CSIRAC

CSIRAC（全名：聯邦科學與工業研究組織自動計算機，Commonwealth Scientific and Industrial Research Automatic Computer），最初被稱為 CSIR Mk 1，是澳洲第一部數位電腦，也是世界上第五部內儲程式電腦。它是現存最古老的第一代電子電腦（德意志博物館的祖思 Z4 年代更早，但屬於機電式而非電子式電腦），並且是世界上第一部播放數位音樂的電腦。

在墨爾本博物館展出多年後，它於 2018 年遷至科技博物館，現於「前瞻思維」(Think Ahead) 展館永久展出。 關於 CSIRAC 典藏、其貢獻者及相關主題的全面資訊，可於維多利亞博物館的典藏網站上查閱。

歷史

CSIRAC 由 Trevor Pearcey 和 Maston Beard 領導的團隊建造，他們的工作在很大程度上獨立於歐美同期的類似研究，並在 1949 年 11 月的某個時間點運行了其第一個測試程式（數字乘法）。1950 年底開始限制性運作，1951 年公開展示並投入使用。

設計

該機器是第一代真空管驅動電腦設計的典型代表。它使用水銀聲學延遲線作為其主要資料儲存裝置，典型容量為 768 個 20 位元字組，並輔以一個總容量為 4096 個字組、存取時間為 10 毫秒的平行磁碟式裝置。其記憶體時脈運行於 1000 Hz，與時脈同步的控制單元需要兩個週期來執行一條指令（後來速度加倍，每條指令僅需一個週期）。其匯流排（在設計中稱為「數位幹線」）與大多數電腦相比很不尋常，因為它是串列式的——一次只傳輸一個位元。

CSIRAC 約 2000 個真空管中，大多數是 6SN7、6V6、EA50 二極體和 KT66 型號。George Semkiw 後來重新設計了磁鼓讀取電路，改用鍺電晶體。

在打孔卡實驗證明不理想後，機器的輸入改為使用寬式 12 軌打孔紙帶。機器透過一個控制台進行控制，該控制台允許程式逐條指令執行，並配有可顯示暫存器內容的 CRT 顯示器。輸出則透過標準的電傳打字機或打孔帶進行。

指令集支援基本的算術和邏輯運算，以及條件跳躍和相對跳躍（這使得編寫子程式庫成為可能）。指令由三個部分組成：一個 5 位元的「目標」P1-P5、一個 5 位元的「來源」P6-P10，以及一個 10 位元的「位址」P11-P20。對於使用主儲存體的指令，P15-P20 這六個位元用於選擇 64 條邏輯延遲線之一。P11-P14 位元決定了 20 位元資料寫入或讀取延遲線的時間點，從而代表所選延遲線內某個字組的位址。當時有 32 個目標閘和 32 個來源閘；如果來源或目標需要存取儲存體，這 10 個位址位元就用來識別儲存體中的一個資料字組。來源和目標的組合總數，即不同的指令功能總數，為 1024 種，但其中只有約 256 種被經常使用。該機器有三個 20 位元暫存器（A、B 和 C），其中兩個用於乘法運算；一個 10 位元暫存器，可連接到字組的任一半；以及一組 16 個 20 位元暫存器，透過 P11-P14 位元進行定址。此外，20 位元的程式計數器（S 暫存器）和指令暫存器（K）也是可存取的。

與當時所有機器一樣，該機器沒有作業系統。1960 年，Geoff Hill 開發了一種名為 INTERPROGRAM 的高階直譯式程式語言。它與早期形式的 BASIC 語言相似，後者是 1963 年為 20 位元電晶體化的 GE-200 系列設計的。

1950 年，CSIRAC 被用來播放音樂，這是已知數位電腦首次用於此目的。這段音樂從未被錄製下來，但已被精確地重現。

1955 年，由於聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）決定電腦研究超出其職權範圍，該機器從其位於雪梨 CSIRO 無線電物理實驗室的所在地，轉移到墨爾本大學，並成為澳洲在 1956 年底前唯一的學術計算設施。許多澳洲電腦應用的先驅都是在那裡首次接觸到電腦。

保存

1964 年，CSIRAC 最後一次關機。其歷史重要性在當時已獲認可，並被存放起來，計劃日後在博物館展出。

在 1960 年代和 1970 年代，該機器被存放在一個倉庫中，之後於 1980 年至 1992 年在考菲爾德理工學院（後來的奇澤姆理工學院考菲爾德校區，再後來成為蒙納許大學考菲爾德校區）進行展出。之後它又被送回倉庫儲存。

1990 年代，人們重新對這台機器產生興趣，因為意識到其許多開發者年事已高，這段歷史正永遠地流失。1996 年，一場關於這台機器的會議得以舉行。

2000 年，該機器在維多利亞博物館找到了永久的家。自關機以來，它一直無法運作，但許多曾在其上運行的程式已被保存下來，並且有人為其編寫了模擬器。策展人決定，除了修復設備的成本外，要使其安全運行所需的大量維修（CSIRAC 運行時耗電 30 千瓦）會減損其歷史真實性。

在墨爾本博物館展出多年後，它於 2018 年遷至科技博物館，現於「前瞻思維」(Think Ahead) 展館永久展出。

CSIRAC 被列入維多利亞州遺產名錄，並被納入遺產保護範圍。

它被澳大利亞工程師協會列為國家工程地標，作為其工程遺產認證計畫的一部分。

參見

• 電腦音樂
• 電子音樂
• 計算硬體歷史
• 真空管電腦列表
• SILLIAC – 雪梨大學的第二部電腦

外部連結

• CSIRAC 首頁 — 來自墨爾本大學計算與資訊系統系的計算實驗室
• 澳洲國寶 — CSIRAC — 關於 CSIRAC 的電視節目片段
• 電腦「CSIRAC」 — 1965 年電影
• CSIRAC 的音樂 — Paul Doornbusch 的書評（西班牙文）Google 翻譯
• Java 版 CSIRAC 模擬器 — 架構說明、程式設計細節及一個 Java 模擬器
• – Trevor Pearcey 訪談，CSIRAC 播放過的所有音樂的 MP3

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