自動計算エンジン

自動計算エンジン( ACE ) は、アラン・チューリングが設計したイギリスの初期の電子シリアル プログラム 格納式コンピュータです。チューリングは、ブレッチリー・パークの秘密のColossusコンピュータでの経験を経て、1945 年後半にこの野心的な設計を完成させました。

ACE は製造されなかったが、小型版のPilot ACEが国立物理学研究所で構築され、1950 年に運用が開始された。ACE 設計のより大規模な実装はMOSAICコンピュータであり、1955 年に運用が開始された。ACE はBendix G-15やその他のコンピュータにもつながっている。

このプロジェクトは、国立物理学研究所 (NPL) の数学部門の責任者であるジョン・R・ウォマーズリー [2] によって管理されました。エンジンという言葉^の使用は、チャールズ・バベッジと彼の階差機関および解析機関への敬意を表しています。チューリングの技術的設計である提案された電子計算機は、 1936 年の彼の理論的研究「計算可能数について」^[3]と、コロッサス コンピュータがドイツ軍の暗号を解読することに成功したブレッチリー パークでの戦時中の経験の産物でした。1936 年の論文で、チューリングは彼のアイデアを「ユニバーサル コンピューティング マシン」と表現しましたが、現在ではユニバーサル チューリング マシンとして知られています。^[要出典]

ウォマーズリーはチューリングにNPLのACEプロジェクトへの参加を依頼した。チューリングはこれを受諾し、1945年10月1日に作業を開始し、年末までに「提案された電子計算機」の概要を完成させた。これは、プログラム内蔵型コンピュータとしては初めて適度に完成した設計であり、最終的な動作するマシンよりはるかに大規模であったことを除けば、ほとんどの重要な点で最終的な実現を先取りしていた。^[4]しかし、ブレッチリー・パークでの研究は厳格かつ長期にわたる秘密主義であったため、（国家機密法により）自分のアイデアが電子機器に実装できることを知っていると説明することは禁じられていた。^[5]チューリングの理論的研究を知っていたジョン・フォン・ノイマンがEDVACに関する報告書の第一草稿（1945年6月30日）で提示した、より有名なEDVACの設計は、その不完全な性質と、アイデアの一部の出典が明らかにされていないという疑問があったにもかかわらず、大いに宣伝された。

ACEに関するチューリングの報告書は1945年後半に書かれ、詳細な論理回路図と11,200ポンドのコスト見積もりが含まれていた。^[6]彼はメモリの速度とサイズが極めて重要だと感じ、今日で言う25キロバイトの高速メモリを1MHzの速度でアクセスすることを提案した 。彼 は、必要な目的のためには「ほとんどのバルブやリレーの作業で普及している標準と比較してメモリが非常に大きい必要があり、[そのため]より経済的なストレージ形式を探す必要がある」と述べ、メモリは「計算機の設計における主な制限であるように思われる。つまり、ストレージの問題が解決できれば、残りはすべて比較的簡単である」と述べた。^[7] ACEはサブルーチン呼び出しを実装したが^[8]、 EDVACは実装しなかった。また、ACEとEDVACを区別するもう1つの点は、初期のプログラミング言語であるAbbreviated Computer Instructions ^[5]を使用していることであった。当初は、コロッサス コンピュータの構築を担当していた北ロンドンのドリス ヒルにある郵便局研究ステーションのエンジニア、トミー フラワーズがACE を構築する予定でしたが、戦時中の功績に関する秘密と戦後の仕事のプレッシャーのため、これは不可能でした。^[要出典]

チューリングの同僚であるNPLの研究者たちは、Colossusについて知らず、完全なACEを構築するというエンジニアリング作業は野心的すぎると考えたため、構築された最初のバージョンのACEは、チューリングのオリジナル設計の小型版であるPilot Model ACEだった。チューリングの助手であるジム・ウィルキンソンはACEの論理設計に取り組み、チューリングが1947年にケンブリッジに去った後、ウィルキンソンがACEグループのリーダーに任命された。^[9] Pilot ACEには1,000個未満の熱電子バルブ（真空管）があり、 ENIACには約18,000個あった。^[10] Pilot ACEは主記憶に水銀遅延線を使用していた。12本の遅延線はそれぞれ5フィート（1.5メートル）の長さで、32の命令または32ビットのデータワードを伝播した。これは1950年5月10日に最初のプログラムを実行し、当時世界最速のコンピュータであった。各遅延線のスループットは1Mbit/sであった。^[11]

パイロットACEの最初の生産型であるイングリッシュ・エレクトリック・デュースは1955年に納入され、31台が販売された。^[12]

ACE 設計の 2 番目の実装は MOSAIC (Ministry of Supply Automatic Integrator and Computer) でした。これは、Tommy Flowersとともに10 台の Colossus コンピュータの構築に携わった Dollis Hill のAllen Coombsと William Chandler によって構築されました。これは、後にTelecommunications Research Establishment (TRE) と合併してRoyal Radar Establishment (RRE)となった、Malvern のRadar Research and Development Establishment (RRDE) に設置されました。1952 年後半または 1953 年初頭に最初の試験プログラムが実行され、1955 年初頭に運用が開始されました。MOSAIC には 6,480 個の電子バルブが含まれ、約 75% の可用性がありました。4 つの部屋を占め、初期の英国コンピュータの中で最大のものでした。これは、レーダー データから航空機の軌道を計算するために使用されました。1960 年代初頭まで運用が続きました。^{[5] [13] [14]}

ACEの設計原理は、ベンディックス社のG-15コンピュータに採用された。^{[15] : 279}エンジニアリング設計者は、 1947年にNPLのACE部門に勤務していたハリー・ハスキーであった。彼は後にEDVACのハードウェア設計に貢献した。最初のG-15は1954年に稼働し^[要出典]、比較的小型のシングルユーザーマシンであったため、世界初のパーソナルコンピュータと考える者もいる。^[16]

ACEの他の派生機種としては、EMI Electronic Business MachineやPackard Bell Corporation PB 250などがある。^[17]

• Carpenter, BE; Doran, RW (1977)、「もう一つのチューリングマシン」、The Computer Journal、20 (3): 269– 279、doi : 10.1093/comjnl/20.3.269、2012年6月3日時点のオリジナルよりアーカイブ
• カーペンター、BE; ドラン、RW (1986)、AM チューリングの ACE レポート 1946 およびその他の論文、ケンブリッジ: MIT プレス
• Copeland, BJ編 (2005)、Alan Turing's Automatic Computing Engine、オックスフォード：オックスフォード大学出版局、ISBN 0-19-856593-3
• コープランド、ジャック(2006)、「コロッサスと現代コンピュータの台頭」、コープランド、B. ジャック (編)、コロッサス: ブレッチリー パークの暗号解読コンピュータの秘密、オックスフォード: オックスフォード大学出版局、pp.  108– 110、ISBN 978-0-19-284055-4
• コープランド、B. ジャック (2012)。アラン・チューリングの電子頭脳: 世界最速のコンピュータ ACE 構築への苦闘。OUP オックスフォード。ISBN 9780199609154。
• ラヴィントン、サイモン H. (1980)、初期のイギリスのコンピューター: ビンテージ コンピューターとそれを作った人々の物語、マンチェスター大学出版局
• Wilkinson, JH (1980)、「国立物理学研究所でのチューリングの仕事とパイロット ACE、DEUCE、ACE の構築」、メトロポリス、ニコラス、ハウレット、J.、ロータ、G.-C. (編)、20 世紀のコンピューティングの歴史、ニューヨーク: アカデミック プレス
• イェーツ、デイビッド・M（1997）、チューリングの遺産：国立物理学研究所におけるコンピューティングの歴史、1945-1995、ロンドン：サイエンスミュージアム

• ミネソタ大学チャールズ・バベッジ研究所のドナルド・W・デイヴィス氏への口述歴史インタビュー。デイヴィス氏は、1947 年のアラン・チューリングの設計作業から 2 台の ACE コンピュータの開発まで、英国国立物理学研究所でのコンピュータ プロジェクトについて説明します。デイヴィス氏は、はるかに大型の 2 台目の ACE と、おそらく英国初の商業生産コンピュータであるDEUCE の製造をイングリッシュ エレクトリックカンパニーと契約するという決定について説明します。
• NPLの歴史​​における出来事 — ACEコンピュータ