مركز بيانات البيانات الإلكترونية

بمجرد تشغيل جهاز EDSAC، بدأ بتلبية احتياجات الجامعة البحثية. استخدم الجهاز خطوط تأخير زئبقية للذاكرة وصمامات مفرغة منخفضة القدرة للمنطق. بلغ استهلاك الطاقة 11 كيلوواط من الكهرباء. ^{[ 11 ] [ 12 ]} كان زمن الدورة 1.5 مللي ثانية لجميع التعليمات العادية، و6 مللي ثانية لعملية الضرب. كان الإدخال يتم عبر شريط مثقوب بخمسة ثقوب ، والإخراج عبر طابعة عن بعد .   

في البداية، كانت السجلات تقتصر على مسجل تراكمي ومسجل ضرب. في عام 1953، قام ديفيد ويلر ، العائد من إقامته في جامعة إلينوي ، بتصميم مسجل فهرسة كإضافة إلى جهاز EDSAC الأصلي.

أُضيف محرك الشريط المغناطيسي في عام 1952، لكنه لم يعمل بشكل جيد بما يكفي ليكون ذا فائدة حقيقية. ^{[ 12 ]}

حتى عام 1952، كانت الذاكرة الرئيسية المتاحة (التعليمات والبيانات) 512 كلمة فقط، كل كلمة منها 18 بت، ولم تكن هناك ذاكرة تخزين احتياطية. ^{[ 13 ]} رُتبت خطوط التأخير (أو "الخزانات") في مجموعتين، توفر كل منهما 512 كلمة. دخلت المجموعة الثانية حيز التشغيل في عام 1952. ^{[ 12 ]}

لم يكن مخزن خط التأخير الكامل المكون من 1024 كلمة متاحًا حتى عام 1955 أو أوائل عام 1956، ^{[ 14 ]} مما حد من البرامج إلى حوالي 800 كلمة حتى ذلك الحين.

ذكر جون ليندلي (طالب دبلوم 1958-1959) "الصعوبة البالغة التي واجهناها على الإطلاق في إنتاج شريط ورقي واحد صحيح باستخدام معدات التثقيب والطباعة والتحقق البدائية وغير الموثوقة المصنوعة منزليًا والمتوفرة في أواخر الخمسينيات". ^{[ 15 ]}

كانت الذاكرة الرئيسية لجهاز EDSAC تتألف من 1024 موقعًا، على الرغم من تثبيت 512 موقعًا فقط في البداية. احتوى كل موقع على 18  بتًا، ولكن البت العلوي كان دائمًا غير متاح بسبب مشاكل التوقيت، لذا  استُخدم 17 بتًا فقط. تتكون كل تعليمة من رمز تعليمة من خمسة بتات، وبت احتياطي، ومعامل من 10 بتات (عادةً عنوان ذاكرة)، وبت طول لتحديد ما إذا كانت التعليمة تستخدم معاملًا من 17 بتًا أو 35 بتًا (كلمتين متتاليتين، بنظام الترتيب الصغير ). صُممت جميع رموز التعليمات لتمثيلها بحرف تذكيري واحد، بحيث تستخدم تعليمة الجمع ، على سبيل المثال، رمز حرف EDSAC للحرف  A.

داخليًا، استخدم جهاز EDSAC نظام الأعداد الثنائية المتممة . كانت الأعداد إما 17 بت (كلمة واحدة) أو 35 بت (كلمتان). وبشكل غير معتاد، صُمم المضاعف للتعامل مع الأعداد ككسور ذات فاصلة ثابتة في النطاق −1 ≤ x < 1، أي أن الفاصلة الثنائية كانت تقع مباشرةً على يمين الإشارة. كان بإمكان المُجمِّع استيعاب 71 بت، بما في ذلك الإشارة، مما يسمح بضرب عددين طويلين (35 بت) دون فقدان أي دقة.   

كانت التعليمات المتاحة كالتالي:

• يضيف
• طرح
• الضرب والجمع
• AND-and-add (تسمى "الترتيب")
• انعطف يسارًا
• الإزاحة الحسابية إلى اليمين
• سجل تحميل المضاعف
• قم بتخزين (ومسح اختياري) المُراكم
• الانتقال المشروط
• قراءة شريط الإدخال
• حرف الطباعة
• مُجمِّع دائري
• لا يوجد إجراء
• قف

لم تكن هناك تعليمات قسمة (مع وجود إجراءات فرعية متنوعة للقسمة)، ولم تكن هناك طريقة لتحميل رقم مباشرةً في المُراكم (كانت تعليمات "تخزين وتصفير المُراكم" متبوعةً بتعليمات "جمع" ضروريةً لذلك). لم تكن هناك تعليمات قفز غير مشروطة، ولا تعليمات استدعاء إجراء  - إذ لم تكن قد اختُرعت بعد.

ناقش موريس ويلكس أنماط العنونة النسبية لجهاز EDSAC في ورقة بحثية نُشرت عام 1953. وكان يقدم مقترحات لتسهيل استخدام البرامج الفرعية . ^{[ 16 ]}

كانت الأوامر الأولية مُبرمجة مسبقًا على مجموعة من مفاتيح الاختيار الأحادي ، ومُحمّلة في الكلمات الدنيا من الذاكرة عند بدء التشغيل. وبحلول مايو 1949، وفّرت هذه الأوامر مُجمِّعًا بدائيًا لإعادة التموضع، مستفيدًا من تصميم التذكير الموصوف أعلاه، وذلك في 31 كلمة فقط. كان هذا أول مُجمِّع في العالم، ويُمكن القول إنه بداية صناعة البرمجيات العالمية. تتوفر محاكاة لـ EDSAC، ووصف كامل للأوامر الأولية والبرامج الأولى. ^{[ 17 ]}

كان أول حساب أجراه جهاز EDSAC عبارة عن برنامج تم تشغيله في 6  مايو 1949 لحساب الأعداد المربعة . ^{[ 18 ]} وقد كتبت البرنامج بياتريس وورسلي ، التي سافرت من كندا لدراسة الجهاز. ^{[ 19 ] [ 18 ]}

استخدم أعضاء آخرون في الجامعة الجهاز لحل مشاكل حقيقية، وتم تطوير العديد من التقنيات المبكرة التي أصبحت الآن جزءًا من أنظمة التشغيل. ^{[ 20 ]}

كان المستخدمون يُعدّون برامجهم عن طريق تثقيبها (بلغة التجميع) على شريط ورقي. وسرعان ما أتقنوا قراءة الرموز من الشريط الورقي بعد رفعه أمام الضوء. وعندما يصبح البرنامج جاهزًا، يُعلّق على سلك مُمتدّ بالقرب من قارئ الشريط الورقي. وكان مُشغّلو الآلة، الموجودون خلال النهار، يختارون الشريط التالي من السلك ويُحمّلونه في نظام EDSAC. وهذا ما يُعرف اليوم بقوائم انتظار المهام. إذا طُبع شيء ما، يُعاد الشريط والمطبوع إلى المستخدم، وإلا يُبلّغ بموقع الذاكرة الذي توقف عنده البرنامج. لم تكن أدوات تصحيح الأخطاء متوفرة آنذاك، ولكن كان بالإمكان ضبط شاشة أنبوب أشعة الكاثود لعرض محتويات جزء مُحدّد من الذاكرة. وكان يُستخدم هذا، على سبيل المثال، لمعرفة ما إذا كان رقم ما يتقارب. وكان مُكبّر الصوت مُتصلًا ببت الإشارة الخاص بالمُراكم؛ وكان المستخدمون ذوو الخبرة يُميّزون بين الأصوات السليمة وغير السليمة للبرامج، وخاصةً البرامج التي "تتوقف" في حلقة مُفرغة.

بعد ساعات العمل، كان يُسمح لبعض "المستخدمين المصرح لهم" بتشغيل الآلة بأنفسهم، واستمر ذلك حتى وقت متأخر من الليل إلى أن انفجر أحد الصمامات - وهو ما كان يحدث عادةً وفقًا لأحد هؤلاء المستخدمين. ^{[ 21 ]} وقد أشار فريد هويل إلى هذا في روايته "السحابة السوداء" .

اضطر المبرمجون الأوائل إلى استخدام تقنيات غير مقبولة اليوم، ولا سيما استخدام التعليمات البرمجية ذاتية التعديل . ولأن سجلات الفهرسة لم تكن موجودة إلا في وقت لاحق، كانت الطريقة الوحيدة للوصول إلى مصفوفة هي تغيير موقع الذاكرة الذي تشير إليه تعليمة معينة.

يُنسب إلى ديفيد ويلر ، الذي نال أول درجة دكتوراه في علوم الحاسوب في العالم أثناء عمله على المشروع، ابتكار مفهوم الروتين الفرعي. كان المستخدمون يكتبون برامج تستدعي روتينًا بالقفز إلى بدايته باستخدام عنوان العودة (أي موقع القفزة مضافًا إليه واحد) في المُراكم ( قفزة ويلر ). وبحسب الاصطلاح، كان الروتين الفرعي يتوقع ذلك، وأول ما يفعله هو تعديل تعليمة القفزة الختامية إلى عنوان العودة هذا. كان بالإمكان استدعاء عدة روتينات فرعية متداخلة طالما كان المستخدم على دراية بطول كل منها لحساب موقع القفز؛ وكانت الاستدعاءات المتكررة ممنوعة. بعد ذلك، كان المستخدم ينسخ شيفرة الروتين الفرعي من شريط رئيسي إلى شريطه الخاص بعد انتهاء برنامجه. (مع ذلك، ناقش آلان تورينج الروتينات الفرعية في ورقة بحثية عام 1945 حول مقترحات تصميم جهاز NPL ACE ، بل وذهب إلى حد ابتكار مفهوم مكدس عناوين العودة، الذي كان سيسمح بالتكرار. ^{[ 23 ]} )

شكّل غياب سجل الفهرسة مشكلةً لمبرمج الروتينات الفرعية، إذ لم يكن بإمكانه معرفة مكان تحميل الروتين الفرعي في الذاكرة مسبقًا، وبالتالي لم يكن بإمكانه معرفة كيفية الوصول إلى أي مناطق من التعليمات البرمجية المستخدمة لتخزين البيانات (ما يُسمى "الأوامر الوهمية"). وقد حُلّت هذه المشكلة باستخدام روتين إدخال أولي، كان مسؤولاً عن تحميل الروتينات الفرعية من الشريط المثقوب إلى الذاكرة. عند تحميل روتين فرعي، كان يُسجّل موقع البداية ويزيد مراجع الذاكرة الداخلية حسب الحاجة. وهكذا، كما كتب ويلكس، "يختلف الكود المستخدم لتمثيل الأوامر خارج الجهاز عن الكود المستخدم داخله، وتُملي هذه الاختلافات متطلبات المبرمج من جهة، ودوائر التحكم في الجهاز من جهة أخرى". ^{[ 24 ]}

استخدم مبرمجو EDSAC تقنيات خاصة لتحقيق أقصى استفادة من الذاكرة المحدودة المتاحة. على سبيل المثال، عند تحميل روتين فرعي من شريط مثقوب إلى الذاكرة، قد يتطلب الأمر حساب ثابت معين، وهو ثابت لا يحتاج إلى إعادة حساب لاحقًا. في هذه الحالة، يُحسب الثابت في "فاصل". يُزوّد ​​الروتين الفرعي الكامل بالرمز اللازم لحساب الثابت. بعد أن يُحمّل روتين الإدخال الأولي رمز الحساب، يُنقل التحكم إليه. بمجرد حساب الثابت وكتابته في الذاكرة، يعود التحكم إلى روتين الإدخال الأولي، الذي يُكمل كتابة باقي الروتين الفرعي في الذاكرة، بعد تعديل نقطة البداية أولًا للكتابة فوق الرمز الذي حسب الثابت. سمح هذا بإجراء تعديلات معقدة على روتين فرعي عام دون زيادة حجمه النهائي في الذاكرة عما لو كان مُصممًا خصيصًا لظرف معين. ^{[ 25 ]}

نشر ويلر وويلكس، بالاشتراك مع ستانلي جيل ، كتاب "إعداد البرامج للحاسوب الرقمي الإلكتروني" عام 1951، وهو كتاب يتناول برمجة الحاسوب الرقمي الإلكتروني. وكان أول كتاب مدرسي في مجال البرمجة. ^{[ 26 ]}

أدى مفهوم الروتينات الفرعية إلى توفر مكتبة كبيرة من الروتينات الفرعية. وبحلول عام 1951، كان هناك 87 روتينًا فرعيًا متاحًا للاستخدام العام في الفئات التالية: العمليات الحسابية على الأعداد العشرية ؛ العمليات الحسابية على الأعداد المركبة ؛ التحقق؛ القسمة؛ الأسس ؛ الروتينات المتعلقة بالدوال؛ المعادلات التفاضلية ؛ الدوال الخاصة؛ متسلسلات القوى ؛ اللوغاريتمات ؛ أنشطة متنوعة؛ الطباعة والتخطيط؛ التكامل العددي ؛ القراءة (الإدخال)؛ الجذر النوني؛ الدوال المثلثية ؛ عمليات العد (محاكاة حلقات التكرار حتى ، وحلقات while، وحلقات for )؛ المتجهات ؛ والمصفوفات .

ظهرت أول لغة تجميع لجهاز EDSAC، وألهمت العديد من لغات التجميع الأخرى:

في عام 1952، طوّر ساندي دوغلاس لعبة OXO ، وهي نسخة من لعبة إكس أو (تيك تاك تو) لجهاز EDSAC، مع إخراج رسومي على شاشة VCR97 ذات أنبوب أشعة كاثودية مقاس 6 بوصات. ويُحتمل أن تكون هذه أول لعبة فيديو في العالم . ^{[ 32 ] [ 33 ]}

ابتكر ستانلي جيل لعبة فيديو أخرى ، تتضمن نقطة (تُسمى خروفًا) تقترب من خط يمكن من خلاله فتح إحدى بوابتين. ^{[ 34 ]} كانت لعبة ستانلي جيل تُتحكم بها عبر شعاع ضوئي من قارئ الشريط الورقي لجهاز EDSAC. ^{[ 34 ]} يؤدي قطع الشعاع (مثل وضع اللاعب يده فيه) إلى فتح البوابة العلوية. ^{[ 34 ]} بينما يؤدي ترك الشعاع دون قطع إلى فتح البوابة السفلية. ^{[ 34 ]}