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파일럿 에이스

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1. 개요

파일럿 에이스는 앨런 튜링의 ACE 설계를 기반으로 제작된 영국의 초기 컴퓨터이다. 1950년 첫 프로그램을 실행했으며, 과학적 계산을 위해 부동 소수점 연산을 수행했다. 약 800개의 진공관과 수은 지연선 메모리, 드럼 메모리를 사용했으며, 초기 영국 컴퓨터 중 빠른 클럭 속도를 보였다. 파일럿 에이스는 1955년 가동이 중단되었고, 상업용 버전인 DEUCE의 개발에 영향을 미쳤다. 또한, 행렬 연산을 위한 GIP(General Interpretive Programme)와 블록 부동 소수점 방식을 개발하는 데 기여했다.

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파일럿 에이스
개요
Pilot ACE
Pilot ACE
개발영국 국립 물리 연구소(NPL)
출시일1950년
중앙 처리 장치 (CPU)진공관 약 800개
CPU 속도1 메가헤르츠
메모리128 워드 (32비트); 이후 352 워드로 확장
RAM 유형수은 지연 회선 메모리
추가 정보
관련자동 컴퓨팅 엔진
후속 기종DEUCE

2. 역사

파일럿 에이스는 앨런 튜링의 ACE 설계를 기반으로 만들어졌지만, 완전한 ACE 구현에 앞서 축소된 버전으로 제작되었다.[4][5] 튜링이 NPL을 떠난 후, 제임스 H. 윌킨슨이 프로젝트를 이끌었고, 도널드 데이비스, 해리 허스키, 마이크 우드거 등이 설계에 참여했다.[4][5] 1950년 5월 10일, 파일럿 에이스는 첫 번째 프로그램을 실행하는 데 성공했고,[6][7] 1950년 11월, 언론에 공식적으로 공개되었다.[8][9]

파일럿 에이스는 원래 프로토타입으로 제작되었으나, 당시 컴퓨터 장비 부족으로 인해 주력 계산기로 활용되었다. 1951년 말부터 본격적인 운영을 시작하여 수년간 사용되었다. 파일럿 에이스는 과학적 계산에 필요한 부동 소수점 연산을 수행할 수 있었는데, 처음에는 고정 소수점 연산을 사용했지만 숫자가 빠르게 범위를 벗어났기 때문에 부동 소수점 연산을 사용하도록 소프트웨어를 수정했다.[11] 제임스 윌킨슨은 부동 소수점 계산의 반올림 오차에 대한 책을 저술하여 많은 판매 부수를 올렸다.[11]

파일럿 에이스는 약 800개의 진공관을 사용했다. 주 기억 장치는 원래 128단어(각 단어 32비트)였으며 나중에 352단어로 확장된 수은 지연선 메모리로 구성되었다. 1954년에는 4096단어의 드럼 메모리가 추가되었다. 기본 클럭 속도는 1 메가헤르츠로, 초기 영국 컴퓨터 중 가장 빨랐다. 명령 실행 시간은 메모리 내 위치에 따라 크게 달라졌는데, 덧셈은 64 ~ 1024 마이크로초가 걸릴 수 있었다.

이 기계는 매우 성공적이어서, 잉글리시 일렉트릭(English Electric) 회사에서 DEUCE라는 상업용 버전을 제작하여 판매했다.

파일럿 에이스는 1955년 5월에 가동이 중단되었고, 과학 박물관에 기증되어 현재 그곳에 보관되어 있다.[12]

2. 1. 개발 배경

2. 2. 기술적 특징

2. 3. 상용화

3. 소프트웨어

1954년 자기 드럼 메모리가 설치되면서 행렬 연산을 위한 제어 프로그램 개발이 가능해졌다. 브리티시 에어크래프트 코퍼레이션의 J. M. 한의 권고에 따라,[13][14][27][28][29] 브라이언 W. 먼데이는 "브릭(bricks)"이라고 불리는 프로그램 모음을 실행하기 위해 간단한 부호어만 필요로 하는 일반 해석 프로그램(General Interpretive Programme, GIP)을 개발했다. 각 브릭은 연립 방정식 풀기, 행렬 반전, 행렬 곱셈과 같은 단일 작업을 수행할 수 있었다. GIP가 독특했던 점은 행렬의 경계를 지정하지 않는 간단한 코드워드였다. 경계는 드럼의 행렬에서 가져왔으며, 여기서 경계는 저장된 두 번째 및 세 번째 요소였다. 행렬이 천공 카드에 펀칭되었을 때, 경계는 처음 두 요소로 주어졌으므로, 일단 프로그램이 작성되면 프로그램을 변경할 필요 없이 서로 다른 크기의 행렬로 자동 실행될 수 있었다.[16]

GIP는 1954년에 실행되었으며,[16][30] 파일럿 에이스의 후속 기종인 DEUCE용으로 다시 작성되었다. GIP와 함께 사용될 브릭은 M. Woodger가 작성했으며, 그는 배열 요소를 저장하기 위한 독특한 방식, 즉 "블록 부동 소수점"을 고안했다. 일반 부동 소수점을 사용하려면 각 요소에 대해 두 개의 단어가 필요했을 것이나, 배열의 모든 요소에 대해 단일 지수를 사용함으로써 각 요소에 대해 하나의 단어만 필요했다. 가장 큰 요소만 정규화되었고, 작은 요소는 그에 따라 조정되었다. 작은 요소와 관련된 정밀도의 손실이 있었지만, 요소들이 서로 10배 이내에 있는 경향이 있다는 것을 고려하면 크지는 않았다. 지수는 치수와 함께 행렬에 저장되었다.

파일럿 에이스의 천공 카드

3. 1. GIP (General Interpretive Programme)

1954년 자기 드럼의 설치는 행렬을 처리하는 프로그램을 실행하기 위한 제어 프로그램 개발의 길을 열었다. 브리티시 에어크래프트 코퍼레이션의 J. M. 한의 권고에 따라,[13][14][27][28][29] 브라이언 W. 먼데이는 "브릭(bricks)"이라고 불리는 프로그램 모음을 실행하기 위해 간단한 부호어만 필요로 하는 일반 해석 프로그램(General Interpretive Programme, GIP)을 개발했다. 각 브릭은 연립 방정식 풀기, 행렬 반전, 행렬 곱셈과 같은 단일 작업을 수행할 수 있었다. GIP가 독특했던 점은 행렬의 경계를 지정하지 않는 간단한 코드워드였다. 경계는 드럼의 행렬에서 가져왔으며, 여기서 경계는 저장된 두 번째 및 세 번째 요소였다. 행렬이 천공 카드에 펀칭되었을 때, 경계는 처음 두 요소로 주어졌으므로, 일단 프로그램이 작성되면 프로그램을 변경할 필요 없이 서로 다른 크기의 행렬로 자동 실행될 수 있었다.[16]

GIP는 1954년에 실행되었으며,[16][30] 파일럿 에이스의 후속 기종인 DEUCE용으로 다시 작성되었다. GIP와 함께 사용될 브릭은 M. Woodger가 작성했으며, 그는 배열 요소를 저장하기 위한 독특한 방식, 즉 "블록 부동 소수점"을 고안했다. 일반 부동 소수점을 사용하려면 각 요소에 대해 두 개의 단어가 필요했을 것이나, 배열의 모든 요소에 대해 단일 지수를 사용함으로써 각 요소에 대해 하나의 단어만 필요했다.

3. 2. 블록 부동소수점



1954년에 드럼 메모리가 추가되면서 행렬을 다루는 프로그램을 실행하기 위한 제어 프로그램을 개발할 수 있게 되었다. 브리티시 에어크래프트 코퍼레이션의[27] J. M. 한의 요청에 따라[28][29], 브라이언 W. 먼데이는 간단한 부호어만으로 "브릭"(brick)이라고 불리는 프로그램 집합을 실행할 수 있도록 General Interpretive Programme(GIP)를 개발했다.[30]

GIP에 사용된 브릭은 마이크 우저에 의해 작성되었다. 우저는 부동 소수점을 배열에 저장할 수 있도록 "블록 부동 소수점"이라는 방식을 고안했다. 블록 부동 소수점에서는 배열 내 모든 요소에 동일한 지수를 적용하여, 1 워드의 가수부만 배열에 저장하면 되도록 했다.

4. 영향 및 의의

참조

[1] 웹사이트 automatic computing engine https://www.sciencep[...] 2023-05-14
[2] 웹사이트 1950 ace paper cards https://www.sciencea[...]
[3] 서적 Turing's Legacy: A history of computing at the National Physical Laboratory 1945–1995 https://books.google[...] Science Museum, London 1997
[4] 서적 Turing's Legacy: A history of computing at the National Physical Laboratory 1945–1995 https://books.google[...] Science Museum, London 1997
[5] 학술지 Automatic Computing Engine of the National Physical Laboratory 1951
[6] 학술지 Programming the Pilot ACE: Early Programming Activity at the National Physical Laboratory IEEE 1981
[7] 서적 Computer https://archive.org/[...] Reaktion Books 2010
[8] 학술지 Automatic Computing Machinery: News – National Physical Laboratory 1951
[9] 학술지 9. The ACE Pilot Model, Teddington, England http://www.dtic.mil/[...] 1950-12
[10] 서적 History of Computing in the Twentieth Century Academic Press 1980
[11] 서적 Rounding Errors in Algebraic Processes reprinted by Dover 1994
[12] 웹사이트 The Pilot ACE computer http://collectionson[...] Science Museum (London) 2016-08-19
[13] 문서 J. M. Hahn, Letter to M. Woodger, 20 September 1954
[14] 문서 J. M. Hahn, "Some Suggestions for Matrix Routines for Electronic Digital Computers", September 1954
[15] 문서 M. Campbell-Kelly, op. cit., p. 156.
[16] 문서 M. Woodger, "The History and Present Use of Digital Computers at the National Physical Laboratory." Process Control and Automation, November 1958
[17] 서적 Turing's Legacy: A history of computing at the National Physical Laboratory 1945–1995 https://books.google[...] Science Museum, London 1997
[18] 서적 Turing's Legacy: A history of computing at the National Physical Laboratory 1945–1995 https://books.google[...] Science Museum, London 1997
[19] 학술지 Automatic Computing Engine of the National Physical Laboratory 1951
[20] 학술지 Programming the Pilot ACE: Early Programming Activity at the National Physical Laboratory IEEE 1981
[21] 서적 Computer https://archive.org/[...] Reaktion Books 2010
[22] 학술지 Automatic Computing Machinery: News – National Physical Laboratory 1951
[23] 학술지 9. The ACE Pilot Model, Teddington, England http://www.dtic.mil/[...] 1950-12
[24] 서적 History of Computing in the Twentieth Century Academic Press 1980
[25] 서적 Rounding Errors in Algebraic Processes reprinted by Dover 1994
[26] 웹사이트 The Pilot ACE computer http://collectionson[...] Science Museum (London) 2016-08-19
[27] 문서 M. Campbell-Kelly, op. cit., p. 156.
[28] 문서 J. M. Hahn, Letter to M. Woodger, 20 September 1954
[29] 문서 J. M. Hahn, "Some Suggestions for Matrix Routines for Electronic Digital Computers", September 1954
[30] 문서 M. Woodger, "The History and Present Use of Digital Computers at the National Physical Laboratory." Process Control and Automation, November 1958
[31] 서적 Turing's Legacy: A history of computing at the National Physical Laboratory 1945–1995 https://books.google[...] Science Museum, London 1997



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