Pilot ACE

Pilot ACE（自动计算引擎）是英国制造的首批计算机之一。 它于 1950 年代初在国家物理实验室 (NPL) 建成，也是最早的通用存储程序计算机之一——加入了同一时代的其他英国设计，如曼彻斯特 Mark 1 和 EDSAC。 它是完整 ACE 的初步版本，由 Alan Turing 设计，他在构建完成之前离开了 NPL。

Pilot ACE 是根据 Turing 的完整 ACE 设计的精简版构建的。 图灵离开 NPL 后（部分原因是他对构建 ACE 缺乏进展感到失望），James H. Wilkinson 接手了该项目。 Donald Davies、Harry Huskey 和 Mike Woodger 参与了设计。 Pilot ACE 于 1950 年 5 月 10 日运行了xxx个程序，并于 1950 年 11 月向媒体展示。

尽管最初打算用作原型，但很明显该机器是一种潜在的有用资源，尤其是在当时缺乏其他计算设备的情况下。 经过一些升级以使操作实用化后，它于 1951 年底投入使用，并在接下来的几年中看到了可观的操作服务。 Pilot ACE 有用的原因之一是它能够执行科学计算所需的浮点运算。 威尔金森讲述了这是如何发生的故事。

与当时的其他计算机相比，最初构建时，Pilot ACE 没有用于乘法或除法的硬件。 （后来添加了硬件乘法。）Pilot ACE 开始使用作为软件实现的定点乘法和除法。 很快就发现定点运算是一个坏主意，因为数字很快就会超出范围。 只花了很短的时间编写新软件，Pilot ACE 就可以进行浮点运算。 之后，詹姆斯·威尔金森成为专家，写了一本关于浮点计算中舍入误差的书，最终畅销。

Pilot ACE 使用了大约 800 个真空管。 它的主存储器由水银延迟线组成，原始容量为 128 个字，每个字 32 位，后来扩展到 352 个字。 1954 年增加了一个 4096 字的鼓存储器。它的基本时钟速率为 1 兆赫兹，是早期英国计算机中最快的。 执行指令的时间在很大程度上取决于它们在内存中的位置（由于使用了延迟线内存）。 加法可能需要 64 到 1024 微秒。

这台机器非常成功，以至于英国电气公司制造并销售了它的商业版本，名为 DEUCE。

Pilot ACE 于 1955 年 5 月关闭，并被赠予科学博物馆，至今仍保留在那里。

1954 年安装磁鼓为开发用于运行处理矩阵的程序的控制程序开辟了道路。 在英国飞机公司的 J. M. Hahn 的敦促下，Brian W. Munday 开发了通用解释程序 (General Interpretive Program, GIP)，它只需要简单的代码字就可以运行一组称为积木的程序。 每块积木都可以执行一项任务，例如求解一组联立方程、求逆矩阵和执行矩阵乘法。

尽管这个概念中没有什么新东西，但 GIP 的独特之处在于没有指定矩阵边界的代码字的简单性。 边界取自鼓上的矩阵，其中边界是存储的第二个和第三个元素。 当在卡片上打孔矩阵时，边界作为前两个元素给出。 因此，一旦编写了程序，它就可以自动运行不同大小的矩阵，而无需更改程序。GIP 于 1954 年运行，并为 Pilot ACE 的继任者 DEUCE 重新编写。

与 GIP 一起使用的 bricks 是由 M. Woodger 编写的，他设计了一种独特的存储数组元素的方案，即块浮动。 要使用常规浮点数，每个元素需要两个字。 妥协是对数组的所有元素使用单个指数。 因此，每个元素只需要一个词。 只有xxx的元素被归一化。 较小的元素相应地缩放。 尽管较小的元素会导致一些精度损失，但考虑到元素之间的误差往往在十分之一以内，所以影响不大。 指数与维度一起存储在矩阵中。