エリオット 803

エリオット803は、 1960年代にイギリスのエリオット・ブラザーズ社によって製造された小型中速トランジスタデジタルコンピュータである。約211台が製造された。 ^[1]

800 シリーズは、1957 年に製造された 1 回限りのテスト機である 801 から始まりました。802 は量産モデルでしたが、1958 年から 1961 年の間に 7 台しか販売されませんでした。短命だった 803A は 1959 年に製造され、1960 年に初めて納品されました。803B は 1960 年に製造され、1961 年に初めて納品されました。

1960年には200台以上のエリオット803コンピュータが顧客に納品され、1台あたりの価格は約29,000ポンド^[2]（2023年には約843,000ポンドに相当^[3]）でした。販売されたほとんどの機種は、内部的に並列パスが多く、メモリが大きく、ハードウェア浮動小数点演算に対応した803Bバージョンでした。

1 つのモデルは、イギリス王立砲兵隊による榴弾砲発射データの作成試験で、アメリカ野戦砲兵デジタル自動通信装置 FADAC の複製とインターフェースするために使用されました。試験が成功した後、陸軍はゼネラル エレクトリック カンパニー GEC に、王立砲兵隊用の野戦砲兵コンピュータ システム フェイスの作成を依頼しました。

Elliott 803 は、世界初のプロセスまたは産業用制御システムである ISI-609 で使用されたコンピュータであり、803 はデータ ロガーでした。この目的で、米国初の二重目的原子炉であるN 原子炉で使用されました。

英国の多くの大学がエリオット803を導入していた。^[4]

その後、エリオットは、はるかに高速でソフトウェア互換性のあるエリオット 503 を開発しました (1963 年) 。

完全なエリオット803コンピュータが2台現存している。1台はロンドンの科学博物館が所有しているが、一般公開されていない。2台目はブレッチリー・パークの国立コンピュータ博物館（TNMoC）が所有しており、完全に機能しており、同博物館の訪問者が定期的に動作しているのを見ることができる。^{[5] [6]}

803はトランジスタ化されたビットシリアルマシンである。803Bは内部により多くの並列パスを持っている。4096または8192ワードの40ビットのフェライト磁気コアメモリを使用し、39ビットのデータとパリティで構成される。^[7]中央処理装置（CPU）は、高さ、幅、奥行きが56 x 66 x 16インチ（142 x 168 x 41 cm）の1つのキャビネットに収められている。回路はプリント基板に基づいており、回路はかなり単純で、ほとんどの信号は有線で伝送される。約半分のサイズの2番目のキャビネットが電源用に使用され、これは珍しいことに充電器付きの大型ニッケルカドミウム電池に基づいており、初期の無停電電源装置である。3番目のキャビネット（電源キャビネットと同じサイズ）は、8192ワードストアを備えたマシンの追加作業用ストアを保持する。オペレータ制御コンソール、クリード テレプリンタ、および入出力用の高速紙穿孔テープリーダーと穿孔機があり、ボードットではなく5トラックのエリオットテレコードを使用しています。テープは毎秒500文字で読み取られ、毎秒100文字で穿孔されます。長さ約60インチのオペレータコンソールでは、アドレスとデータを操作するための低レベルの命令を手動で入力でき、マシンを開始、停止、およびステップ実行できます。オペレータが計算の状態を判断できるようにする拡声器（命令レジスタの最上位ビットによってパルス化される）があります。このシステムには空調が必要で、最小構成で約3.5kWの電力を消費します。最小の設置重量は約1,800ポンド（820kg）でした。^[8]

オプションの大容量ストレージは、酸化鉄でコーティングされた標準 35 mmフィルム ストック( Kodak製)をベースにした珍しい磁気テープシステムで利用できます。当時、これは映画業界でサウンド トラックの録音に使用されていました。ボアハムウッドにある Elliott の工場は Elstree 映画スタジオの近くにあったため、35 mm スプロケット メディアが使用されていました。1000 フィートのリールには、1 ブロックあたり 64 ワードのブロックが 4096 個 (4096 x 64 x 39 = 10,223,616 ビット、つまり約 1.3 メガバイトに相当) 保存されていました。

もう 1 つの珍しい特徴は、磁気コアをメモリだけでなくロジック ゲートとしても使用していることです。これらのロジック コアには、1、2、または 3 つの入力巻線、トリガー (読み取り) 巻線、および出力巻線があります。極性に応じて、入力巻線の電流パルスはコアを磁化するか、互いに打ち消します。コアの磁化状態は、ブール論理関数の結果を示します。アルファとベータと呼ばれる2 つのクロック位相は、交互のコアをトリガー (ゼロにリセット) するために使用されます。1 から 0 への変化は、出力巻線にパルスを生成します。アルファ トリガー パルスを受信するコア (アルファ コア) には、ベータ位相でトリガーされるゲートからの入力が供給されます (ベータ コア)。当時はトランジスタが高価で、各ロジック ゲートは出力巻線パルスを増幅するために 1 つだけ必要でしたが、1 つのトランジスタが少数 (通常は 3 つ) の他のコアの入力を駆動します。3 つ以上の入力を駆動する場合は、各コアで最大 2 つのトランジスタを駆動できます。

命令とデータは、 2 の補数演算による 39 ビットのワード長と 2 進数表現に基づいています。命令セットは、単一のアドレスと単一のアキュムレータ レジスタで動作し、倍長整数の乗算と除算用の補助レジスタが追加されています。単長除算と平方根命令はプロセス制御アプリケーション向けの 803 でのみ有効になっていると考えられていますが、現在動作している 803B の 1 つでもこれらの命令が有効になっていることが判明しています。これは、ソフトウェア ハウスがリアルタイムおよびプロセス制御アプリケーションを開発するために使用していたためと考えられます。命令は、6 ビットの機能フィールド (通常は8 進数で表されます) と 13 ビットのアドレスで構成されます。これにより、8 つの命令の 8 つのグループとして編成された 64 の命令が提供されます。13 ビットのメモリ アドレス フィールドは、8192 ワードのアドレス指定可能な範囲を提供します。これらの 19 ビット命令は 2 つずつ 1 ワードにパックされ、その間に 39 番目のビットが追加され、いわゆる B ラインまたは B 桁になります (この用語はFerranti Mark 1コンピュータから受け継がれており、A ラインはアキュムレータを表し、B ラインは命令修飾子を表し、両方ともウィリアムズ チューブに格納されていました)。B 桁を設定すると、実行時に最初の命令のメモリ アドレスの内容を 2 番目の命令に追加する効果があり、インデックス作成、間接アドレス指定、およびその他の実行時の命令変更が可能になります。ビット時間は 6 マイクロ秒で、ジャンプは 288 マイクロ秒で実行され、単純な算術命令は 576 マイクロ秒で実行されます。浮動小数点演算には数ミリ秒かかります。IO は直接です。割り込みは標準の周辺機器では使用されておらず、プログラミング ガイドにも記載されていません。

以下の説明では、A と N はアキュムレータとリテラル アドレスを表し、a と n はアキュムレータの (初期) 内容とアドレス指定されたストア位置を表し、a' と n' は結果の内容を表します。

これらは、オペランドと結果の宛先の 4 つの異なる組み合わせを持つ固定小数点演算です。

グループ 4 は条件付きジャンプと無条件ジャンプです。関数 40 ～ 43 はペアの最初の命令にジャンプし、関数 44 ～ 47 は 2 番目の命令にジャンプします。

グループ 5 は、乗算、除算、シフト命令です。これらの命令の一部は、38 ビットの補助レジスタ (AR - 内容は ar で示されます) を使用します。これは、最下位のアキュムレータの拡張と考えることができます。乗算と除算では、a/ar を -1 から +1 より 1 ビット少ない最下位ビットまでの符号付き小数と見なします。803 ハンドブックには「グループ 5 のすべての奇数関数は AR をクリアする」と記載されていますが、関数 57 はそれをクリアしません。

グループ 6 は浮動小数点命令です (浮動小数点ユニットがインストールされている場合)。

浮動小数点数は、39 ビットのワードまたはアキュムレータで次のように表されます (最上位から最下位の順):

• 30 ビットの 2 の補数符号付き仮数 a の範囲は ½ ≤ a < 1 または -1 ≤ a < -½
• 0 ≤ (b+256) ≤ 511 の正の整数として表される 9 ビットの符号付き指数 b。

ゼロは常に 39 ビットすべてがゼロで表されます。

ゼロのテストと負のジャンプ命令のテストは浮動小数点に対して同様に有効であることに注意してください。

これらの命令はすべて補助レジスタをクリアします。

グループ 7 は、サブルーチンのリンクに使用される 73 を除いて、入出力です。グループ 7 の機能については、「Our Computer Heritage」リンクにさらに詳しい説明があります。

デジタルプロッタ制御:

アドレス N のサブルーチンへのエントリは、通常、次のシーケンスによって実行されます。

73 リンク : 40 N

戻りアドレスはリンク位置（通常はサブルーチンの開始前の位置（例：N-1））に格納されています。

次のシーケンスを使用して戻ります。

00 リンク / 40 1

例として、以下は初期命令です。これは 0 ～ 3 の位置にハードワイヤードされており、紙テープからメモリにバイナリ コードをロードするために使用されます。803 規則に従って、各行に 2 つの命令が記述され、1 つのワードの内容を表します。命令間のコロンまたはスラッシュは、それぞれ B の数字の 0 または 1 を表します。

0: 26 4 : 06 0 場所4をクリア; Aをクリア
 1: 22 4 / 16 3 loc 4をインクリメントし、loc'nにAを格納(3 + loc'n 4の内容)し、Aをクリアする
 2: 55 5 : 71 0 Aを5回左シフトし、テープを読み取り、Aに「または」を書き込みます
 3: 43 1 : 40 2 演算オーバーフローの場合は位置1へジャンプ、位置2へジャンプ

この非常に単純なプログラムには、注意すべき点がいくつかあります。

• カウントはありません。内部ループ (位置 2 と 3) は、オーバーフローが発生するまで 5 ビット文字をアキュムレータにパックします。したがって、39 ビット ワードは 8 つの 5 ビット文字で構成されます。最初の文字の最上位ビットは破棄されますが、算術オーバーフロー (符号ビットの変更) を引き起こすために、1 である必要があります (次のビットが 1 でない場合)。
• 最初に読み取られたワードは位置 4 に格納され、これが後続のワードが格納されるアドレスとして使用されます。
• ゼロはオーバーフローを起こさずに無制限に左にシフトできるため、先頭と末尾の空白テープは無視されます。
• 外側のループ (内側のループと位置 1) を終了するための規定はありません。テープは手動で停止するか、リーダーからテープがなくなるまで待つことができます (空のトレーラーは無視されるため)。より一般的には、初期命令は、より洗練されたセカンダリ ブートストラップ (T23) をストアの先頭に読み込むために使用されます。最後のストア位置 (8191) に書き込んだ後、アドレスは 0 にラップ ラウンドできます。位置 0 ～ 3 に 0 を書き込むと効果はなく (これらの位置の内容はコア ストアから読み取られるのではなく、ロジック ゲートによって作成されるため)、次に特別な値が位置 4 に書き込まれます。この値は、機能コード ビットに 22、アドレス ビットにセカンダリ ブートストラップ エントリ ポイントから 3 を引いた値です。つまり、B 桁には、位置 1 の 16 (ストア) 命令を 40 (ジャンプ) 命令 (8 進数では 16 + 22 = 40) に変換し、アドレス ビットに 3 を追加する効果があります。最終結果は、セカンダリ ブートストラップのエントリ ポイントへのジャンプです。

(カウンタ値 8192、8193 などにより、位置 1 の B 修正後半が a 16 命令から a 17 命令に変更され、内部ループの要求に応じて a がクリアされるのではなく、n - a に設定されるので、ラップアラウンドされた位置 0 ～ 3 のデータ値はゼロでなければなりません。)

803 にはあまり知られていない割り込み機能があります。プログラミング ガイドには記載されておらず、標準周辺機器のいずれにも使用されていませんが、割り込みロジックの動作は 803 ハードウェア ハンドブックに記載されており、ロジックは 803 メンテナンス図 (図 1:LB7 Gb) に示されています。割り込みは、ARCH リアルタイム プロセス制御システムの一部として提供されるカスタム インターフェイスと組み合わせて使用​​されることがほとんどです。入力データが利用できない場合、または出力デバイスが前の操作を完了していない場合は、すべての入出力命令によって 803 が「ビジー」になるため、割り込みは不要であり、標準周辺機器の駆動には使用されません。

コンピュータへの割り込み入力を発生させると、次のように実行が中断されます。マシンが適切な状態になるとすぐに (特に、"ビジー" ではなく、フェッチ/実行サイクルの特定の状態にある場合のみ)、次の命令ペアがストア位置 5 からフェッチされます。シーケンス制御レジスタ (SCR) は変更されません。位置 5 には、標準のサブルーチン エントリ命令ペア (73 LINK : 40 N - 上記を参照) が含まれていることが想定されており、割り込み前の実行アドレス (まだ SCR 内) を後で返すために保存できます。割り込みを発生させる外部機器は、最初の割り込みが適切な入出力命令によって確認されるまで、別の割り込みを発生させないようにします。これにより、割り込みがネストされるのを防ぎます。Algol コンパイラは位置 5 を予約済み位置とは見なしませんが、これは、割り込みが主流の機能と見なされることは決してないというよりも、プロセス制御アプリケーションに対する Algol の不適性に関係している可能性があります。

上記のサンプル プログラムとして説明されている初期命令は、実質的にはプライマリ ブートローダであり、通常はすべてのプログラム テープの先頭に付加されているT23と呼ばれるセカンダリ ブートローダを読み取るために使用されます。T23 を使用すると、ロードされたコードの合計チェックなど、より柔軟なプログラム ロード機能を使用できます。

マシン コード プログラムは、上記のサンプル プログラムで例示されている 8 進数/10 進数表現で記述され、変換入力ルーチンと呼ばれる基本的なアセンブラによってロードされます。このルーチンにはシンボリック アドレス指定機能はありませんが、ソースをブロックに分割して、開発中の前のブロックの拡張または縮小を可能にするために手動で再配置することができます。また、単純なプログラミング タスク用のAutocodeもあり、マシン コードの知識を必要とせずにプログラムをより速く開発できます。このルーチンには数式変換機能がなく、すべての計算を、右側に 1 つの演算子のみを含む一連の割り当てに減らす必要があります。

8192ワードのメモリを持つ803Bは、Algol60言語の主要なサブセットであるElliott ALGOLコンパイラ^{[9]を実行でき、複数のALGOLプログラムを連続してロードして実行できます。これは、1960年8月にElliottsにプログラマーとして雇用された}Tony Hoareによって主に書かれました。Hoareは、1980年のACM（米国計算機協会）チューリング賞の講演で、Elliottsでの経験の一部を語っています。

国立コンピューティング博物館の 803B は現在、このコンパイラを再び実行できるほど正常に動作しています。簡単なプログラムをコンパイルして実行する短いビデオが YouTube にあります。

803 は、NCR が商用目的で販売したときに NCR-Elliott 803 というブランド名で販売されました。当時、Elliott Automation はボアハムウッドで NCR 315 の製造/組み立ても行っていました。

エリオット 803（後にエリオット 4100）は、NCR-エリオットの合弁会社「コンピュータ ワークショップ」のコンピュータ ビューローで使用されました。このビューローのユニークな特徴は、顧客に独自のプログラムを書く方法を教える 3 日間のコースを実施し、それらのプログラムが使用可能なプログラムのライブラリに寄贈されることが多かったことです。顧客はボアハムウッド（後にグリーンフォード）に来て、自分でコンピュータを操作しました。これはパーソナル コンピューティングの初期の例です。1 時間あたりの料金は、午前 9 時から午後 5 時までが 8 ポンド（2023 年の 233 ポンドに相当）、午後 5 時から深夜までが 6 ポンド（2023 年の 175 ポンドに相当）、深夜から午前 9 時までが 4 ポンド（2023 年の 116 ポンドに相当）でした。^[3]

最も人気のあるアプリケーションは、土木工学と建築分野での構造解析、切盛、測量修正、数量明細書などです。

803人のユーザーのうち、以下の人が該当しました。^[2]

• オーストラリアのメルボルンにあるRMIT 大学は、1966 年に学生向けに Elliott 803 コンピュータを導入しました。
• 英国ラフバラーのBrush Electrical Machines 社は、電力変圧器とモーターの設計計算に 803 を使用しました。
• GPO は、Dollis Hill Research Labsで電子機器の設計と電話ネットワークのシミュレーションに 803 を使用していました。
• GPO は、グーンヒリー ダウンズの 衛星地球局で 803 を使用して、衛星の通過を計算し、テープにパンチングしてアンテナを操作していました。
• 英国レスターにある Corah Knitware 社では、電話注文処理と生産計画に 803 を 1 組使用していました。
• 英国ウェストヨークシャーのソーンバーファームは、鶏の飼育のための卵生産データを処理するために803を使用しました。^[10]
• 英国ジャガイモマーケティング委員会は、1964年頃、登録農家65,000人の記録と口座から統計とレポートを作成するために803を使用していました^[11]
• ロンドンの株式仲買人であるVickers, da Costa は、1961 年から 1966 年まで取引処理と給与計算に 803B を使用していましたが、その後 National Elliot 4300 に置き換えられました。
• 1968 年、 RAF ロッキングのRAF第 1 無線学校では、最初の RAF コンピュータ技術者見習いを訓練するために 803 を使用しました。
• ロンドン大学ドルリーレーン校のキングス・カレッジにある医学研究評議会の生物物理学研究ユニットは、DNAの構造を検証するための詳細な計算やRNAの配列決定の初期の試みに803を使用しました。^[12]
• ユナイテッド スチール (後のブリティッシュ スチール)のロザラムにあるスウィンデン ハウス研究所は 1963 年に 803 を受領しました。この装置は、鉄鋼製造におけるさまざまなプロセスのシミュレーションに部分的に使用されました。
• バタシー先端技術大学では、学生のトレーニングに 803 を使用しました。
• レッドヒルの Mullard Research Laboratories では 803 を使用していました。
• ポルトガルの銀行であるBanco Pinto de Magalhães (pt)は、1961年後半頃にポルトガルで初めて導入されたコンピュータ803-Bを受領しました。このコンピュータは、当座預金口座の登録と管理に部分的に使用されました。^[13]
• パイストック・ファーンバラの国立ガスタービン研究所では、1962 年に納入された 803B を使用して、航空機の性能と設計の計算、および空力データの処理を行っていました。
• スウィンドンの自動車販売業者である Brown Brothers Ltd は、在庫管理に使用するために、Dorcan Estate の本社ビルに Elliott 803B を設置しました。これは後にスウィンドン技術大学に寄贈されました。
• エリオット オートメーションはケントのロチェスター空港に施設を持ち、そこで 803 を運行していました。
• イギリスのロンドン、ホワイトチャペルにあるロンドン病院は1964年に803を導入した。これはイギリスの病院で使用された最初のコンピュータであった。^[14]

多数のコンピュータが海外に出荷された。[ ^2]

• 1959 年 EI Du Pont de Nemours Inc.、米国テキサス州ビューモント
• 1960 ノーザンイリノイガスコーポレーション、ベルウッド、米国
• 1961年 ポルトガル、ポルトのピント・デ・マガリャイス銀行
• 1961年フィンランドのヘルシンキ工科大学
• 1961年 インドのヒンドゥスタン・エアクラフト社
• 1961 ポーランド、ワルシャワの電気技術研究所
• 1961年 コッホ＆マッツキン、ハノーバー、ドイツ連邦共和国
• 1962年 フェニックス・ベルジュ保険会社、ベルギーのアントワープ
• 1962年 チェコスロバキアのエネルゴティッキー・ディスペンシンク
• 1962年 ハンガリー重工業省
• 1962年ポーランドのヴロツワフ大学
• 1963年 ソ連、モスクワのソヴナルホゼス
• 1963 オーストラリアのCSIRO化学研究所
• 1963 モンサント・リサーチSA、スイス・チューリッヒ
• 1964年 ユーゴスラビアのメタルルスキー研究所
• 1964年 オランダのOptische Industrie
• 1966年フィンランドのタンペレ大学。

中古の 803 が数多く英国の学校に導入されました。

• バンバリー スクールには 2 台の Elliott 803B があり、1 台は 4096 メモリとテープ、もう 1 台は 8192 メモリでした。これらは Elliott Autocode を主要言語として教えるために使用されましたが、ALGOL コンパイラも搭載されていました。また、CESILコーディング (学校でのコンピュータ教育の指導言語) にも使用されました。これらのマシンが最後に稼働したのは 1980 年で、教室の 7 台の Apple 2e マシンに置き換えられました。学校はスペアとしてラフバラー大学からこのマシンも購入しました。
• フェルステッド校にはかつてエリオット803が2台あったが、現在はコントロールコンソールのみが残っており、学校の現在のITルームの1つの隅に掛けられており、その部屋が「エリオット」と名付けられた理由を思い出させている^[15]。
• ヘイドン スクールには、 1980 年代初頭まで、コアが 8192 ワードの Elliot 803B が 2 台ありましたが、1 台はスペアパーツとして使われていました。そのうちの 1 台は、近くのブルネル大学から持ってきたものです。周辺機器には、フィルム ハンドラー 2 台、光学式リーダー 2 台、パンチ 2 台、出力用のテレプリンター 1 台、ハードウェア平方根ユニット 1 台、ドラム プロッター 1 台がありました。Algol、Autoode、BASIC の実行に使用され、Fortran コンパイラも使用できました。1970 年代初頭に物理学部の管理下で導入されました。当時はまだ、男子校のセント ニコラス グラマー スクールでした。
• ミル ヒル スクールには1970 年代に 8192 メモリを搭載した Elliott 803 がありました。5 トラックの紙テープ リーダーとプリンターはありましたが、他の I/O デバイスはありませんでした。学校には Elliott 803 オートコードと Algol コンパイラがありました。
• ラフバラー・グラマー・スクールには、前述のブラッシュ・エレクトリカル・マシーンズ社から機械が贈られました。^[16]
• ハイベリー工科大学には、 1970 年代初頭に学生用に Elliott 803B がありました。
• スウィンドン工科大学（1895年創立、2006年閉校）は、1970年代初頭にブラウン・ブラザーズ社（上記参照）から寄贈されたエリオット803Bを所有しており、コモンウィール・グラマー・スクールを含む地元の学校で授業に使用されていました。
• ワンステッド高校の保護者は、オールドエーカーズ コンピューター社から学校用にエリオット 803B を購入しました。これは 1973 年秋に設置され、8192 メモリ、5 トラックの紙テープ パンチとテープ リーダー、および 4 つのフィルム ハンドラーを備えていました。

• トランジスタコンピュータの一覧

• エイドリアン・ジョンストン『若者のためのガイド...エリオット803B 』復活（コンピュータ保存協会紀要）1（1991年春）[1]
• トニー・ホーア、「皇帝の古着」、Communications of the ACM 24（1981 年 2 月）
• エリオット ブラザーズ (ロンドン) Ltd.、科学計算部門、『803 電子デジタル コンピュータのプログラミング ガイド』 (1962 年 6 月)
• パテニュースリール、科学と卵、[2]
• 学校イントラネットの実践的応用 [3]
• 私が最初にプログラミングしたコンピュータ[4]
• Savard, John JG (2018) [2005]. 「コンピュータ算術」. quadibloc . 16進法の黎明期. 2018年7月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年7月16日閲覧。(注: Elliott 803 文字セットに関する情報があります。)

ウィキメディア・コモンズには、エリオット 803に関連するメディアがあります。

• コンピュータ遺産に関するパイロット調査
• 初期指示の説明
• Elliott 803 エミュレーター (ダウンロード不要)
• ラビントン、サイモン (2011)。「付録 4 – Elliott 800 シリーズおよび 503 コンピュータの技術詳細」(PDF) 。動く標的 – Elliott-Automation と英国におけるコンピュータ時代の幕開け、1947 年 – 1967 年。コンピューティングの歴史。Springer。pp. 555–568。doi : 10.1007 /978-1-84882-933-6。ISBN 978-1-84882-932-9。
• 写真: 「The Elliott 803 Page」。2008 年 6 月 10 日。2008 年 6 月 10 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
• 国立コンピューティング博物館のビデオ
• Elliott 803 オートコードの紹介