Том Килберн

Том Килберн (англ. Tom Kilburn; 11 августа 1921, Дьюсбери, Великобритания — 17 января 2004, Манчестер, Великобритания) — британский инженер и учёный в области вычислительной техники, пионер компьютерной эры. Наиболее известен как создатель первого в мире электронного компьютера с хранимой программой — Манчестерского малого экспериментального компьютера (Baby), а также как разработчик первой оперативной памяти на электронно-лучевых трубках (трубка Уильямса — Килберна). Внёс значительный вклад в развитие архитектуры ЭВМ, систем памяти и параллельных вычислений.

Биография

Ранние годы и образование

Том Килберн родился в городе Дьюсбери (графство Западный Йоркшир) в семье учителя. В 1940 году поступил в колледж Сидни Сассекс (Кембриджский университет), где изучал математику. В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, был призван на службу в Министерство снабжения Великобритании. Работал в исследовательском центре в Малверне, где занимался разработкой электронных схем для радиолокационных систем. Этот опыт сформировал его интерес к электронике и цифровым вычислениям.

Работа в Манчестерском университете

После войны, в 1947 году, Килберн получил должность научного сотрудника в Манчестерском университете. Он присоединился к группе под руководством сэра Фредерика Уильямса, который занимался проблемой запоминания цифровых данных. Килберн стал ключевым исполнителем проекта по созданию запоминающего устройства на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). В 1948 году совместно с Уильямсом он запатентовал так называемую «трубку Уильямса» — первую форму оперативной памяти, способную хранить биты данных в виде зарядовых пятен на экране ЭЛТ.

Создание Manchester Baby

В 1948 году Килберн, работая в одиночку, спроектировал и собрал Манчестерский малый экспериментальный компьютер (Manchester Baby, также известный как SSEM — Small-Scale Experimental Machine). Машина была построена на базе трубки Уильямса и стала первым компьютером, в котором программа хранилась в электронной памяти, а не вводилась через перфоленту или коммутационную панель. 21 июня 1948 года Baby успешно выполнил первую программу — вычисление наибольшего делителя чисел. Это событие считается рождением современной вычислительной техники с хранимой программой.

Дальнейшая карьера

После успеха Baby Килберн участвовал в создании более мощных машин: Манчестерского марк I (1949), который стал первым в мире коммерческим компьютером (Ferranti Mark I), и Манчестерского марк II (1954). В 1950-х годах он возглавил разработку компьютера Atlas, который был одним из самых быстрых в мире на момент запуска в 1962 году. Atlas ввёл концепцию виртуальной памяти и управления памятью с помощью страничной организации. В 1964 году Килберн стал профессором вычислительной техники в Манчестерском университете, а в 1966 году — заведующим кафедрой. Он оставался на этой должности до выхода на пенсию в 1981 году.

Научные достижения

Трубка Уильямса — Килберна

Основным изобретением Килберна стала запоминающая трубка, названная в честь него и Уильямса. Это была первая электронная память произвольного доступа (RAM), работавшая на принципе хранения заряда на люминофорном экране ЭЛТ. Каждая точка на экране представляла один бит: наличие заряда — 1, отсутствие — 0. Трубка обеспечивала время доступа около 10 микросекунд, что было на порядок быстрее механических реле и ртутных линий задержки. Она использовалась в первых компьютерах, включая IBM 701 и UNIVAC 1103, до появления магнитной памяти.

Манчестерский Baby

Baby был экспериментальной машиной, предназначенной для проверки концепции хранимой программы. Он имел 32-битное слово, 32 ячейки памяти (128 байт) и выполнял 7 инструкций. Несмотря на примитивность, Baby доказал, что электронный компьютер может хранить и выполнять программу из памяти, что стало основой архитектуры фон Неймана. Килберн написал первую программу для Baby вручную, используя двоичный код.

Компьютер Atlas

Atlas, разработанный под руководством Килберна, был одним из самых мощных компьютеров своего времени. Он содержал около 100 000 транзисторов и 60 000 диодов, работал на тактовой частоте 1,5 МГц и выполнял до 1 миллиона операций в секунду. Atlas ввёл концепцию виртуальной памяти, которая позволяла программам использовать больше адресного пространства, чем физическая память, за счёт автоматического подкачивания страниц с магнитного барабана. Эта идея стала стандартом для всех современных операционных систем.

Награды и признание

• Член Лондонского королевского общества (1965).
• Командор ордена Британской империи (CBE, 1973).
• Премия IEEE Computer Society Pioneer Award (1982).
• Золотая медаль Британского компьютерного общества (1983).
• В 2000 году включён в Зал славы компьютерной техники (Computer History Museum) в Маунтин-Вью, США.

Критика и наследие

Некоторые историки техники отмечают, что Килберн, будучи блестящим инженером, уступал в теоретической глубине таким современникам, как Алан Тьюринг или Джон фон Нейман. Его подход был сугубо практическим: он строил машины, а не писал трактаты. Однако именно эта практическая направленность позволила ему создать первые работающие образцы. Килберн не стремился к коммерциализации своих изобретений, и многие идеи (например, виртуальная память) были реализованы другими компаниями позже.

Тем не менее, его вклад в развитие вычислительной техники признаётся фундаментальным. Без трубки Уильямса — Килберна и Baby появление компьютеров с хранимой программой могло задержаться на годы. В Манчестерском университете его имя носит здание Школы компьютерных наук (Kilburn Building), а также ежегодная лекция памяти Килберна.

Интересные факты

• Килберн был известен своей скромностью и неохотой давать интервью. Он редко рассказывал о своей работе, считая её обычной инженерной задачей.
• Первая программа для Baby была написана на бумаге и вручную введена в память через переключатели на панели управления.
• В 1998 году, к 50-летию Baby, была построена точная копия машины, которая до сих пор работает в Музее науки и промышленности в Манчестере.
• Килберн никогда не патентовал трубку Уильямса — Килберна как коммерческий продукт, и она была свободно использована другими разработчиками.

Источники

• Lavington, S. (1998). A History of Manchester Computers. Swindon: British Computer Society.
• Williams, F. C., & Kilburn, T. (1949). «A Storage System for Use with Binary Digital Computers». Proceedings of the IEE, 96(40), 183–200.
• Kilburn, T., & Edwards, D. B. G. (1962). «The Manchester University Atlas Operating System». The Computer Journal, 5(3), 222–227.
• Computer History Museum. «Tom Kilburn». Pioneer Awards.
• Oxford Dictionary of National Biography. «Kilburn, Tom (1921–2004)».