Mark I

Το 1939, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον καθηγητή Χάουαρντ 'Εικεν ξεκίνησε την υλοποίηση μιας υπολογιστικής μηχανής γενικής χρήσης. Η Ι.Β.Μ. χρηματοδότησε το έργο και το 1944 τέθηκε σε λειτουργία ο MARK-Ι.

Πολλοί θα αναφέρουν ότι ο πρώτος Η/Υ ήταν ουσιαστικά ο ENIAC, αλλά υπάρχουν έντονες αντιρρήσεις γι' αυτό: ο ENIAC ήταν μεν υπολογιστική μηχανή, αλλά δεν ήταν ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής. Ηταν μια απλή ηλεκτρομηχανική υπολογιστική μηχανή χωρίς τη δυνατότητα αποθήκευσης προγραμμάτων.

Ο ορισμός του "ηλεκτρονικού υπολογιστή" λέει: Η/Υ είναι ένα σύνολο πόρων που περιλαμβάνει ψηφιακές ηλεκτρονικές μηχανές, αποθηκευμένα προγράμματα και δεδομένα, το οποίο, υπό τον έλεγχο των αποθηκευμένων προγραμμάτων εισάγει, επεξεργάζεται και εξάγει δεδομένα και μπορεί να εξάγει συμπεράσματα από την επεξεργασία που διεξάγει.

Ο Mark I είχε τις εξής εκπληκτικές (για το 1948) δυνατότητες:

- Δυαδική σχεδίαση

- Αποθηκευμένα προγράμματα

- Μνήμη

- Σχεδίαση πραγματικού επεξεργαστή

- Κώδικα μηχανής και assembly

- Πληκτρολόγιο

- Οθόνη

Τα περισσότερα τμήματά του ήταν φυσικά πρωτόγονα. Ο Mark I είναι ένας τοίχος περίπου 8-10 μέτρα καλυμμένος με racks ύψους δύο-τριών μέτρων.Η κατασκευή ήταν εξαιρετικά πειραματική.

Κατασκευάστηκε στο πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ από υλικά που αποκτήθηκαν από το στρατιωτικό πλεόνασμα του βρετανικού στρατού μετά τον 2ο Παγκόσμιο Πόλεμο. Για παράδειγμα, το πληκτρολόγιο κατασκευάστηκε από διακόπτες ασυρμάτων αεροπλάνων.

Η μηχανή είναι σχεδιασμένη να επεξεργάζεται ποσότητες που απεικονίζονται με βάση το 2, είναι δηλαδή μια δυαδική μηχανή. Είναι γνωστό το θεώρημα της Πληροφορικής που λέει ότι οι καλύτερες βάσεις για κατασκευή υπολογιστών είναι οι βάσεις 2 και 3 (η βάση e για την ακρίβεια, αλλά ένας υπολογιστής με βάση το e θα ήταν απίστευτα δύσκολος στον προγραμματισμό). Ο Mark I είναι από τους πρώτους υπολογιστές που ακολουθούν αυτή την αρχή.

Σε αντίθεση με τον ENIAC, ο Mark I έχει αποθηκευμένα προγράμματα, είναι δηλαδή ένας σύγχρονος υπολογιστής όσον αφορά τη φιλοσοφία του. Είναι ένας επεξεργαστής των 40 bits με μνήμη 32 λέξεων (32x40 = 1280 bits).

Η μνήμη αποθηκεύει προγράμματα και δεδομένα μαζί και η μόνη διάκριση μεταξύ των δύο γίνεται βάσει ερμηνείας (άλλη βασική αρχή της πληροφορικής: αριθμοί + ερμηνεία = δεδομένα). Αυτή η δυνατότητα κρίθηκε ανώφελη από πολλά μετέπειτα συστήματα που είχαν ξεχωριστή μνήμη για τα προγράμματα και τα δεδομένα τους.

Η μνήμη του Mark I υλοποιήθηκε με τη βοήθεια λυχνιών Williams. Η λυχνία Williams είναι ουσιαστικά μια κοινή καθοδική λυχνία ενωμένη με μια άλλη λυχνία που "διαβάζει" την καθοδική.

Ο υπολογιστής στέλνει δεδομένα στην καθοδική λυχνία. Τα μηδενικά είναι ένα μαύρο σημείο και οι άσσοι είναι ένα φωτεινό σημείο. Καθένα από τα 1280 bits μνήμης του Mark I έχει την δική του θέση πάνω στην οθόνη της καθοδικής λυχνίας, περίπου σαν μια αραιή γραφική εικόνα σε σύγχρονη οθόνη. Επειδή ο φώσφορος της καθοδικής λυχνίας είναι αργός για τα δεδομένα ενός υπολογιστή, η συσκευή ανάγνωσης των δεδομένων προλαβαίνει να τα διαβάσει πριν χαθούν και τα ξαναστέλνει στην οθόνη, σχηματίζοντας έτσι ένα βρόγχο ανάδρασης

(feedback loop):

CRT READER

__ __

/ | ---> | \

ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΠΟ Η/Υ --o--> (===< | ---> | >===) --o--> ΠΡΟΣ Η/Υ

^ \__| ---> |__/ |

|_________________________________|

FEEDBACK LOOP

Κι έτσι έχουμε μια εκπληκτικά σύγχρονη σχεδίαση μνήμης (η υλοποίηση, φυσικά είναι πρωτόγονη, αλλά όχι διαφορετική σε τεχνική από την ηχητική μνήμη, τους μαγνητικούς πυρήνες, τα MOSFET ή την σύγχρονη πυκνωτική DRAM), με κυκλώματα εγγραφής, ανάγνωσης και refresh.