페란티 마크 1

페란티 마크 1의 개발 배경은 맨체스터 대학교에서 진행된 선행 연구 프로젝트인 맨체스터 베이비와 맨체스터 마크 1에 뿌리를 두고 있다. 이 대학 연구용 컴퓨터들은 윌리엄스 튜브를 주기억장치로 활용하는 등 혁신적인 설계를 보여주었으며, 그 실용성을 입증했다. 이러한 성공에 고무된 맨체스터 대학교의 연구팀은 이 기술의 상업적 잠재력을 보고, 당시 영국의 주요 전자 기기 제조사였던 페란티와의 협력을 통해 본격적인 상용화를 추진하게 된다.

이 협력의 결과물이 바로 페란티 마크 1이다. 페란티는 대학의 연구용 설계를 기반으로 하여, 보다 견고하고 사용자 친화적인 상용 제품으로 재정비하는 작업을 주도했다. 이 과정에서 앨런 튜링을 비롯한 대학 측 연구자들의 지식과 페란티의 공학 및 제조 능력이 결합되었다. 이 컴퓨터의 개발 목표는 학계를 넘어 정부 기관과 산업체에서 실제 문제를 해결하는 데 활용할 수 있는 최초의 범용 전자식 컴퓨터를 시장에 내놓는 것이었다.

페란티 마크 1의 제작은 영국의 전자공학 및 방산 기업인 페란티가 담당했다. 이 회사는 맨체스터 대학교의 팀이 개발한 맨체스터 마크 1 프로토타입 컴퓨터를 기반으로 상용화 모델을 설계하고 제조하는 계약을 체결했다. 이 협력은 학계의 연구 성과를 산업계가 실용적인 제품으로 전환한 초기 사례 중 하나이다.

최초로 완성된 페란티 마크 1 기계는 1951년 2월에 맨체스터 빅토리아 대학교에 납품되었다. 이는 역사적으로 중요한 사건으로, 세계 최초로 상용 목적으로 제작되어 고객에게 인도된 범용 전자식 컴퓨터가 된 것이다. 공개 시연은 같은 해 7월에 이루어졌다.

페란티는 총 9대의 마크 1 컴퓨터를 제작하여 공급했다. 주요 고객으로는 맨체스터 대학교를 비롯하여 토론토 대학교, 애버딘 대학교 등 학술 기관이 포함되었다. 또한 영국 원자력청과 같은 정부 연구 기관에도 납품되어 원자력 연구, 항공역학 계산, 기상 예보 등 다양한 과학 및 공학 분야의 복잡한 계산 업무에 활용되었다. 이 컴퓨터들의 공급은 초기 컴퓨터 산업의 실질적인 시작을 알리는 신호탄이 되었다.

페란티 마크 1의 하드웨어는 맨체스터 대학에서 개발된 맨체스터 컴퓨터의 설계를 기반으로 하여 상용화 및 신뢰성 향상을 목표로 제작되었다. 이 시스템은 당시 최첨단이었던 진공관과 음극선관을 핵심 소자로 사용했다. 특히, 윌리엄스 튜브라 불리는 음극선관을 주기억장치로 활용했는데, 이는 전하의 형태로 데이터를 저장하는 최초의 실용적인 랜덤 액세스 메모리 중 하나였다. 또한 자기 드럼을 보조 저장 장치로 사용하여 프로그램과 데이터를 보관했다.

시스템의 중앙 처리 장치는 약 4,050개의 진공관과 2,500개의 정류기로 구성되어 있었으며, 클록 속도는 약 100kHz였다. 입출력 장치로는 종이 테이프 리더와 펀치, 전신 프린터가 사용되었다. 전체 시스템은 크고 복잡한 캐비닛 여러 개에 분산 배치되어 있었으며, 상당한 양의 전력을 소비하고 열을 발생시켜 별도의 냉각 시스템이 필요했다. 이 하드웨어 구성은 세계 최초의 상용 범용 컴퓨터로서의 기능을 실현하는 기반이 되었다.

페란티 마크 1의 명령어 집합은 당시로서는 매우 강력하고 유연한 기능을 제공했다. 이 컴퓨터는 20비트 단어 길이를 사용했으며, 명령어는 단일 단어에 인코딩되었다. 명령어 구조는 연산 코드와 메모리 주소를 포함하는 방식이었고, 인덱스 레지스터를 활용한 주소 지정 방식도 지원하여 프로그래밍의 효율성을 높였다.

특히 주목할 만한 명령어로는 'hoot'가 있다. 이 명령어는 내부 스피커를 구동하여 특정 주파수의 소리를 생성하도록 설계되었다. 이 기능은 본래 오류나 작업 완료를 알리는 경보음으로 사용하기 위해 도입되었으나, 크리스토퍼 스트레이치와 같은 프로그래머들이 이를 활용해 멜로디를 연주하는 방법을 개발하면서, 역사상 최초의 컴퓨터 음악 생성으로 이어지는 계기가 되었다.

명령어 집합은 산술 연산, 논리 연산, 분기 명령어, 입출력 제어 등을 포괄했다. 이러한 설계는 맨체스터 컴퓨터의 프로토타입에서 발전한 것으로, 페란티가 상용화 과정에서 안정성과 신뢰성을 개선하면서도 기본적인 프로그래밍 모델은 유지했다. 이 명령어 체계는 이후 개발된 페란티 마크 1*과 같은 후속 모델의 기초가 되었다.

페란티 마크 1은 컴퓨터 생성 음악의 역사에서 중요한 이정표를 세웠다. 이 컴퓨터의 명령어 집합에는 'hoot'라는 특별한 명령어가 포함되어 있었는데, 이는 기계가 조작자에게 음향 신호를 제공할 수 있게 해주었다. 이를 통해 페란티 마크 1은 세계 최초로 녹음된 컴퓨터 음악을 생성하는 데 성공했다.

생성된 음악 메들리에는 당시 영국의 국가인 'God Save the King'과 동요 'Baa Baa Black Sheep', 그리고 글렌 밀러의 인기 재즈 곡 'In the Mood'가 포함되어 있었다. 이 음악은 컴퓨터가 단순한 계산 장치를 넘어 예술적 표현의 도구가 될 수 있는 가능성을 최초로 보여준 사례이다.

이러한 업적은 맨체스터 빅토리아 대학교에서 이루어진 연구의 결과물로, 앨런 튜링과 맨체스터 컴퓨터로 이어지는 영국 컴퓨터의 역사에서 음악 분야의 선구적 역할을 증명한다. 페란티 마크 1의 음악 생성은 이후 디지털 신호 처리와 사운드 합성 기술 발전의 초기 단계로 평가받는다.

페란티 마크 1은 컴퓨터 게임 역사의 중요한 초기 무대를 제공했다. 1951년 11월, 디트리히 프린츠 박사는 이 컴퓨터를 위해 체스 놀이 프로그램을 개발했다. 이 프로그램은 최초의 컴퓨터 게임 중 하나로 기록된다.

당시 컴퓨터의 성능 한계로 인해, 프린츠는 완전한 체스 게임을 구현할 수 없었다. 대신, 그는 '메이트-인-투'라는 특정 유형의 체스 문제만을 해결하도록 프로그램을 작성했다. 이는 상대방의 킹을 두 수 안에 체크메이트하는 수를 찾는 퍼즐 형태의 게임이었다.

이 프로그램의 개발은 인공지능과 게임 프로그래밍 분야의 시초적 탐구로 평가받는다. 페란티 마크 1에서 실행된 이 체스 프로그램은 컴퓨터가 인간의 사고를 모방한 게임을 할 수 있는 가능성을 최초로 보여준 사례 중 하나가 되었다.