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페란티 마크 1

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목차

1. 개요

페란티 마크 1은 1951년 영국 페란티에서 제작된 컴퓨터로, 맨체스터 마크 1을 기반으로 설계되었다. 20비트 워드를 사용하고, 윌리엄스 관을 주 기억 장치로, 자기 드럼을 보조 기억 장치로 사용했으며, 50개 정도의 명령어를 처리할 수 있었다. 페란티 마크 1은 초기 컴퓨터 음악 연주와 체스 게임 프로그램 개발에 활용되었으며, 이후 개선된 모델인 페란티 마크 1 스타가 출시되었다.

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페란티 마크 1
개요
다른 이름맨체스터 일렉트로닉 컴퓨터, 맨체스터 페란티
계열맨체스터 컴퓨터
페란티 마크 1 스타, c. 1953
이전 모델맨체스터 마크 1

2. 역사 및 사양

페란티 마크 1은 맨체스터 마크 1을 기반으로 프레디 윌리엄스와 톰 킬번이 맨체스터 대학교에서 설계하고, 영국의 페란티에서 제작한 초기 컴퓨터이다.[3][8] 맨체스터 마크 1에 비해 주기억장치와 보조기억장치의 용량이 커지고, 더 빠른 승산기를 탑재했으며, 추가적인 명령어가 제공되었다는 개선점이 있었다.

1951년 2월 맨체스터 대학교에 첫 번째 기계가 인도되었으며, 이는 UNIVAC I이 미국 인구 조사국에 납품되기 약 한 달 전이었다.

토론토 대학교에 판매된 기계는 FERUT라는 별명으로 불렸으며,[10] 세인트로렌스 해로 건설의 일부로 계산을 수행하는 등 비즈니스, 엔지니어링 및 학계에서 광범위하게 사용되었다.

앨런 튜링은 이 컴퓨터의 프로그래밍 매뉴얼을 작성했다.[11]

이후 설계가 개선된 버전인 페란티 마크 1 스타(페란티 마크 1*)가 출시되었다. 이 버전에서는 명령 집합을 정리하고, 인덱스 레지스터 사용 시 발생하던 부작용을 제거하는 등 프로그래밍 편의성을 향상시켰다.

1953년에서 1957년 사이에 최소 7대의 마크 1* 기계가 납품되었으며,[9] 그중 하나는 암스테르담의 쉘(Royal Dutch Shell) 연구소에 납품되었다.[13] 벌컨 개발에 사용된 기계도 있었다.

월드 와이드 웹의 발명가 팀 버너스리의 부모인 콘웨이 버너스리와 메리 리 우즈는 모두 페란티 마크 1 및 마크 1*에서 근무했다.[14]

마크 1/1*의 무게는 약 4535.92kg였다.[12]

2. 1. 개발 배경

맨체스터 마크 1을 기반으로 제작되었으며, 프레디 윌리엄스와 톰 킬번이 맨체스터 대학교에서 설계했다.[3][8] 영국 페란티에서 제작된 페란티 마크 1은 맨체스터 마크 1에 비해 다음과 같은 개선점이 있었다.

  • 주 기억 장치와 보조 기억 장치의 크기 증가
  • 더 빠른 승산기
  • 추가적인 명령어


마크 1은 20비트 워드를 사용했으며, 윌리엄스 관 디스플레이 표면에 정착된 전기적 전하의 점들로 구성된 단일 선으로 저장되었다. 각 음극 튜브는 64개의 점 선을 저장했다. 명령어는 단일 워드로 저장되었고, 숫자는 두 개의 워드로 저장되었다. 주기억 장치는 8개의 튜브로 구성되었으며, 각 튜브는 64개의 워드로 된 페이지 하나를 저장했다. 다른 튜브는 단일 80비트 누산기 (A), 40비트 "피승수/몫 레지스터" (MQ) 및 8개의 "B-라인" 또는 인덱스 레지스터를 저장했으며, 이는 마크 1 디자인의 독특한 특징 중 하나였다. 누산기는 두 개의 40비트 워드로도 주소를 지정할 수 있었다. 튜브당 추가로 20비트 워드는 보조기억장치에 대한 오프셋 값을 저장했다. 보조기억장치는 512페이지 자기 드럼 형태로 제공되었으며, 트랙당 두 페이지를 저장하고 회전 시간은 약 30밀리초였다. 드럼은 맨체스터에서 설계된 것보다 8배의 저장 공간을 제공했다.

명령어는 맨체스터 기계와 마찬가지로 피연산자가 누산기에서 수정되고 남겨지는 단일 주소 형식을 사용했다. 전체 명령어는 약 50개였다. 기본 사이클 시간은 1.2밀리초였고, 곱셈은 새로운 병렬 장치에서 약 2.16밀리초(원래보다 약 5배 빠름)만에 완료할 수 있었다. 승산기는 기계의 4,050개의 진공관의 거의 4분의 1을 사용했다.[1] 여러 명령어가 윌리엄스 튜브 중 하나에서 천공 테이프 기계로 메모리 워드를 복사하거나 다시 읽을 수 있도록 포함되었다. 난수 생성 명령어와 B-라인을 사용하는 여러 새로운 명령어를 포함하여 원래 맨체스터 설계에 여러 새로운 명령어가 추가되었다.

원래 마크 1은 천공 테이프 입력에서 나타낼 수 있는 5비트 값을 나타내는 영숫자를 입력하여 프로그래밍해야 했다. 엔지니어들은 천공과 이들이 나타내는 이진 숫자 간의 가장 단순한 매핑을 사용하기로 결정했지만, 천공과 실제 키보드 간의 매핑은 이진 매핑이 되도록 의도되지 않았다. 결과적으로 0–31(5비트 숫자)의 값을 나타내는 문자는 완전히 무작위로 보였으며, 구체적으로 `/E@A:SIU½DRJNFCKTZLWHYPQOBG"MXV£`였다.

2. 2. 기술 사양

맨체스터 마크 1을 기반으로 제작된 페란티 마크 1의 기술 사양은 다음과 같다.[3][8]

  • 워드 길이: 20비트. 데이터는 윌리엄스 관 디스플레이 표면에 점 형태로 저장되었으며, 각 관은 64개의 점 선을 저장했다. 명령어는 단일 워드, 숫자는 두 개의 워드로 저장되었다.
  • 주 기억 장치: 8개의 윌리엄스 관으로 구성. 각 관은 64개 워드(페이지)를 저장했다.
  • 레지스터:
  • 80비트 누산기 (A)
  • 40비트 피승수/몫 레지스터 (MQ)
  • 8개의 B-라인 (인덱스 레지스터) - 마크 1 설계의 독특한 특징.
  • 보조 기억 장치: 512페이지 자기 드럼 형태. 트랙당 두 페이지를 저장하고 회전 시간은 약 30밀리초였다. 맨체스터 마크 1보다 8배 큰 용량이다.
  • 명령어 집합: 약 50개의 단일 주소 명령어.
  • 사이클 시간 및 연산 속도:
  • 기본 사이클 시간: 1.2밀리초
  • 곱셈: 새로운 병렬 장치 덕분에 약 2.16밀리초만에 완료 (원래보다 약 5배 빠름). 곱셈기는 기계의 4,050개 진공관 중 거의 4분의 1을 사용했다.[1]
  • 추가 기능: 윌리엄스 튜브와 천공 테이프 기계 간 메모리 워드 복사, 난수 생성 명령어, B-라인 사용 명령어 등.
  • 프로그래밍: 초기에는 천공 테이프 입력으로 5비트 값을 나타내는 영숫자를 입력. 이 값은 /E@A:SIU½DRJNFCKTZLWHYPQOBG"MXV£와 같이 무작위 문자열로 표현되었다.

2. 3. 초기 모델 및 Mark 1 Star

맨체스터 마크 1을 기반으로 제작된 페란티 마크 1은 프레디 윌리엄스와 톰 킬번이 맨체스터 대학교에서 설계하고, 영국 페란티에서 제작했다.[3][8] 초기 모델은 맨체스터 마크 1에 비해 주기억장치와 보조기억장치의 용량이 커지고, 더 빠른 승산기를 탑재했으며, 추가적인 명령어가 제공되었다는 개선점이 있었다.

마크 1은 20비트 워드를 사용했으며, 윌리엄스 관 표면에 점 형태로 저장되었다. 각 튜브는 64개의 점 선을 저장할 수 있었다. 명령어는 단일 워드로, 숫자는 두 개의 워드로 저장되었다. 주기억장치는 8개의 튜브로 구성되었고, 각 튜브는 64개 워드로 구성된 페이지 하나를 저장했다. 다른 튜브는 80비트 누산기 (A), 40비트 "피승수/몫 레지스터" (MQ), 8개의 "B-라인" (인덱스 레지스터)을 저장했다. 누산기는 두 개의 40비트 워드로도 주소를 지정할 수 있었다. 보조기억장치는 512페이지 자기 드럼 형태였으며, 트랙당 두 페이지를 저장하고 회전 시간은 약 30밀리초였다. 이는 맨체스터에서 설계된 것보다 8배 더 큰 저장 공간이었다.

명령어는 피연산자가 누산기에서 수정되고 남겨지는 단일 주소 형식을 사용했으며, 약 50개의 명령어가 있었다. 기본 사이클 시간은 1.2밀리초였고, 곱셈은 새로운 병렬 장치 덕분에 약 2.16밀리초만에 완료되었다. (이는 원래보다 약 5배 빠른 속도였다.) 승산기는 기계의 4,050개 진공관 중 거의 4분의 1을 사용했다.[1] 천공 테이프 기계로 메모리 워드를 복사하거나 다시 읽을 수 있는 명령어도 포함되었다.

초기 마크 1은 천공 테이프 입력에 나타낼 수 있는 5비트 값을 나타내는 영숫자를 입력하여 프로그래밍해야 했다. 이 때문에 0–31(5비트 숫자)의 값을 나타내는 문자는 /E@A:SIU½DRJNFCKTZLWHYPQOBG"MXV£와 같이 무작위적인 형태였다.

최초의 기계는 맨체스터 대학교에 인도되었다. 이후 토론토 대학교에 판매된 기계는 FERUT라는 별명으로 불렸으며,[10] 세인트로렌스 해로 건설의 일부로 계산을 수행하는 등 다양한 분야에서 활용되었다.

앨런 튜링은 프로그래밍 매뉴얼을 작성했다.[11]

이후 개선된 버전인 페란티 마크 1 스타 (페란티 마크 1*)가 출시되었다. 주요 개선 사항은 다음과 같다:

  • 명령어 집합 개선: 숫자를 구멍에 매핑하는 방식을 개선하여, 0–31까지의 숫자에 대응하는 문자가 ø£½0@:$ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ와 같이 더 직관적인 형태가 되었다.
  • 인덱스 레지스터 관련 문제 해결: 인덱스 레지스터를 사용할 때 발생하던 부작용을 제거했다.
  • `JUMP` 명령어 수정: `JUMP` 명령어가 실제 주소보다 "하나 앞"의 위치로 이동하는 문제를 해결했다.
  • 입출력 방식 변경: 5비트 숫자가 최하위 자릿수부터 오른쪽으로 출력되도록 수정했다.


이러한 개선 덕분에 새로운 기계는 프로그래밍 편의성이 크게 향상되었다.

마크 1/1*의 무게는 약 4535.92kg였다.[12]

1953년에서 1957년 사이에 최소 7대의 마크 1* 기계가 납품되었으며,[9] 그중 하나는 암스테르담의 쉘(Royal Dutch Shell) 연구소에 납품되었다.[13] 벌컨 개발에 사용된 기계도 있었다.

월드 와이드 웹의 발명가인 팀 버너스리의 부모인 콘웨이 버너스리와 메리 리 우즈는 모두 페란티 마크 1 및 마크 1*에서 근무했다.[14]

3. 응용 분야

페란티 마크 1은 컴퓨터 음악과 컴퓨터 게임 분야에 응용되었다.

페란티 마크 1에는 'hoot' 명령어가 있어 소리의 음높이를 조절할 수 있었다. 크리스토퍼 스트레이치는 이를 이용하여 국왕 만세, 바 바 블랙 쉽, In the Mood와 같은 곡들을 연주하는 프로그램을 만들었다.[15] 1951년 말 BBC에서 이 연주를 녹음했는데, 이는 최초의 컴퓨터 음악은 아니었고 CSIRAC이 먼저 연주했다.[16]

1951년 11월, 디트리히 프린츠는 페란티 마크 1에서 실행되는 체스 문제 풀이 프로그램을 개발했다. 이 프로그램은 2수 안에 문제를 해결할 수 있었지만, 캐슬링이나 앙파상과 같은 규칙은 구현되지 않았다.[17]

3. 1. 컴퓨터 음악

크리스토퍼 스트레이치는 페란티 마크 1의 'hoot' 명령어를 이용하여 기계에서 나는 소리의 음높이를 조절하는 방식으로 음악을 프로그래밍했다. 1951년 말, BBC는 스트레이치가 프로그래밍한 페란티 마크 1이 연주하는 "국왕 만세", "바 바 블랙 쉽", "In the Mood" 메들리를 녹음했다.[31] 이는 초창기 컴퓨터 음악의 녹음 중 하나로 기록되었다.[15]

하지만 최초로 컴퓨터 음악을 연주한 컴퓨터는 페란티 마크 1이 아니었다. 호주 최초의 디지털 컴퓨터인 CSIRAC는 1951년 초 "Colonel Bogey"를 연주하여, 컴퓨터 음악 연주 타이틀을 먼저 가져갔다.[16]

3. 2. 컴퓨터 게임

1951년 11월, 디트리히 프린츠 박사는 맨체스터 대학교의 페란티 마크 1 컴퓨터를 위한 체스 문제풀이 프로그램을 개발했다.[17] 이는 초기 컴퓨터 게임 중 하나였다. 마크 1 컴퓨터의 제한된 성능 때문에, 완전한 체스 게임을 프로그래밍하는 것은 불가능했다. 따라서 프린츠는 2수 안에 풀 수 있는 문제, 즉 '메이트-인-투(mate-in-two)' 문제만 해결할 수 있는 프로그램을 작성했다.

이 프로그램은 가능한 모든 수를 검토하여 해답을 찾았는데, 평균적으로 15분에서 20분이 소요되었다. 프로그램은 다음과 같은 제약 조건이 있었다.[17]

4. 영향 및 평가

맨체스터 마크 1을 기반으로 제작된 페란티 마크 1은 프레디 윌리엄스와 톰 킬번이 맨체스터 대학교에서 설계하고, 영국의 페란티 사가 제작했다.[3][8] 주 기억 장치와 보조 기억 장치의 용량이 커지고, 더 빠른 곱셈기가 추가되었으며, 명령어가 추가되는 등 맨체스터 마크 1에 비해 여러 개선이 이루어졌다.

마크 1은 20비트 워드를 사용했고, 윌리엄스 관 표면에 전하를 띤 점들로 구성된 선으로 데이터를 저장했다. 명령어는 단일 워드, 숫자는 두 개의 워드로 저장되었다. 주기억장치는 8개의 윌리엄스 관으로 구성되었고, 각 관은 64개 워드의 페이지 하나를 저장했다. 보조 기억 장치는 512페이지의 자기 드럼 형태였으며, 트랙당 두 페이지를 저장했다.

명령어는 피연산자가 누산기에서 수정되고 남겨지는 단일 주소 형식을 사용했다. 곱셈은 새로운 병렬 장치 덕분에 약 2.16밀리초 만에 완료될 수 있었는데, 이는 원래보다 약 5배 빠른 속도였다.[1] 난수 생성 명령어와 인덱스 레지스터(B-라인)를 사용하는 여러 새 명령어가 추가되었다.

초기 프로그래밍은 5비트 값을 나타내는 영숫자를 입력하는 방식으로 이루어졌는데, 이 문자와 이진 숫자 간의 매핑은 무작위적이었다. (/E@A:SIU½DRJNFCKTZLWHYPQOBG"MXV£)

첫 번째 기계는 맨체스터 대학교에 인도되었다. 이후 토론토 대학교에 "소각 판매" 가격으로 판매된 두 번째 기계는 FERUT라는 별명으로 불렸으며, 세인트로렌스 해로 건설 관련 계산 등 다양한 분야에서 활용되었다.[9][10] 앨런 튜링은 프로그래밍 매뉴얼을 작성했다.[11]

이후 개선된 버전인 페란티 마크 1 스타(페란티 마크 1*)가 출시되었다. 이 버전에서는 영숫자와 이진 숫자 간의 매핑이 더 간단하게 변경되었고(ø£½0@:$ABCDEFGHIJKLMNPQRSTUVWXYZ), 인덱스 레지스터 관련 명령어의 부작용이 제거되는 등 프로그래밍 편의성이 향상되었다.

1953년부터 1957년 사이에 최소 7대의 마크 1* 기계가 납품되었으며,[9] 그중 하나는 암스테르담의 쉘 연구소에,[13] 다른 하나는 항공기 제조업체 Avro의 맨체스터 채더튼 공장에 설치되어 벌컨 개발 등에 사용되었다.

월드 와이드 웹의 발명가 팀 버너스리의 부모인 콘웨이 버너스리와 메리 리 우즈는 모두 페란티 마크 1 및 마크 1*에서 근무했다.[14] 마크 1/1*의 무게는 약 4535.92kg였다.[12]

5. 같이 보기

참조

[1] 간행물
[2] 간행물 Description of the BINAC http://www.palosverd[...] 2008-07-26
[3] 간행물 National Life Stories an Oral History of British Science: Geoff Tootill Interviewed by Thomas Lean http://sounds.bl.uk/[...] British Library 2011-01-30
[4] 간행물 Alan Turing: Life and Legacy of a Great Thinker https://books.google[...] Springer Science & Business Media
[5] 서적 Alan Turing: His Work and Impact https://books.google[...] Elsevier 2013-03-18
[6] 저널 11. The Ferranti Computer at Manchester University, England http://www.dtic.mil/[...]
[7] 문서 UNIVAC I#cite ref-8
[8] 서적 THE NEW UNIVERSAL DIGITAL COMPUTING MACHINE AT THE UNIVERSITY OF MANCHESTER http://archive.org/d[...] 1951-07-21
[9] 서적 The Early Computer Industry: Limitations of Scale and Scope https://books.google[...] Springer 2012-11-30
[10] 저널 UTEC and Ferut: The University of Toronto's Computation Centre. 1994-01
[11] 문서 "Ferranti Mark I programming manual" https://archive.comp[...]
[12] 웹사이트 FERRANTI MARK-I http://ed-thelen.org[...] 1955-12
[13] 웹사이트 Interview with Lidy Zweers-De Ronde, programmer of the MIRACLE (Ferranti Mark I*), the first commercial electronic computer being employed in the Netherlands at Shell labs in Amsterdam. http://onnoz.home.xs[...] 2016-05-09
[14] 웹사이트 Frequently asked questions by the Press - Tim BL http://www.w3.org/Pe[...]
[15] 간행물 Manchester Mark 1 playing the first recorded computer music http://curation.cs.m[...] Manchester University 2015-11-02
[16] 간행물 'Oldest' computer music unveiled http://news.bbc.co.u[...] 2008-06-18
[17] 서적 The Turing Guide Oxford University Press
[18] 간행물 Dead medium: the Zuse Ziffernrechner; the V1, Z1, Z2, Z3 and Z4 program-controlled electromechanical digital computers; the death of Konrad Zuse 2008-07-26
[19] 간행물
[20] 간행물 National Life Stories an Oral History of British Science: Geoff Tootill Interviewed by Thomas Lean http://cadensa.bl.uk[...] British Library 2011-01-30
[21] 웹사이트 Frequently asked questions https://www.w3.org/P[...]
[22] 간행물 Manchester Mark 1 playing the first recorded computer music http://www.digital60[...] Manchester University 2009-01-22
[23] 간행물 'Oldest' computer music unveiled http://news.bbc.co.u[...] 2008-06-18
[24] 웹사이트 Dietrich Prinz http://chessprogramm[...] Chess Programming WIKI 2012-06-17
[25] 간행물
[26] 간행물 National Life Stories an Oral History of British Science: Geoff Tootill Interviewed by Thomas Lean http://sounds.bl.uk/[...] British Library 2011-01-30
[27] 간행물 Alan Turing: Life and Legacy of a Great Thinker https://books.google[...] Springer Science & Business Media
[28] 서적 Alan Turing: His Work and Impact https://books.google[...] Elsevier 2013-03-18
[29] 저널 11. The Ferranti Computer at Manchester University, England http://www.dtic.mil/[...]
[30] 문서 유니박 I
[31] 간행물 Manchester Mark 1 playing the first recorded computer music http://curation.cs.m[...] Manchester University 2015-11-02


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