ACE (电子计算机)

✍ dations ◷ 2025-08-02 14:32:14 #图灵,早期电脑,计算机历史

自动计算机(ACE,Automatic Computing Engine)设计为一台早期的存储程序式电子计算机。名称中使用“Engine”一词是为了向查尔斯·巴贝奇的差分机(Difference Engine)和分析机(Analytical Engine)致敬。它是艾伦·图灵应英国国家物理实验室(NPL)数学部的监督人约翰·沃默斯利(John Womersley)的邀请而设计的。

图灵关于ACE的技术设计《电子计算机计划》()是基于他1936年的理论工作和二战期间的工程经验。

1945年2月19日,图灵向英国国家物理实验室(NPL)执行委员会提交了一份详细文档,给出了存储程序式计算机的第一份完全可行性设计。但是,图灵已签署保密协议(Official Secrets Act(英语:Official Secrets Act)),该协议的长期保密条款严格禁止他透露Colossus的细节,因此他无法详细阐述怎样去实现ACE这样的电子设备。与ACE相比,EDVAC受到更多的宣传。冯·诺伊曼知晓图灵的理论工作,在他著名的First Draft of a Report on the EDVAC(1945年6月30日)中描述了EDVAC的设计,但EDVAC被认为有着不完整的性质和一些过于简洁而缺乏来源的想法。

图灵于1945年底完成了关于ACE的报告,给出了详细的逻辑电路框图,预计制造费用为11,200英镑。他认为速度和存储器容量是关键,因此提议使用高速存储器件和大容量存储器,存储器容量预计和早期麦金塔电脑差不多。与EDVAC不同的的是,ACE实现了子例程调用,而且使用微型计算指令(),这是程序语言的一种早期形式。ACE的制造计划原定由曾在二战中负责建造Colossus的英国邮政研究局工程师汤米·佛劳斯(Tommy Flowers(英语:Tommy Flowers))负责,但是因为他同样签署了保密协议,不能透露他在战时和战后的工作,所以无法负责ACE的制造。

图灵在NPL的同事不了解Colossus的成就,认为建造完整ACE的工程上太宏大。在图灵离开NPL后,威尔金森接手整个项目,建造了ACE的一个简化版本,也是第一台ACE的实现——Pilot ACE,于1950年5月10日运行了第一个程序。它比图灵先前设计的规模要小,使用了大约800个真空管,存储器是水银延迟线,它有12个延迟线,每个包含32条32位元的指令或数据,时钟频率为1MHz,这在当时的电子计算机中是最快的。

ACE的第二个实现是MOSAIC (Ministry of Supply Automatic Integrator and Computer),由艾伦·库姆斯(Allen Coombs)和威廉·钱德勒(William Chandler)为军方建造。他们曾和佛劳斯一起在位于多利士山(多利斯山)的布莱切利园制造了十台Colossus,因此有丰富的工程经验。MOSAIC安装在电信科学研究院(TRE)即后来的皇家雷达研究院(RRE),1952年底或1953年初第一次运行,用来从雷达数据计算飞行器轨道,其技术细节仍是秘密。

Bendix Corporation的G15计算机使用了ACE的原理,其工程设计由哈利·赫斯金(Harry Huskey(英语:Harry Huskey))完成。他曾在1947年任职于NPL的ACE部门,并且之后参与了EDVAC的硬件设计。首台G15于1955年运行,是简单的单用户机器,有时被认为是第一台个人电脑。

Pilot ACE的商业产品是英国电气的DEUCE,共卖出了31台。第一台DEUCE于1955年春天交付使用。

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