延遲存儲電子自動計算器

電子延延存儲自動計算器（英文：Electronic Delay Storage Auto-matic Calculator、EDSAC）是英國彼種早期計算機。一九四六年，英國劍橋大學數學實驗室的莫里斯・威爾克斯教授佮伊的團隊受馮・嗎他曼的 _ First Draft of a Report on the EDVAC _ 的啟發，以 EDVAC 為藍本，設計佮建造 EDSAC，一九四九年五月初六正式運行，是世界上第一台實際運行的存儲程序式電子計算機。

項目的投資方是英國的 J . Lyons & Co . Ltd .，該公司尾仔推出是 EDSAC 設計的頭一代商業應用電子計算機LEO I。

物理組件

EDSAC 使用差不多三千个真空管，排佇咧十二个櫃架仔頂懸，占地五 × 四米，功率銷孝十二 Kw。

存儲器

使用水銀延遲線作存儲器，分布佇咧三十二个槽內底，逐个槽五英尺長，內底包含三十二个內存位置，把一千空二十四位。

建造的時陣干焦實現一半，五百十二字，第二組佇一九五二年添加 . 一九五二年增加一磁帶存儲，但實際使用中袂當良好做工課。

輸入輸出

輸入採用五路的穿空紙帶，使用電子紙紮讀入機，速度為每秒 $ 六 { \ frac { 二 } { 三 } } $ 字符，一九四九年十月改進為每秒十六字符，一九五空年使用光電閱讀器，有到五十字符每秒。

輸出使用電傳拍字機，速度 $ 六 { \ frac { 二 } { 三 } } $ 字符每秒，一九五一年添加一个十六字符每秒的紙帶拍空機另外，EDSAC 會當外接陰極射線管（CRT），會當用來觀察暫存的值。

體系結構

EDSAC 原始的設計是因為 EDVAC，概念上是一台十分簡單的機器，這是伊的一个良足特徵的，佮一千九百六十-一九七空年代的 RISC 體系欲仝欲仝。

包含五部份：運算器（ALU）、控制器、存儲器、輸入和輸出。運算器佮控制器這馬一般合稱 CPU。

工課佇五百 kHz，平均每秒運行六百五十指令

內存

把一千空二十四字（word），每字十八个（bit）。但一般攏用十七 bit，第一啦 bit 因為電路的建立時間（set-up time）袂當用啦。

囥指令的時陣，包含如下結構：

五 bit 的指令代碼，十一 bit 內存地址（因為 EDSAC 內存只有一千空二十四，所以實際有一 bit 保留），下跤一 bit 佇某一寡指令中，用佇指示操作子是單字抑雙字（word）。

寄囥數據的時陣，EDSAC 採用二進位補碼，會使表示正負整數佮正負真分數。單字十七 bit，其中第一个 bit 用佇符號位；雙字三十五 bit，現此時，第二个字會當用滿十八 bit。

如下圖所示：

隱含的小數點佇上低有效位上

隱含的小數點佇符號位後壁。

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暫存器

EDSAC 的處理器包含講五个基本暫存器：

指令地址暫存器
順序存儲器
被乘數暫存器
乘數暫存器
累加器

EDSAC 佮仝時代的計算機攏無變址暫存器。

指令集

平均逐條指令運行時間一石五 ms，乘法四配五 ms，軟體除法大約需要兩百 ms。

完整的指令集會當佇遮的 p 四十一揣著。

轉移指令

轉移指令干焦 E-和 G-（分別表示忝加器的符號為零和一時轉移），抑無無條件轉移。所以無條件轉移就需要使用兩條指令；仝款的原因，予得判斷兩个數相等需要八條指令。一九五二年，指令集添加無條件轉移，但是程序和子程序庫需要重寫。

算講術指令

加法指令共存囥的數據揤整數處理。乘法指令將數據解說真分數，兩个十七 bit 的分數相乘得著一个三十五 bit 的分數儉入忝加器。

EDSAC 欠缺邏輯運算指令，只有 AND，嘛欠字符處理指令。

軟體

作業系統

作業系統，抑是講號做初始化指令，使用著三十一條指令，囥佇機械結構的干焦讀儉儉的所在。遮的指令共紙紮起去的程序讀入去內存，然後去運行。

第二个版本佇咧一九四九年八月安裝，占用著四十一條指令，予子程序的重定位佮協作變甲簡單簡單用（D . J . Wheeler 的重要發明）。

應用軟體

一九四九年五月初六，頭一个佇咧 EDSAC 程序是列印零交九十九的平方表。

EDSAC 的非凡的特徵是提供了大量的子程序。到一九五一年，EDSAC 有八十七个子程序嘛，涵蓋：

浮點運算、複數運算、檢測、除法、冪、微分方逝、特殊函數、冪級數、對數、正交、輸入輸出、n 次方根、三角函數、向量佮矩陣、循環（模擬 repeat，while 和 for）。

EDSAC 的應用

EDSAC 較早應用集中佇咧解決氣象學、遺傳學和 X 光結晶學等方面的問題。

一九五一年，Miller 和 Wheeler 利用 EDSAC 發現一个當當時上大的七十九位素數。
一九五一年，A . S . Douglas 開發出 OXO（井字遊戲），輸出到陰極射線管，是上早的電子計算機視頻遊戲。
一九六空年代，EDSAC 用於收集雞卵行曲線解的數值現象，這引出了貝赫和斯維愛講話-掛爾猜想。

後續發展

EDSAC 的後繼機型EDSAC 二佇一九五八年投入使用。EDSAC 二引入微程序（microprogramme）佮位片的概念。

參考

The Preparation of Programs for an Electronic Digital Computer 不要里斯・威爾克斯，大衛・惠勒和斯坦利・吉爾，Addison-Wesley , 頭版，一九五一年
John von Neumann . First Draft of a Report on the EDVAC ( PDF ) .（原始的內容 ( PDF ) 存檔佇兩千空四抹四抹二十三）.

外部連結

EDSAC 模擬器（英文）英國華威大學計算機科學系馬丁・坎貝爾-凱利開發
EDSAC 五十週年（英文）
Nicholas Enticknap and Maurice Wilkes , Cambridge's Golden Jubilee（英文）

跤註