychodził i patrzył na maszynę, kiedy była już na dobrej drodze [John, wraz z Jackiem Palmerem, również z IBM, spędzili pół nocy, żeby funkcja pierwiastka kwadratowego działała w tej wersji demonstracyjnej; 610 był pierwszym produktem IBM z wbudowaną funkcją pierwiastka kwadratowego *.

Nie pamiętam, czy byliśmy już częścią Burroughs, czy nadal filią Consolidated Electrodynamics Corporation, o nazwie ElectroData. CEC wyprodukował spektrometry masowe, a nasz pierwszy komputer został zaprojektowany do odwracania dużych matryc, które zostały użyte w analizie związków. Tym, który pchnął CEC do branży komputerowej, był Clifford Berry, który zaprojektował spektrometry masowe i który - czy jesteś na to gotowy - uzyskał stopień doktora pod Atanasoffem przed II Wojną Światową i pracował z Atanasoffem nad swoim pierwszym komputerem na Uniwersytecie! Cliff nie pracował nad naszym pierwszym komputerem o nazwie Datatron 201, ale kontynuował projektowanie spektrometrów masowych. Myślę, że Cliff zmarł w późnych latach pięćdziesiątych w młodym wieku."

Projekt Johna był radykalnie różny od projektu CEC / von Neumann, który znałem, ponieważ obwody były bardziej dynamiczne niż statyczne; tzn. używał wolnobieżnych multiwibratorów zamiast statycznych przerzutników. Nie sądził, żeby przerzutniki były stabilne! Ten temat mogę rozwinąć później.

Inną dziwną rzeczą w projekcie (przynajmniej dla mnie) było to, że 610 był zasadniczo maszyną Turinga; tj. w zasadzie miał nieskończoną pojemność dla danych wejściowych oraz dla pośrednich i końcowych danych wyjściowych. Nośnikiem oczywiście była perforowana taśma papierowa, obie działające, jak pamiętam, z prędkością 18 znaków na sekundę! Mały galwanizowany bęben był również używany do przechowywania wyników pośrednich. John zastosował także wiele przekaźników drutowych w swoim projekcie.

Dlaczego zostałem przydzielony do projektu przez L.P. Robinsona (Robbie), nigdy się nie dowiem. Nie byłem specjalistą od obwodów, chociaż w latach 1951-52 pracowałem u genialnego matematyka, Ernsta Selmera, który był matematykiem nr 2 w Norwegii i pracował z grupą von Neumanna, zanim ten przyjechał na zachód, by uczyć w Cal Tech przez rok czy dłużej. Znałem więc dość dobrze projektowanie logiczne (zaprojektowałem zmiennoprzecinkowe sterowanie dla Datatron'u w 1957 r., to najbardziej satysfakcjonujący projekt, jaki zrobiłem w 40-letniej karierze).

Ciekawym było przeczytać, że IBM wykonał 180 jednostek, o których mam tylko dwa komentarze:

1. Ze względu na obwody dynamiczne, jeśli zegar utracił synchronizację, nie można było zatrzymać konkretnego obrazu na ekranie, aby wykonać jakiekolwiek debugowanie;
2. Kiedy to się stało, Lentz był jedną z niewielu osób na świecie, która mogła przeanalizować problem i go naprawić.

Zastanawiam się, jak radzili sobie technicy terenowi z IBM? Po ponownych przemyśleniach nad 610 nadal uważam to za zagadkę. Było w nim wiele sprytnych pomysłów, głównie Johna, ale myślę, że John poszedł niewłaściwą drogą ewolucji komputera. Zasadniczo jego maszyna mogła rozwiązać każdy problem matematyczny, który można rozwiązać w skończonym czasie, ale przy użyciu rozgałęzionych przekaźników i papierowej taśmy I/O szybkość wykonania była nie do zaakceptowania, nawet jak na standardy z 1955 r.

*Aberdeen Relay Calculator (1944) również miał pierwiastki kwadratowe, ale nie był to produkt ogólnodostępny

Powyższe zdjęcia pochodzą z artykułu Johna Lentza na temat 610 (odnośnik 1 poniżej); Pierwsza rycina pokazuje, że komputer został otwarty, aby odsłonić jego wnętrze. Szafka po lewej stronie zawiera elektroniczną jednostkę arytmetyczną z magnetycznym magazynem bębnów i elektromechanicznymi elementami sterującymi, z wejściem / wyjściem taśmy papierowej u góry. Na biurku znajduje się elektryczna maszyna do pisania dla wydruków i „klawiatura do sterowania ręcznego, która zapewnia wyświetlanie na kineskopie zawartości dowolnego rejestru maszyny w zakodowanej formie” (rysunek środkowy). Cały system waży 750 funtów i pobiera mniej niż 20 amperów z jednego obwodu 120 woltów. Panel sterowania (ostatni rysunek) może być używany do programowania często używanych funkcji, takich jak sinus lub cosinus, więc nie trzeba ich wielokrotnie odczytywać z taśmy kontrolnej.

John Alrich komentuje (czerwiec 2004): „Pod wieloma względami 610 był wyjątkowy lub prawie wyjątkowy jak na swoje czasy jak i wszystkie inne. Jednym z atrybutów była w szczególności metoda kodowania numerycznego. Jak pamiętam, każde słowo miało piętnaście cyfr za pomocą impulsu kodowanie pozycji. Oznacza to, że każda z piętnastu cyfr miała dwanaście szeregowych szczelin. W zależności od miejsca pojawienia się impulsu lub impulsów w obrębie każdej cyfry określano wartość tej cyfry, znak słowa i lokalizację dziesiętną. raczej proste - CRT z pojedynczą modulowaną wiązką. Przezroczysta grawerowana siatka z 180 małymi szczelinami, umieszczona przed CRT, pozwalała użytkownikowi natychmiast odczytać wyświetlaną wartość liczbową wyrażenia.

„Myślę, że przy modulacji pozycji impulsu staje się dość oczywiste, w jaki sposób wykonywane są pewne operacje arytmetyczne. Ponieważ model 610 nie-boolowski, operacje arytmetyczne były generalnie wykonywane przez liczenie, a nie poprzez logikę boolowską. Używanie bębna do tymczasowego przechowywania, podczas dodawania, na przykład składniki sumy są jednocześnie dostępne w postaci szeregowej. Operacja dodawania prawdopodobnie została wykonana w następujący sposób: składniki sumy zostały odczytane z bębna w synchronizacji szeregowo, najpierw najmniej znacząca cyfra. Pomiędzy zegarami bębna (zawierający pełne wyrażenie), każda cyfra liczby dodajnej została odliczona z dużą szybkością do zera, podczas gdy każda cyfra dodajnika została policzona "do góry", z przeniesieniem zostawionym do włączenia podczas liczenia następnej cyfry. W ten sposób suma była ustalana w czasie jednego słowa przy obrocie bębna. Odejmowanie można wykonać w podobny sposób, zastępując przenoszenie pożyczką; mnożenie, dzielenie i pierwiastek kwadratowy są oczywiście bardziej złożone."

John zaznczał, że ​​ludzie w Burroughs nazywali 610 - CADET ("Can't Add, Doesn't Even Try" czyli „Nie może dodawać i nawet nie próbuje”), to samo określenie używali pracownicy IBM'a w odniesieniu do modelu 1620. Więcej informacji na temat doświadczeń Johna w Burroughs można znaleźć:
http://www.smecc.org/jack_l__aldridge.htm
http://www.smecc.org/john_alrich_-_burroughs.htm
http://www.smecc.org/burroughs.htm

IBM 610 znalazł szerokie zastosowanie w wojsku i środowisku akademickim do zastosowań naukowych. Te zdjęcia pochodzą z US Army Ballistics Research Lab (BRL), Aberdeen Proving Ground, Maryland, z około 1961 r., gdzie 610 użyto do obliczeń wymiany ciepła, analizy danych spektrometrycznych mas, oceny wzorów, obliczeń aeroelastyczności, analizy naprężeń, trzepotania, analizy wibracji, redukcji danych, projektowania autostrad, projektowania mostów, rozwiązywania problemów geodezyjnych, arytmetyka macierzy, analiza korelacji i regresji, prognozowanie sprzedaży, obliczenia aktuarialne, analiza wariancji, dopasowanie krzywej, projektowanie eksperymentalne i wiele innych. Instalacje obejmowały BRL, US Army Transportation Research Command; the US Naval Academy; the US Naval Ammunition Depot QE Laboratory; White Sands Missile Range; Tennessee Valley Authority; DuPont ; General Tire and Rubber; Lockheed Aircraft; Carlton College; Uniwersytet Louisville; Uniwersytet Rhode Island; Uniwersytet Waterloo, Instytut Politechniki Worcester i oczywiście Uniwersytecie Columbia, gdzie był używany do pracy w chemii fizycznej do około 1965 roku. Miejsca wojskowe często miały 3 lub 4 jednostki; można go umieścić na ciężarówce do pracy w polu, a także załadować na samolot.
Zdjęcia: Odniesienie 2, zeskanowane przez Eda Thelena.

Referencje i publikacje:

1. Wideo: "IBM Auto-Point Computer History 1957 - A Rare Look Back - IBM's First Personal Computer?", Computer History Archive Project channel
   , (2019).
2. Lentz, John, "A New Approach to Small-Computer Programming and Control”, IBM Journal of Research and Development, tom 2, nr 1, str. 72 (1958).
3. Weik, Martin H., "A Third Survey of Domestic Electronic Digital Computing Systems", raport nr 1115, Laboratoria badań balistycznych armii amerykańskiej, Aberdeen Proving Ground, Maryland, (marzec 1961).
4. Grosch, Herbert R.J., "Computer: Bit Slices from a Life", Third Millenium Books, Novato CA (1991), ISBN 0-88733-085 [wyd.3].
5. Brennan, Jean Ford, "The IBM Watson Laboratory at Columbia University: A History", IBM, Armonk NY (1971).
6. Bashe, Charles J., Lyle R. Johnson, John H. Palmer, Emerson W. Pugh, "IBM Early Computers", MIT Press (1985).
7. Charles Babbage Institute posiada instrukcję IBM 610 wśród swoich zbiorów.