Manchester Mark I - Définition
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Développement et conception
La SSEM avait été conçue par l'équipe de Frederic Calland Williams, Tom Kilburn et Geoff Tootill. Deux étudiants les rejoigrent pour développer le Mark I : D. B. Edwards et G. E. Thomas. Le travail commença en août 1948. Le projet eut bientôt le double objectif de fournir à Ferranti le design sur lequel baser leur machine commerciale, le Ferranti Mark I, et de construire un ordinateur qui permettrait aux chercheurs de se rendre compte de l'utilisation possible d'une telle machine en pratique. La première des deux versions du Manchester Mark I, la version intermédiaire, fut opérationnelle en avril 1949 Cependant, cette première version n'avait pas les instructions nécessaires pour qu'un programme puisse transférer des données entre la mémoire principale et la nouvelle mémoire secondaire magnétique. Il fallait donc le faire en arrêtant la machine et en effectuant le transfert à la main. Ces instructions manquantes furent incorporées dans la version finale, qui fonctionnait complètement en octobre 1949.' La machine contenait 4 050 tubes électroniques et consommait 25 kilowatts. Pour augmenter la fiabilité, des CRT spécialement fabriqués par General Electric Company furent utilisés dans la machine au lieu des tubes standard utilisés dans la SSEM.
Le Mark I utilisait des mots de 40 bits, contre 32 bits pour la SSEM. Chaque mot contenait soit un nombre de 40 bits, soit deux instructions machine de 20 bits. La mémoire principale consistait en deux tubes de Williams contenant chacun une page de 32 mots de 40 bits. Un tambour magnétique capable d'enregistrer 32 pages supplémentaires étendait cette mémoire ; la capacité du tambour atteignait 128 pages dans la version finale. Le tambour de 30 cm, appelée roue magnétique au début, contenait une série de pistes magnétiques parallèles à sa surface, chacune dotée de sa propre tête de lecture/écriture. Chaque piste contenait 2 560 bits, soit 2 pages (2 x 32 x 40 bits). Une révolution du tambour prenait 30 millisecondes. Pendant ce temps, il était possible de transférer les deux pages vers la mémoire principale ; cependant, le temps de transfert réel dépendait de la latence, le temps qu'il fallait à une page pour arriver sous la tête de lecture/écriture. L'écriture de pages dans le tambour prenait environ le double du temps de lecture. La vitesse de rotation du tambour était synchronisée avec l'horloge principale, ce qui permettait l'ajout de tambours supplémentaires. Les données étaient enregistrées sur le tambour en utilisant une technique de modulation de phase que l'on appelle encore aujourd'hui codage Manchester.
Le jeu d'instructions de la machine fut augmenté de 7 pour la SSEM à 26 au début, multiplications effectées par le matériel incluses. La version finale comptait 30 instructions. Dix bits de chaque mot étaient réservés pour représenter le code de l'instruction. Le temps d'exécution normal d'une instruction était 1,8 milliseconde, mais la multiplication était bien plus lente, en fonction de la taille de l'opérande.
L'innovation la plus significative de la machine fut peut-être l'incorporation de registres d'index, que l'on trouve sur tous les ordinateurs modernes. La SSEM avait deux registres, réalisés par des tubes de Williams ; l'accumulateur (A) et le compteur ordinal (C). Comme les noms A et C étaient déjà pris, le tube contenant les deux registres d'index, appelés B-lines à l'origine, fut appelé B. Le contenu de ces registres pouvait être utilisé pour modifier le comportement d'instructions de programme, ce qui facilitait le parcours d'un vecteur de nombres enregistrés en mémoire. Le Mark I avait aussi un quatrième tube, (M), qui contenait les opérandes d'une multiplication.
