Техническое описание вычислительной машины
Разработка: Лаборатория Вычислительных Систем, Берлин, 1953
I. Общие сведения
- Название системы : Оракул (нем. Orakel-Maschine )
- Цель создания : Моделирование глобальных социально-экономических процессов; поиск устойчивого баланса ресурсного распределения; минимизация фактора конфликта в международных отношениях.
- Год начала разработки : 1949
- Руководитель проекта : Д-р Эрих Вайс
- Место разработки : Исследовательская лаборатория при Институте физики им. Круппа, Берлин
II. Архитектурные особенности
2.1. Центральный процессор (CPU)
- Тип архитектуры : Принстонская модель (единое хранилище данных и инструкций)
- Тактовая частота : 50 кГц
- Скорость выполнения операций : ~500 операций/секунду
- Разрядность слова : 32 бита
- АЛУ (арифметико-логическое устройство) :Реализовано на основе диодно-резистивных матриц и релейных переключателей
Поддержка сложения, вычитания, битовых операций, сравнений - Регистры общего назначения : 8 регистров по 32 бита
2.2. Память
Тип памяти
Объём
Особенности
Оперативная (лампы)
256 слов
На триодах 6J5G, используется для временного хранения регистровых значений
Магнитный барабан
2 Кб
Ферромагнитное покрытие, скорость вращения — 3000 об/мин, время доступа — до 20 мс
Перфокарты IBM 80-колонные
Неограничено*
Ввод программы и данных через считыватель IBM Model 407
*Объём ограничен только количеством физически доступных карт.
2.3. Ввод/вывод
- Ввод :IBM 407 Accounting Machine (считыватель перфокарт)
Ручной ввод через наборный щиток (для отладки) - Вывод :Телетайп Siemens T37 (печать на бесконечной бумажной ленте)
Сигнальные лампы на передней панели для диагностики состояния регистра
III. Программирование
3.1. Язык программирования
- Формат команд : 32-битное слово6 бит — код операции
3 бита — номер регистра A
3 бита — номер регистра B
20 бит — непосредственное значение или адрес
3.2. Пример команды:
[OP] [REG_A] [REG_B] [ADDR/VAL]
ADD R1, R2, #100
3.3. Используемые алгоритмы
- Симплекс-метод Данцига – оптимизация ресурсного распределения
- Булевы уравнения – моделирование политических решений
- Методы численного интегрирования – прогноз демографии и экономического роста
IV. Программное обеспечение
- Имя программы : «Формула Мира» (Weltformel )
- Задача : Нахождение максимального значения функции «Глобальное Благополучие» при минимальном значении «Фактора Конфликта»
- Констрейнты :Угольные запасы Рурского бассейна
Зерновые урожаи в Поволжье
Демографические показатели США и СССР
Уровень промышленного производства в Европе - Проблема :
Ошибка сегмента 0xFA7 указывает на несовместимость моделей:Уравнение рыночного спроса ≠ Уравнение ресурсной жадности
Коэффициент рациональности человека (Human_Factor_Rationality_Coeff) задан как константа, но требует адаптивного поведения
V. Аппаратные компоненты
Компонент
Кол-во
Примечание
Лампы 6J5G
487
Триоды, используются в регистровой памяти и усилителях
Реле
120
Для управления потоками данных и питания
Диоды германиевые
800+
В диодных матрицах АЛУ
Магнитная головка
4
Чтение/запись с барабана
Блок питания (тиратроны)
6
Высоковольтный, управляет питанием ламп
Вентиляторы охлаждения
3
Обязательны при нагрузке выше 50% мощности
VI. Известные ошибки
Код ошибки
Описание
Возможная причина
0xFA7
Несогласованность входных данных
Противоречие между моделью рационального агента и данными о реальном поведении
0x0D3
Перегрев лампы VK-32
Избыточная нагрузка на блок питания при пиковых вычислениях
0xBEEF
Ошибка чтения перфокарты
Повреждённая карта или смещение в считывателе
0xDEAD
Отказ цепи питания
Короткое замыкание в блоке тиратронов
VII. Дальнейшие планы
- Переход на ферритовые сердечники вместо магнитного барабана
- Создание самокорректирующегося алгоритма на основе обратной связи
- Разработка интерфейса "Человек-Машина" для ввода неформализуемых параметров (страх, идеология, эмоции)
- Построение следующего поколения машины : «Оракул-2», способной учиться на своих ошибках
VIII. Заключение
Машина может вычислять. Машина может моделировать. Но чтобы изменить мир, она должна понять человека. Это наша следующая задача.
— Д-р Эрих Вайс, сентябрь 1953 г.