IBM 704

IBM 704 — это первый серийный мейнфрейм компании IBM, выпущенный в 1954 году и предназначенный для научных и инженерных расчётов. Относится к классу ламповых компьютеров первого поколения. Является дальнейшим развитием модели IBM 701 и стал первой коммерчески успешной вычислительной машиной, поддерживающей арифметику с плавающей запятой.

История

Разработка IBM 704 началась в 1952 году под руководством инженера Натаниэля Рочестера. Машина создавалась как усовершенствованная версия IBM 701, ориентированная на более сложные научные задачи. Первый экземпляр был поставлен заказчику в декабре 1954 года, а серийное производство продолжалось до 1960 года. Всего было выпущено 123 единицы, что для того времени являлось значительным тиражом для крупных вычислительных машин.

IBM 704 стала основой для создания операционной системы Fortran Monitor System (FMS) и ранних версий языка программирования FORTRAN, разработанного в 1957 году. Именно на этой машине Джон Бэкус и его команда впервые реализовали компилятор FORTRAN, что сделало IBM 704 первой платформой для высокоуровневого программирования.

Технические характеристики

Архитектура

IBM 704 использует 36-битную архитектуру, унаследованную от IBM 701. Машина построена на вакуумных лампах (около 5000 штук) и диодных матрицах. Основные характеристики:

• Тактовая частота: 40 кГц (цикл памяти — 12 микросекунд).
• Память: магнитный сердечник (core memory) объёмом 4096 36-битных слов (около 18 КБ), расширяемая до 32768 слов (144 КБ). Время доступа к памяти — 12 мкс.
• Арифметика: аппаратная поддержка чисел с плавающей запятой (одинарная точность, 36 бит), а также целочисленных операций.
• Ввод-вывод: магнитные ленты (IBM 727), перфокарты (считыватель IBM 711), барабанные накопители (IBM 733), принтеры (IBM 716). Скорость ввода с перфокарт — до 150 карт в минуту, вывода на печать — до 150 строк в минуту.

Система команд

IBM 704 имела 32 команды, включая арифметические, логические, управляющие и операции ввода-вывода. Особенностью архитектуры была возможность выполнения команд с плавающей запятой за один цикл (около 24 мкс). Адресация — прямая и косвенная.

Физические параметры

• Размеры: центральный процессор занимал площадь около 9 м², с периферией — до 30 м².
• Масса: около 10 тонн.
• Энергопотребление: около 50 кВт (с системой охлаждения — до 100 кВт).

Программное обеспечение

Операционные системы

IBM 704 не имела полноценной операционной системы в современном понимании. Использовались мониторные системы, такие как:

• Fortran Monitor System (FMS) — ранняя система пакетной обработки, разработанная в 1957 году.
• SHARE Operating System (SOS) — созданная пользовательской группой SHARE в 1959 году, поддерживала многозадачность в ограниченном виде.

Языки программирования

• FORTRAN — первый высокоуровневый язык, компилятор для которого был создан в 1957 году. IBM 704 стала первой платформой, где FORTRAN использовался для реальных расчётов.
• Assembly — машинно-ориентированный язык SAP (Symbolic Assembly Program).
• LISP — ранняя версия языка, разработанная Джоном Маккарти в 1958 году, была реализована на IBM 704.

Применение

IBM 704 использовалась в основном в научных и военных учреждениях США:

• Атомная энергетика: расчёты ядерных реакторов и термоядерных процессов (например, в Лос-Аламосской национальной лаборатории).
• Аэрокосмическая промышленность: моделирование полётов и аэродинамики (в компании Douglas Aircraft Company).
• Метеорология: прогнозирование погоды (в Национальном центре атмосферных исследований).
• Университеты: Массачусетский технологический институт (MIT), Калифорнийский университет в Беркли.

Известные проекты, выполненные на IBM 704:

• Разработка системы противовоздушной обороны SAGE (Semi-Automatic Ground Environment).
• Создание первых алгоритмов искусственного интеллекта (например, программа Logic Theorist).

Влияние на развитие вычислительной техники

IBM 704 стала важной вехой в истории компьютеров:

• Плавающая запятая: впервые реализована на аппаратном уровне в серийной машине, что упростило научные расчёты.
• FORTRAN: появление этого языка на IBM 704 стимулировало развитие высокоуровневого программирования.
• Архитектура: 36-битная система команд и магнитная память стали стандартом для последующих моделей IBM (IBM 709, IBM 7090).
• Коммерциализация: успех IBM 704 доказал, что компьютеры могут быть прибыльными, и укрепил позиции IBM на рынке.

Интересные факты

• IBM 704 была первой машиной, на которой запустили программу для игры в шахматы (в 1957 году Артур Сэмюэл создал шашечную программу, а шахматная программа — в 1958 году).
• Название «704» происходит от номера проекта в IBM (серия 700).
• В 1956 году на IBM 704 была выполнена первая в истории компьютерная симуляция погоды.
• Машина использовалась в создании первых систем машинного перевода (например, русско-английский перевод в 1959 году).

Источники

• IBM Corporation. IBM 704 Electronic Data Processing Machine — Manual of Operation. — 1955.
• Pugh, Emerson W. Building IBM: Shaping an Industry and Its Technology. — MIT Press, 1995.
• Ceruzzi, Paul E. A History of Modern Computing. — MIT Press, 2003.
• Backus, John. The History of FORTRAN I, II, and III. — IEEE Annals of the History of Computing, 1979.
• Brooks, Frederick P. The Mythical Man-Month: Essays on Software Engineering. — Addison-Wesley, 1975.