IBM 1620

IBM 1620 Модель I, уровень H

Машина для обработки данных IBM 1620 с плоттером IBM 1627 на выставке в Сиэтле в 1962 году

IBM 1620 был объявлен IBM по 21 октября 1959 года ^[1] , и позиционируется как недорогой «научного компьютера». ^[2] После общего производства около двух тысяч машин он был снят с производства 19 ноября 1970 года. Модифицированные версии 1620 использовались в качестве центрального процессора систем управления промышленными процессами IBM 1710 и IBM 1720 (что сделало его первым цифровым компьютером). считается достаточно надежным для управления технологическим процессом заводского оборудования в реальном времени ). ^[1]

Будучи переменной длиной слова десятичной, в отличии от фиксированного слова длиной Бинарного, сделал его особенно привлекательный первый компьютер , чтобы узнать , на - и сотнях тысяч студентов имели свои первые опыты с компьютером на IBM 1620.

Время цикла основной памяти составляло 20 микросекунд для (более ранней) модели I , 10 микросекунд для модели II (примерно в тысячу раз медленнее, чем у типичной оперативной памяти компьютера в 2006 году). Модель II была представлена ​​в 1962 году. ^[3]

Архитектура [ править ]

Память [ править ]

IBM 1620 был компьютером с переменной длиной слова в десятичном формате ( BCD ) с памятью на магнитном сердечнике, которая могла содержать:

• 20 000 десятичных цифр ^{[4] [3]}
• 40000 десятичных цифр (базовая память плюс блок хранения IBM 1623, модель 1)
• 60 000 десятичных цифр (базовая память плюс блок хранения IBM 1623, модель 2). ^[1]

Вышеупомянутое было в Model I. В Model II был развернут блок памяти ядра-хранилища IBM 1625 ^{[5] [6]} , время цикла памяти которого было сокращено вдвое за счет использования более быстрых ядер по сравнению с Model I (внутренняя память или блок памяти 1623). : до 10 мкс (т. е. скорость цикла была увеличена до 100 кГц).

В то время как 5-значные адреса любой модели могли адресовать 100 000 десятичных цифр, на рынке никогда не продавалось ни одной машины с числом более 60 000 десятичных цифр. ^[7]

Доступ к памяти [ править ]

К памяти обращались две десятичные цифры одновременно (пара четно-нечетная цифра для числовых данных или один буквенно-цифровой символ для текстовых данных). Каждая десятичная цифра состояла из 6 битов, состоящих из контрольного бита C нечетной четности, бита задержки F и четырех битов BCD для значения цифры в следующем формате: ^[8]

 CF 8 4 2 1

F лаг немного было несколько применений:

• В младшем разряде он был установлен, чтобы указать отрицательное число ( величина со знаком ).
• Он был установлен для обозначения самой старшей цифры числа ( словесного знака ).
• В младшем разряде 5-значного адреса он был установлен для косвенной адресации (опция для модели I , стандартная для модели 1620 Model II). Можно использовать многоуровневую косвенную адресацию ^[1] (вы даже можете поместить машину в бесконечный цикл косвенной адресации).
• В трех средних цифрах 5-значного адреса (на 1620 II ) они были установлены для выбора одного из семи индексных регистров .

В дополнение к действительным значениям цифр BCD было три специальных цифровых значения (их нельзя было использовать в расчетах):

 CF 8 4 2 1 1 0 1 0 - Метка записи (крайний правый конец записи, печатается в виде символа двойного кинжала , ‡) 1 1 0 0 - Пустой номер (пустой для форматирования вывода перфокарты) 1 1 1 1 - метка группы (крайний правый конец группы записей для дискового ввода-вывода)

Инструкции были фиксированной длины (12 десятичных цифр), состоящие из 2- х цифр « ОП - кодом », 5-значный «Р - адрес» ( как правило, целевой адрес), а также 5-значный «Q Адрес» (обычно исходный адрес или исходное непосредственное значение). Некоторые инструкции, такие как инструкция B (ветвление), использовали только P-адрес, а более поздние интеллектуальные ассемблеры включали команду «B7», которая генерировала 7-значную инструкцию ветвления (op-код, P-адрес и одну дополнительную цифру, потому что следующая инструкция должна была начинаться с четной цифры).

«Слова» данных с фиксированной запятой могут иметь любой размер от двух десятичных цифр до всей памяти, не используемой для других целей.

С плавающей точкой данных «слова» ( с использованием аппаратных средств с плавающей запятой вариант) может быть любого размера от 4 десятичных цифр до 102 десятичных цифр ( от 2 до 100 цифр для мантиссы и 2 цифры для показателя степени ).

Компилятор Fortran II предлагал ограниченный доступ к этой гибкости через «карту управления исходной программой», предшествующую исходному тексту fortran в фиксированном формате:

* ffkks

Знак * в первом столбце, ff количество цифр для мантиссы чисел с плавающей запятой (от 02 до 28), kk количество цифр для чисел с фиксированной запятой (от 04 до 10), s указывает размер памяти. компьютера, чтобы запустить код, если не текущий компьютер: 2, 4 или 6 для памяти 20 000, 40 000 или 60 000 цифр.

Машина не имела программиста доступных регистров: все операции были памятью памяти (включая индексные регистры в 1620 II ).

См. Раздел « Архитектурные трудности ».

Коды символов и операций [ править ]

В таблице ниже перечислены символы алфавитно-цифрового режима (и коды операций).

В таблице ниже перечислены символы числового режима.

Недействительный символ [ править ]

Модели я использовал кириллицу символ Ж (выраженный ZH) на машинке как общее назначение недопустимого символ с правильной четность (недействительная четность быть обозначена Overstrike «-»). В некоторых инсталляциях 1620 года он назывался SMERSH , как используется в романах о Джеймсе Бонде , ставших популярными в конце 1960-х годов. Model II используется новый символ ❚ ( так называемый «подушка») в качестве общего назначения недопустимого символа с правильной четности.

Архитектурные трудности [ править ]

Хотя архитектура IBM 1620 была очень популярна в научном и инженерном сообществе, компьютерный ученый Эдсгер Дейкстра указал на несколько недостатков в ее конструкции в EWD37, «Обзоре системы обработки данных IBM 1620». ^[9] Среди них есть то, что инструкции Branch and Transmit машины вместе с Branch Back позволяют в общей сложности одинуровень вложенных вызовов подпрограмм, заставляющий программиста любого кода с более чем одним уровнем решать, где использование этой «возможности» будет наиболее эффективным. Он также показал, как устройство поддержки чтения с бумажной ленты не может правильно читать ленты, содержащие метки записи, поскольку метки записи используются для завершения чтения символов в хранилище. Одним из следствий этого является то, что 1620 не может напрямую продублировать ленту с метками записи: когда встречается метка записи, команда перфорации вместо этого пробивает символ EOL и завершается. Однако это не было серьезной проблемой:

• данные могут быть скопированы до конца памяти и дословно перфорированы с помощью инструкции DN вместо WN
• ленты обычно дублировались офлайн .

Большинство установок 1620 использовали более удобный ввод / вывод перфокарт ^[10], а не бумажную ленту.

Преемник 1620, IBM 1130 , ^[11] был основан на совершенно другой 16-битной двоичной архитектуре. (Линия 1130 сохранила одно периферийное устройство 1620, барабанный плоттер IBM 1627 ).

Программное обеспечение [ править ]

IBM поставила следующее программное обеспечение для 1620:

• 1620 Symbolic Programming System (SPS) ( язык ассемблера )
• FORTRAN
• FORTRAN II - требуется 40 000 или более цифр памяти

• GOTRAN - упрощенная, интерпретируемая версия FORTRAN для операции «загрузить и начать» ^[12]
• Monitor I и Monitor II - дисковые операционные системы .

Мониторы предоставили дисковые версии 1620 SPS IId, FORTRAN IId, а также DUP (Disk Utility Program). Обе системы Monitor требовали 20 000 или более разрядов памяти и одного или нескольких дисководов 1311 .

Коллекция руководств по IBM 1620 в формате PDF существует на сайте bitavers. ^[13]

1620 г. Недесятичная арифметика [ править ]

Так как Модель I использовала таблицы поиска в памяти для сложения / вычитания, ^[14] арифметика с ограниченными базами (от 5 до 9) беззнаковых чисел могла быть выполнена путем изменения содержимого этих таблиц, но с учетом того, что оборудование включало десятичный дополнитель для вычитания. (и добавление чисел с противоположными знаками).

Для выполнения полностью подписанного сложения и вычитания в базах 2–4 требовалось детальное понимание аппаратного обеспечения для создания «свернутой» таблицы сложения, которая имитировала бы комплементатор и переносила логику.

Кроме того, таблицу сложения необходимо было перезагружать для нормальной работы с базой 10 каждый раз, когда в программе требовались вычисления адреса, а затем снова перезагружать для альтернативной базы. Это сделало «трюк» несколько менее полезным для любого практического применения.

Поскольку в Model II сложение и вычитание были полностью реализованы аппаратно, изменение таблицы в памяти не могло использоваться как «трюк» для изменения арифметических основ. Однако была доступна дополнительная специальная функция в оборудовании для восьмеричного ввода / вывода, логических операций и преобразования базового числа в / из десятичного числа.

Хотя базы, отличные от 8 и 10, не поддерживались, это сделало Модель II очень практичной для приложений, которым необходимо было управлять данными, отформатированными в восьмеричном формате на других компьютерах (например, IBM 7090).

Модель I [ править ]

IBM 1620 Model I (обычно не называется «1620» с 1959 до 1962 года введения модели II ) был оригинальным. Его производили как можно дешевле , чтобы цена оставалась низкой .

• В нем отсутствовало обычное оборудование ALU : арифметические операции производились путем поиска в таблице памяти . Для сложения и вычитания использовалась таблица из 100 цифр (@ адрес 00300..00399). Для умножения использовалась таблица из 200 цифр (@ адрес 00100..00299). ^{[15] : p.4.4} Базовая машина использовала программные подпрограммы для деления, хотя можно было установить дополнительное оборудование деления, которое использовало бы алгоритм повторного вычитания. Доступны арифметические инструкции с плавающей запятой (если была установлена ​​опция деления).
• Первые 20000 десятичных знаков памяти магнитного сердечника были внутренними для самого ЦП (что уменьшило требования к занимаемой площади для базовой системы). Расширение до 40 000 или 60 000 десятичных цифр потребовало добавления модуля памяти IBM 1623. Время цикла памяти составляло 20  мкс (то есть скорость памяти была 50  кГц = 1/20 МГц). Хранилище регистров адреса памяти (MARS) ^[15] Операция чтения, очистки или записи основной памяти занимала 2 мкс, и каждой операции записи автоматически (но не обязательно сразу) предшествовала операция чтения или очистки тех же "регистров". "в течение цикла памяти 20 мкс.
• Тактовая частота центрального процессора составляла 1  МГц , которая была разделена на 20 с помощью 10-позиционного кольцевого счетчика для обеспечения синхронизации системы и сигналов управления. Для выборки инструкций требовалось восемь циклов памяти (160 мкс) и переменное количество циклов памяти для выполнения. Косвенная адресация ^[1] добавила четыре цикла памяти (80 мкс) для каждого уровня косвенного обращения.
• Он весил около 1210 фунтов (550 кг). ^[16]

Модель II [ править ]

IBM 1620 Model II (обычно называемый просто модель II) была значительно улучшена реализация, по сравнению с оригиналом Model I . Модель II была представлена ​​в 1962 году.

• У него было базовое оборудование ALU для сложения и вычитания, но умножение по-прежнему производилось с помощью поиска в таблице памяти в ядре с использованием таблицы из 200 цифр (@ адрес 00100..00299). Адреса памяти @ адрес 00300..00399 были освобождены путем замены таблицы сложения аппаратной, в результате чего были сохранены два выбираемых "диапазона" из семи 5-значных индексных регистров .
• Вместо того, чтобы быть доступной опцией, как в Модели I, было встроено аппаратное обеспечение деления, использующее алгоритм повторного вычитания. Доступной опцией была арифметика с плавающей запятой , а также восьмеричный ввод / вывод, логические операции и базовое преобразование в / из десятичные инструкции.
• Вся основная память была в блоке памяти IBM 1625. Время цикла памяти было сокращено вдвое по сравнению с Model I (внутренняя память или блок памяти 1623) до 10  мкс (т. Е. Скорость цикла была увеличена до 100  кГц ) за счет использования более быстрых ядер. ^[6] Операция чтения, очистки или записи основной памяти в адресном регистре памяти (MARS) занимала 1,5 мкс, и каждой операции записи автоматически (но не обязательно немедленно) предшествовала операция чтения или очистки тех же «регистров». "в течение цикла памяти 10 мкс.
• Тактовая частота процессора также была удвоена до 2  МГц , которая по-прежнему была разделена на 20 с помощью 10-позиционного кольцевого счетчика для обеспечения сигналов синхронизации / управления системой. Механизм выборки / выполнения был полностью переработан с оптимизацией времени и возможностью частичной выборки, когда поля P или Q не нужны. Для выборки команд требовалось 1, 4 или 6 циклов памяти (10 мкс, 40 или 60 мкс) и переменное количество циклов памяти для выполнения. Косвенная адресация ^[1] добавила три цикла памяти (30 мкс) для каждого уровня косвенной адресации . Индексированная адресация добавила пять циклов памяти (50 мкс) для каждого уровня индексации. Косвенную и индексированную адресацию можно комбинировать на любом уровне косвенной адресации или индексации. ^[17]

Консоли моделей I и II [ править ]

В то время как нижняя консоль для систем IBM 1620 Model 1 ^[18] и Model 2 ^[19] имела одинаковые лампы и переключатели, верхняя консоль пары частично отличалась.

Верхняя консоль [ править ]

Баланс Верхней консоли был одинаковым на обеих моделях:

• Регистр эксплуатации - 25 ламп
• Регистр буфера памяти - 30 ламп
• Регистр адреса памяти - 25 ламп
• Селектор отображения регистра адреса памяти - поворотный переключатель, 12 положений

Нижняя консоль [ править ]

• Выключатель аварийного выключения - Вытяжной переключатель
• Лампы / переключатели состояния проверки состояния - 15 ламп и 5 тумблеров
• Программные переключатели - 4 переключателя
• Освещение / переключатели на консоли оператора - 13 ламп, 1 выключатель питания и 12 кнопок

Пишущая машинка консоли [ править ]

Модель I консоль Машинка была модифицированная модель B1 , сопрягаемые набором реле, и он набрал всего в 10 символов в секунду. ^[20]

Был набор инструкций, которые писали на машинку или читали с нее. Общие инструкции RN (чтение числовых) и WN (запись числовых) имели мнемонику языка ассемблера, которая поставляла код «устройства» во втором поле адреса и управляющий код в младшей цифре второго поля адреса.

• WNTY : Ш чин N umeric TY pewriter: каждая ячейка памяти содержит 6-битовый символ в диапазоне от 000000 до 001001; с помощью этой инструкции каждая ячейка памяти отображалась как один из символов от «0» до «9».
• WATY : W rite A lphanumeric TY pewriter: каждая пара ячеек памяти содержала две 6-битные цифры, которые появлялись на пишущей машинке как один из 64 символов, которые могли появиться.
• RNTY : R EAD N umeric TY pewriter: читать числовое значение из клавиатуры пишущей машинки
• Räty : R EAD lphanumeric TY pewriter: считывать символ с клавиатуры и хранить в виде 2-значного буквенно - цифрового символа
• TBTY : T a B TY pewriter. Вкладки приходилось настраивать вручную, поэтому эта инструкция использовалась редко.
• RCTY : R eturn C arriage TY pewriter: Вызванный машинку , чтобы делать то , что мы теперь называем последовательность CR / LF.

Для упрощения ввода и вывода было две инструкции:

• TNS : Т ransmit N umeric S поездки: преобразует двузначный буквенно - цифровое представление «0» до «9» до однозначных представления
• ФНО : Т ransmit N umeric F больной: преобразует одну цифру представление цифр в последовательности с двузначным алфавитно - цифровой последовательности, представленной «0» до «9»

В Model II использовалась модифицированная пишущая машинка Selectric , которая печатала со скоростью 15,5 cps - улучшение на 55%.

Периферийные устройства [ править ]

Доступные периферийные устройства были:

• IBM 1621  - Считыватель бумажной ленты
• IBM 1622  - Устройство чтения / перфорации перфокарт
• IBM 1624  - дырокол для бумажной ленты (внутри 1621 на полке)
• IBM 1626  - Контроллер плоттера
• IBM 1627  - плоттер
• IBM 1311  - Дисковод: главный диск модели 3, управляющий до трех подчиненных дисков модели 2. ^{[21] [22]}
• IBM 1443  - Принтер , штанга летающего типа
• IBM 1405  - Дисковый накопитель доступен как RPQ (запрос цен)

Стандартный механизм «вывода» для программы заключался в перфокарте, что было быстрее, чем использование пишущей машинки. Эти перфокарты затем подавались через механический калькулятор IBM 407, который можно было запрограммировать на печать двух карт, что позволило использовать дополнительные столбцы печати, доступные на 407. Весь вывод был синхронным, и процессор останавливался, пока устройство ввода-вывода производил вывод, поэтому вывод на пишущей машинке мог полностью доминировать над временем работы программы.

Более быстрый вариант вывода, принтер IBM 1443 был представлен 6 мая 1963 г. ^[23], и его производительность 150–600 строк в минуту была доступна для использования с любой из моделей 1620. ^{[24] [25]}

Он мог напечатать 120 или 144 столбца. Ширина символа была фиксированной, поэтому изменился размер бумаги; принтер печатал 10 символов с точностью до дюйма, поэтому принтер мог печатать максимум 12 дюймов или 14,4 дюйма текста. Кроме того, в принтере был буфер, поэтому задержка ввода-вывода для процессора была уменьшена. Однако инструкция печати будет заблокирована, если строка не будет завершена.

Рабочие процедуры [ править ]

«Операционная система» для компьютера представляет собой человека-оператора, который будет использовать элементы управления на компьютерной консоли , состоящей из передней панели и пишущей машинки, для загрузки программ с доступных носителей массовой информации, таких как колоды перфокарт или рулонов бумаги. ленты, которые хранились в шкафах поблизости. Позже дисковое запоминающее устройство модели 1311, подключенное к компьютеру, позволило сократить количество операций по извлечению и переносу карточных колод или рулонов бумажной ленты, а также можно было загрузить простую операционную систему «Монитор», чтобы помочь в выборе того, что загружать с диска. ^{[21] [26]}

Стандартной предварительной подготовкой было очистить память компьютера от остатков любого предыдущего пользователя - поскольку это были магнитные сердечники, память сохраняла свое последнее состояние, даже если было отключено питание. Это было достигнуто с помощью средств консоли для загрузки простой компьютерной программы путем ввода ее машинного кода на пишущей машинке консоли, запуска и остановки. Это было несложно, так как требовалась только одна инструкция, например, 160001000000, загруженная с нулевого и следующего адреса. Это означало немедленную передачу поля(16: двузначные коды операций) на адрес 00010, поле непосредственной константы, имеющее значение 00000 (поля операндов из пяти цифр, второе - от адреса 11 обратно до 7), с уменьшением адресов источника и назначения до тех пор, пока скопирована цифра с «флажком». Это был обычный машинный код, способный копировать константу длиной до пяти цифр. Строка цифр была адресована на ее конце младшего разряда и расширена через младшие адреса, пока цифра с флагом не отметила ее конец. Но для этой инструкции флаг никогда не был бы найден, потому что исходные цифры незадолго до этого были перезаписаны цифрами без флага. Таким образом, операция будет вращаться вокруг памяти (даже перезаписывая себя), заполняя ее всеми нулями, пока оператор не устанет наблюдать за миганием индикаторов и не нажмет кнопкуМгновенная остановка - кнопка « Выполнить один цикл» . Для очистки каждого модуля памяти на 20000 цифр требовалось менее одной секунды. На 1620 II эта инструкция НЕ будет работать (из-за некоторых оптимизаций в реализации). Вместо этого на консоли была кнопка Modify, которая при нажатии вместе с кнопкой Check Reset , когда компьютер был в ручном режиме, переводила компьютер в режим, который очищал всю память за десятые доли одной секунды независимо от того, как у вас было много памяти; когда вы нажали Старт . Он также останавливался автоматически при очистке памяти, вместо того, чтобы требовать от оператора остановки.

Помимо ввода машинного кода на консоли, программу можно было загрузить через устройство чтения бумажной ленты, устройство чтения карт или любой дисковый накопитель. Для загрузки с магнитной ленты или диска требовалось сначала ввести процедуру " начальной загрузки " на консольной пишущей машинке.

Кардридер упростил задачу, потому что у него была специальная кнопка Load , означающая, что первая карта должна быть считана в память компьютера (начиная с адреса 00000) и выполнена (в отличие от простого запуска кардридера, который затем ожидает команд от компьютер для чтения карт) - это процесс "начальной загрузки", который получает в компьютер ровно столько кода, чтобы прочитать остальную часть кода (с устройства чтения карт, диска или ...), который составляет загрузчик, который будет прочитать и выполнить желаемую программу.

Программы готовились заранее, офлайн, на бумажной ленте или перфокартах. Но обычно программистам разрешалось запускать программы лично, на практике, вместо того, чтобы передавать их операторам, как это было в то время с мэйнфреймами. А пишущая машинка с пультом позволяла вводить данные и получать вывод в интерактивном режиме, вместо того, чтобы просто получать обычные печатные данные из слепого пакетного запуска на предварительно упакованном наборе данных. Также было четыре переключателя программ.на консоли, состояние которой может тестировать запущенная программа, и, следовательно, ее поведение определяется пользователем. Оператор компьютера также мог остановить запущенную программу (или она может прийти к намеренно запрограммированной остановке), а затем исследовать или изменить содержимое памяти: будучи основанным на десятичных числах, это было довольно просто; даже числа с плавающей запятой можно было прочитать с первого взгляда. После этого выполнение могло быть возобновлено с любого желаемого момента. Помимо отладки, научное программирование обычно является исследовательским, в отличие от коммерческой обработки данных, когда одна и та же работа повторяется по регулярному графику.

Консоль [ править ]

Самыми важными элементами консоли 1620 были пара кнопок с надписью Insert & Release и пишущая машинка консоли.

• Вставка - нажатие на эту клавишу с компьютером в ручном режиме сброса счетчика программы (в основной памяти MARS) к нулю, включается компьютер в автоматические и Insert режимов и имитировала выполнение Read Числового от Пишущей машинки для нулевого адреса (разблокировано клавиатура пишущей машинки, перевел машинку в числовой режим). Примечание: в отличие от реального считывания чисел с пишущей машинки, режим вставки будет принудительно освобождать после ввода 100 цифр, чтобы предотвратить перезапись арифметических таблиц.
• Отпустить - нажатие этой клавиши во время чтения с пишущей машинки завершает чтение, переводит компьютер в ручной режим и блокирует клавиатуру пишущей машинки.

Пишущая машинка используется для ввода / вывода оператора, как в качестве основного пульта управления компьютером, так и для программного управления вводом / выводом. В более поздних моделях пишущей машинки была специальная клавиша с маркировкой RS, которая объединяла функции кнопок пульта Release & Start (это будет считаться эквивалентным клавише Enter на современной клавиатуре). Примечание: некоторые клавиши на пишущей машинке не генерировали вводимые символы, в том числе Tab и Return (буквенно-цифровые и цифровые наборы символов BCD 1620-х годов не имели кодов символов для этих клавиш).

Следующими по важности элементами на консоли были кнопки Start , Stop-SIE и Instant Stop-SCE .

• Пуск - нажатие этой кнопки на компьютере в ручном режиме переводит компьютер в автоматический режим (в результате компьютер начинает выполнение по адресу, указанному в счетчике программ).
• Stop-SIE - нажатие этой кнопки на компьютере в автоматическом режиме переключает компьютер в ручной режим, когда выполняется текущая инструкция. Нажатие этой клавиши на компьютере в ручном режиме переводит компьютер в автоматический режим для одной инструкции.
• Instant Stop-SCE - нажатие этой кнопки на компьютере в автоматическом режиме переводит компьютер в автоматический / ручной режим в конце текущего цикла памяти. Нажатие этой кнопки на компьютере в ручном или автоматическом / ручном режиме переводит компьютер в автоматический / ручной режим и выполняет один цикл памяти.

Для отладки программы были кнопки Save & Display MAR .

• Сохранить - нажатие этой кнопки на компьютере в ручном режиме сохраняет счетчик программ в другой регистр в основной памяти MARS и активирует режим сохранения .

Когда инструкция Branch Back выполнялась в режиме сохранения , она копировала сохраненное значение обратно в программный счетчик (вместо того, чтобы копировать регистр обратного адреса, как это обычно делалось), и деактивировала режим сохранения .

Это использовалось во время отладки, чтобы запомнить, где была остановлена ​​программа, чтобы можно было возобновить ее после завершения инструкций отладки, которые оператор набрал на пишущей машинке. Примечание: регистр MARS, используемый для сохранения программного счетчика, также использовался инструкцией умножения , поэтому эта инструкция и режим сохранения были несовместимы! Однако не было необходимости использовать умножение при отладке кода, поэтому это не считалось проблемой.

• Отображение MAR - нажатие этой кнопки на компьютере в ручном режиме отображает выбранный регистр MARS и содержимое памяти по этому адресу на индикаторах консоли.

Всю основную память можно очистить с консоли, введя и выполнив команду переноса с адреса на адрес +1, это перезапишет любую словесную метку, которая обычно остановит инструкцию передачи, и завершится в конце памяти. Через мгновение нажатие Stop остановит инструкцию передачи, и память будет очищена.

Устройство чтения / перфорации бумажной ленты IBM 1621/1624 [ править ]

Устройство чтения бумажных лент IBM 1621 могло читать максимум 150 символов в секунду; IBM 1624 Tape бумаги Перфорация может выводить максимум 15 символов / сек. ^[1]

Оба блока:

• может работать с восьмиканальной бумажной лентой
• выполняется самопроверка для обеспечения точности
• вмещает как числовую, так и буквенную информацию в односимвольном кодировании.

1621 Tape чтения и 1624 Tape Панч включены элементы управления:

• Выключатель питания - если "включен", устройство считывания включается при включении ЦП.
• Переключатель Reel-Strip - этот переключатель выбирает, будут ли использоваться катушки или полоски бумажной ленты.
• Клавиша включения катушки - подает питание на подающую и приемную бобины, чтобы расположить ленту для чтения, и переводит считыватель в состояние готовности.
• Клавиша выхода без процесса - подает ленту, пока считыватель не опустеет, и выводит считыватель из состояния готовности.

Кардридер / перфоратор IBM 1622 [ править ]

IBM 1622 Кардридер / удар мог:

• читать максимум 250 карточек в минуту
• перфорируйте максимум 125 карт в минуту. ^[1]

Органы управления 1622 были разделены на три группы: 3 кулисных переключателя управления перфорацией, 6 кнопок и 2 кулисных переключателя управления считывателем.

Перфорированные кулисные переключатели:

• Punch Off / Punch On - Эта качелька включает или выключает механизм перфорации.
• Select No-Stop / Select Stop - этот переключатель выбирается, если перфорированные карты (размещенные в укладчике выбора ошибки перфорации вместо обычного перфоратора) позволяют перфорированию продолжаться или вызывают остановку проверки.
• Необработанный биение - это коромысло с пустым перфоратором, "выбегающие" оставшиеся карты из механизма перфорации.

Кнопки:

• Начать перфорацию - нажатие на эту кнопку при неработающем и включенном перфораторе запускает перфорацию. Теперь компьютер мог перфорировать карты.
• Остановить перфорацию - нажатие этой клавиши при активном перфораторе остановило перфорацию.
• Check Reset - Нажатие этой клавиши сбрасывает все условия «проверки ошибок» в считывателе и перфорации.
• Загрузка - нажатие этой клавиши при бездействующем и включенном считывателе и компьютер в ручном режиме запустил считыватель, сбросил счетчик программ (в основной памяти MARS) на ноль, считал одну карту в буфер считывателя и проверил карту на наличие ошибок, и смоделировал выполнение Read Numeric from Card Reader по адресу ноль (чтение 80 символов буфера считывателя в адреса памяти с 00000 по 00079), затем переключил компьютер в автоматический режим (начало выполнения по адресу в счетчике программ).
• Остановить считыватель - нажатие этой клавиши при активном считывателе остановило считыватель.
• Запуск считывателя - нажатие этой кнопки при включенном и незанятом считывателе запускает считыватель, считывает одну карту в буфер считывателя и проверяет карту на наличие ошибок. Теперь компьютер мог читать карты.

Читатель Кулисные переключатели:

• Необработанный биение - это качелька с пустой загрузочной воронкой, "выбегающие" оставшиеся карты из механизма считывания.
• Reader Off / Reader On - эта кнопка включает или выключает механизм считывания.

Дисковые накопители [ править ]

Управление приводом 1311 Disk.

• Индикатор модуля - этот индикатор показывает номер привода. Когда он горит, диск готов к работе.
• Клавишный переключатель сравнения-запрета - когда этот (только главный) переключатель находится в положении ON и нажата кнопка записи адреса, полная запись трека может быть выполнена без сравнения адресов. Используется для форматирования дисковых пакетов.
• Индикатор Select Lock - когда горит (только Master), один или несколько приводов неисправны. Доступ к диску невозможен.
• Кнопка / индикатор «Запись адреса» - эта кнопка (только для главного устройства) управляет записью адресов секторов. Нажатие на нее переключает это включение и включает / выключает свет.
• Тумблер Enable-Disable - этот переключатель включает или отключает доступ к приводу. Если этот переключатель отключен на главном устройстве, все приводы отключены независимо от состояния их собственных переключателей. Также контролирует счетчик времени использования диска.
• Кнопка Start Stop - нажатие этой кнопки запускает или останавливает двигатель дисковода. Чтобы открыть крышку и заменить пакеты дисков, необходимо остановить двигатель.

Общие [ править ]

Компилятор FORTRAN II и ассемблер SPS были несколько громоздкими в использовании ^{[27] [28]} по современным стандартам, однако, с повторением, процедура вскоре стала автоматической, и вы больше не задумывались о деталях.

GOTRAN был намного проще в использовании, так как он напрямую создавал исполняемый файл в памяти. Однако это не была полная реализация FORTRAN.

Чтобы улучшить это, были разработаны различные сторонние компиляторы FORTRAN. Один из них был разработан Бобом Ричардсоном, ^{[29] [30]} программистом из Университета Райса , компилятором FLAG (FORTRAN Load-and-Go). После того, как колода FLAG была загружена, все, что требовалось, это загрузить исходную деку, чтобы перейти непосредственно к выходной деке; FLAG остался в памяти, поэтому он был немедленно готов принять следующую исходную колоду. Это было особенно удобно при выполнении множества мелких работ. Например, в Оклендском университете процессор пакетных заданий для студенческих заданий (как правило, много небольших программ, не требующих много памяти) выполнял все классы намного быстрее, чем более поздний IBM 1130сделал со своей дисковой системой. Компилятор оставался в памяти, а в оставшейся памяти программа учащегося имела шанс успешно выполнить или потерпеть неудачу, хотя серьезный сбой мог нарушить работу резидентного компилятора.

Позже были введены дисковые устройства хранения, устраняющие необходимость в рабочем хранилище на карточных колодах. Различные колоды карт, составляющие компилятор и загрузчик, больше не нужно извлекать из их шкафов, они могут быть сохранены на диске и загружены под управлением простой дисковой операционной системы: большая активность становится менее заметной, но все еще продолжается .

Поскольку сторона перфорации кардридера-перфоратора не печатала символы на верхней части карточек, приходилось переносить любые выходные колоды на отдельную машину , обычно на IBM 557 Alphabetic Interpreter, который считывал каждую карточку и напечатал его содержимое вверху. Списки обычно создавались путем штамповки колоды листингов и использования бухгалтерской машины IBM 407 для ее печати.

Аппаратная реализация [ править ]

Большая часть логических схем 1620 представляла собой тип резисторно-транзисторной логики (RTL), использующий «дрейфующие» транзисторы (тип транзистора, изобретенный Гербертом Кремером в 1953 году) для их скорости, что IBM назвала логикой резистора с насыщенным дрейфом. (SDTRL). Другие используемые типы схем IBM назывались: Alloy (некоторая логика, но в основном различные нелогические функции, названные по типу используемых транзисторов), CTRL (другой тип RTL, но более медленный, чем SDTRL ), CTDL (тип диодно-транзисторная логика (ДТЛ)) и ДЛ(другой тип RTL, названный в честь типа используемого транзистора, «дрейфовых» транзисторов). Типичные логические уровни всех этих схем ( уровень S ) были высокими: от 0 В до -0,5 В, низкими: от -6 В до -12 В. Логические уровни линии передачи цепей SDTRL ( уровень C ) были высокими: 1 В, низкими: -1 В. В релейных цепях используется один из двух логических уровней ( T Level ): высокий: от 51 В до 46 В, низкий: от 16 В до 0 В или ( Уровень W ), высокий: 24 В, низкий: 0 В.

Эти схемы состояли из отдельных дискретных компонентов, установленных на односторонних бумажно-эпоксидных печатных платах размером 2,5 на 4,5 дюйма (64 на 114 миллиметров) с 16-контактным позолоченным краевым разъемом , который IBM называла картами SMS ( Стандартная модульная система. ). Количество логики на одной карте было таким же, как в одном SSI серии 7400 или более простом пакете MSI (например, от 3 до 5 логических вентилей или пара триггеров).

Эти платы вставлялись в розетки, установленные в дверных стойках, которые IBM называла воротами . В базовой комплектации машина имела следующие «ворота»:

• «Ворота A» - распашные ворота, которые открываются назад для доступа после «ворот B».
• «Ворота B» - задние распашные ворота, которые открываются назад для доступа.
• «Ворота C» - выдвигаются назад для доступа. Консольный интерфейс пишущей машинки. В основном релейная логика.
• «Ворота D» - выдвигаются назад для доступа. Стандартный интерфейс ввода / вывода.

В 1620 использовалось два разных типа оперативной памяти :

• Основная память
  • Совпадающая текущая адресация линии XY
    • 20 000, 40 000 или 60 000 цифр
  • 12-битная пара четно-нечетных цифр
  • 12 однобитовых плоскостей в каждом модуле, от 1 до 3 модулей
    • 10000 ядер на плоскость
• Память для хранения регистров адресов памяти (MARS)
  • Адресация строки слов
    • 16 слов, минимум восемь используются в базовой конфигурации
    • Чтение одного слова, очистка / запись нескольких слов
  • 24-битный, 5-значный десятичный адрес памяти (номер 8 - хранится десять тысяч бит)
  • 1 самолет
    • 384 ядра

Логика декодирования адреса в основной памяти также использовала две плоскости по 100 сердечников импульсного трансформатора на модуль для генерации полутоковых импульсов линии XY.

Было две модели 1620, каждая из которых имела совершенно разные аппаратные реализации:

• IBM 1620 I
• IBM 1620 II

История развития [ править ]

Компьютер для «малого научного рынка» [ править ]

В 1958 году IBM собрала команду в лаборатории развития Покипси, штат Нью-Йорк, для изучения «малого научного рынка». Первоначально в состав команды входили Уэйн Уингер (менеджер), Роберт С. Джексон и Уильям Х. Родс.

Требования и дизайн [ править ]

Конкурирующими компьютерами на этом рынке были Librascope LGP-30 и Bendix G-15 ; оба были машинами с драм-памятью . Самым маленьким компьютером IBM в то время был популярный IBM 650 , десятичный аппарат с фиксированной длиной слова, который также использовал барабанную память. Все трое использовали электронные лампы . Был сделан вывод, что IBM не может предложить ничего нового в этой области. Для эффективной конкуренции потребовалось бы использование технологий, разработанных IBM для более крупных компьютеров, но при этом машина должна была производиться с наименьшими возможными затратами.

Для достижения этой цели команда установила следующие требования:

• Основная память
• Ограниченный набор инструкций
  • Никаких команд деления или операций с плавающей запятой, используйте подпрограммы из «общего программного пакета»
• По возможности заменяйте оборудование существующими логическими функциями машины
  • Никаких арифметических схем, используйте таблицы в основной памяти
• Наименее дорогой ввод / вывод возможен
  • Никаких перфокарт, используйте бумажную ленту
  • Без принтера, используйте пишущую машинку с пультом оператора

Прототип [ править ]

Команда расширилась за счет Энн Декман, Келли Б. Дэй, Уильяма Флорака и Джеймса Брензы. Они завершили прототип CADET (кодовое название) весной 1959 года.

Тем временем предприятие в Сан-Хосе, Калифорния , работало над собственным предложением. IBM смогла построить только одну из двух, и предложение Покипси выиграло, потому что «версия для Сан-Хосе является лучшей и не расширяемой, в то время как ваше предложение имеет все виды возможностей расширения - никогда не предлагайте машину, которую нельзя расширить».

Руководство не было полностью убеждено в том, что основная память может работать на небольших машинах, поэтому Джерри Оттэуэй был предоставлен команде для разработки барабанной памяти в качестве резервной. Во время приемочного тестирования , проведенного лабораторией тестирования продуктов, были обнаружены повторяющиеся сбои основной памяти, и казалось вероятным, что прогнозы руководства сбудутся. Однако в последнюю минуту было обнаружено, что вентилятор для маффинов, используемый для продувки горячим воздухом через пакет сердечников, неисправен, из-за чего сердечник улавливает шумовые импульсы и не может правильно считывать. После того, как проблема с вентилятором была устранена, больше не было проблем с основной памятью, и работа по проектированию барабанной памяти была прекращена за ненадобностью.

Передано в Сан-Хосе для производства [ править ]

После анонса IBM 1620 21 октября 1959 года в связи с внутренней реорганизацией IBM было решено передать компьютер из отдела обработки данных в Покипси (только для крупномасштабных мэйнфреймов) в подразделение General Products в Сан-Хосе ( только небольшие компьютеры и вспомогательные продукты) для производства.

После переноса в Сан - Хосе, кто - то там в шутку предположил , что кодовое название КУРСАНТ фактически выступал за « C an't дд, D oesn't E Вен T чень», имея в виду использование аддитивных таблиц в памяти , а не выделенной капельной схемы (и SDTRL фактически стоял « S старого D собственного T он R Ивера L OGIC» стал общей шуткой среди ВЭ). Это прижилось и стало очень хорошо известно сообществу пользователей. ^{[31] [32] [33]}

«Уровни» реализации [ править ]

• Модель I
  • Уровень А; прототип.
    • Все триггеры в этой конструкции были транзисторными версиями оригинальной схемы триггера Эклза-Джордана . В то время как эта машина была полностью функциональной, было обнаружено , что конденсатор связи , используемый в этом доказанных беспокойном в шумном помещении сигнала реле и синхронизации кулачкового привода переключателей , используемое для привода консоли пишущей машинки. Это потребовало полной переделки машины для использования вместо этого триггеров SR (за исключением двух триггеров, используемых для генерации часов для триггеров SR ). Однако использование термина Триггербыл сохранен во всей документации при упоминании триггера, поскольку это был обычный термин IBM (поскольку альфамерики были их термином для буквенно-цифровых символов).
    • Это единственный уровень, на котором используется цельная вертикальная панель управления. Когда дизайн был перенесен из Покипси в Сан-Хосе, он был изменен на угловую панель управления из двух частей, используемую на всех серийных моделях.
  • Уровень B; первая продукция.
    • Это единственный уровень, на котором используется полированная алюминиевая нижняя панель управления, на более поздних уровнях эта панель была отделана белым.
  • Уровень C; внедрение кардридера / перфоратора 1622.
  • Уровень D; введение 1311 дисководов и добавление опционального "Gate J", содержащего логику управления диском.
  • Уровень E; введение опции с плавающей запятой.
  • Уровень F
  • Уровень G; введение опции прерывания (необходимо для IBM 1710 ).
    • Не поддерживает подпрограммы BT и BB в коде прерывания!
    • Логика управления диском на логике «Gate J» объединена в «Gate A» и «Gate B».
      • Это стало возможным, потому что большая часть логики была сжата с помощью карт, разработанных для Model II.
  • Уровень H; улучшенная опция прерывания, которая поддерживает подпрограммы BT и BB в коде прерывания.
    • Финальная версия Model I.
• Модель II (в настоящее время нет информации об «Уровнях»)

Модель 1620 II , введены основные ALU аппаратные средства для сложения и вычитания (не делая « C an't A дд, D oesn't E VEN T Ry» больше не применимо) и индексные регистры .

• Модель III
  • Работа была начата над моделью III 1620, но проект был быстро отменен, поскольку IBM хотела стимулировать продажи своей новой System / 360 и прекратить выпуск старых линий.

Патенты [ править ]

Известные применения [ править ]

Модель II IBM 1620 использовалась Верлом Н. Хаффом, штаб-квартира НАСА (FOB 10B, Вашингтон, округ Колумбия), чтобы запрограммировать трехмерное моделирование в Фортране привязанной капсулы Близнецов - проблема двух частей ракетного модуля Agena в то время, когда это было не совсем понятно, безопасно ли связывать два объекта вместе в космосе из-за возможных столкновений, вызванных упругими тросами. Тот же компьютер также использовался для моделирования орбит полетов Близнецов, создавая на принтере графики каждой орбиты. Это моделирование проводилось в течение ночи, а данные исследовались на следующий день. ^[34]

В 1964 году в Австралийском национальном университете Мартин Уорд использовал модель I IBM 1620 для вычисления порядка группы Янко J 1 . ^[35]

В 1966 году ITU выпустил пояснительный фильм о системе 1963 года для набора текста на компьютере в Washington Evening Star с использованием IBM 1620 и фотонаборного устройства Linofilm . ^[36]

Использование в кино и на телевидении [ править ]

• Радиопрограмма была разработана DJ Rege Cordic для KDKA Pittsburgh на основе симулятора бейсбольной игры, разработанного Джоном Берджесоном из IBM и его братом Полом, в то время прапорщиком ВМС США. Эта программа использовалась в многочисленных демонстрационных мероприятиях с 1960 по 1963 год в качестве примера возможностей компьютеров для выполнения имитационных упражнений.
• В вымышленном компьютере Colossus of Colossus: The Forbin Project использовалось около дюжины утилизированных лицевых панелей 1620, купленных на излишках, в различной ориентации. ^[37]
• Подобное устройство использовалось в конце эпизода ТВ ^[38] и кино ^[39] из Человек из UNCLE , чтобы изобразить молочница суперкомпьютер.

Первые встречи студентов [ править ]

• Доктор Джеймс Оливер, профессор химии в Университете Юго-Западной Луизианы, получил грант и купил 1620 в 1959 году и в том же году провел первый в университете компьютерный курс. ^[40]
• В 1960-х годах в Университете штата Оклахома был IBM 1620 для студентов инженерных специальностей. ^[41]
• Высшая школа наук Бронкса в Нью-Йорке предоставила свой IBM 1620 студентам, обучающимся на продвинутых технических курсах. ^{[42] [43] [32] [33]}

Анекдоты [ править ]

КАДЕТ [ править ]

Многие сообщества пользователей вспомнить 1620 существо упоминается как CADET , шутя означает « С an't дд, Д oesn't Е VEN Т гу», со ссылкой на использование аддитивных таблиц в памяти , а не специализированных схем сложения. ^[44]

См. Историю разработки для объяснения всех трех известных интерпретаций кодового имени машины.

Для машины было выбрано внутреннее кодовое имя CADET . Один из разработчиков говорят , что стояло « C omputer с AD продвинутых E КОНОМИЧЕСКОЙ T ехнологии», однако другим вспомнить его как просто быть одна половиной «пространство - Кадеты» , где ПРОСТРАНСТВО было внутреннее кодовым названием IBM 1401 машины, также тогда в разработке.

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с IBM 1620 .

• Проект восстановления IBM 1620
• Система обработки данных 1620
• Документы IBM 1620 с сайта bitsavers.org
• Системное справочное руководство для центрального процессора IBM 1620, модель 1 (PDF)
• Системное справочное руководство для центрального процессора IBM 1620, модель 2 (PDF)
• IBM 1620 Model II в Научном центре и технологическом музее Салоник (ссылка на архив)
• Аплет IBM 1620 Simulator (часть проекта восстановления IBM 1620)