Где не использовались компьютеры pdp в первые годы после создания

Обновлено: 06.07.2024

PDP-10 (Programmed Data Processor model 10) — семейство мейнфреймов, производимых компанией DEC с 1966 года. Начиная с 70-х широко использовались в академической среде, в том числе в Массачусетском технологическом институте и университетах Стэнфорд и Карнеги-Меллон.

Содержание

История

Это незавершённая статья. Вы поможете проекту, исправив и дополнив её.

Технические характеристики

Это незавершённая статья. Вы поможете проекту, исправив и дополнив её.

Программное обеспечение

Для мейнфреймов PDP-10 были созданы следующие операционные системы:

  • TOPS-10 (Timesharing/Total OPerating System, первоначально называлась Monitor)
  • TOPS-20 (TENEX)
  • ITS (Incompatible Timesharing System)
  • TYMCOM-X

Эмуляция


Запустить программное обеспечение для PDP-10 можно с помощью эмулятора SIMH.

  • Установите утилиту telnet через Установку и удаление программ (Windows XP), Программы и компоненты (Windows Vista/7) или скачав пакет inetutils из репозитория дистрибутива (Linux).
  • Введите в командной строке:
  • Вы можете зайти под гостевым аккаунтом, введя команду:

Примечание: второе слово считается за пароль, поэтому оно не будет отображаться на экране.

  • Выберите справочный материал:
    • help new-user — инструкция для новичков.
    • tops10 — небольшой интерактивный урок по работе в системе.
    • help games — список доступных развлекательных приложений.
    • Для запуска игры введите ее название, например:

    Также на сайте в разделе mkacct можно зарегистрировать свой собственный аккаунт. На указанный почтовый ящик должно прийти письмо с паролем и краткой инструкцией. В этом случае для входа в систему после подключения к серверу вводите команду:

    Примечание: при вводе пароля он не будет отображаться на экране.

    Для PDP-10 было написано немало игр, оказавших влияние на развитие всей игровой индустрии. Ниже представлен перечень наиболее известных из них:

      (1971) и Dungeon (1975) — одни из первых представителей жанров спортивного симулятора и RPG. Разработчиком обеих игр является Дон Даглоу. (1972) — классическая игра в жанре Adventure. (1976-77) — первая игра в жанре Interactive Fiction. Также известна как ADVENT и Adventure. (1977) — пошаговая стратегическая игра. (1977-79) — ранний представитель текстовых квестов. (1978) — многопользовательская игра, действие которой происходит во вселенной Star Trek. (1978) — основоположник одноименного семейства многопользовательских текстовых ролевых игр. (1979-83) — текстовый квест, в котором задачей игрока является поиск сокровищ в доме с привидениями.

    Также смотрите тему на нашем форуме [1], в которой выложены скриншоты из игр для PDP-10.

    В 1957 году Кеннет Олсен и Харлан Андерсон учредили компанию Digital Equipment Corporation (DEC), которая выпустила свой первый компьютер PDP-1. До этого Олсен и Андерсон принимали участие в разработке машин AN/FSQ- 7, TX-0 и TX-2 при лаборатории Lincoln Labs.


    AN/FSQ- 7


    TX-0



    TX-2

    Компания расширялась, развивалась и благодаря тому, что стоимость таких мини-компьютеров была сравнительно не высокой (PDP-1 стоил 120 тысяч долларов, в то время как большие ЭВМ, мейнфреймы стоили больше миллиона долларов), быстро нашла своих покупателей и заняла новую нишу на рынке. DEC предоставили рынку небольшие и недорогие компьютеры, как альтернативу мейнфреймам IBM. В последствии было выпущено 16 моделей ЭВМ семейства PDP. Каждая последующая модернизация PDP повышала производительность ЭВМ, расширялась номенклатура периферийных устройств.

    PDP-1 представлял собой компьютер с оперативной памятью 4К 18 битовых слов. Быстродействие компьютера — 200 тысяч команд в секунду. Его стоимость составляла менее 5% стоимости IBM 7094. Изначально, компьютер PDP-1 использовался для обучения студентов. Слава к PDP-1 пришла вскоре: конгресс США выбрал этот компактный компьютер в качестве типовой вычислительной платформы, которая использовалась в мобильных сейсмостанциях для мониторинга ядерных испытаний. Начали поступать заказы от NASA и других коммерческих организаций. Началось его серийное производство, он был «окрещен» — Programmed Data Processor (PDP).

    Считывающее устройство машины PDP-1 было построено на фотоэлементах и его быстродействие достигало 400 символов в секунду, что было большим преимуществом по сравнению с используемыми на то время флексорайтерами (Flexowriter), быстродействие которого составляло всего 10 символов в секунду.



    Flexowriter

    Принцип работы флексорайтера был прост: инженер набирал текст как на обычной пишущей машинке, флексорайтер печатал его на бумаге и проделывал отверстия в перфоленте, после этого перфолента использовалась для ввода данных в ЭВМ.

    Машина была оснащена дисплейной станцией, которая была монохромной с ЭЛТ-дисплеем, диаметром 16 дюймов с разрешением 1024 х 1024 точки (количество точек, которые могут быть заданы, в качестве граничных координат отображаемых отрезков).



    PDP-1


    Один экземпляр был презентован студентам МТИ (Массачусетский технологический институт). Студент Стефен Пайнер написал одну из первых в мире программ для редактирования текста для PDP-1. Всего было выпущено 50 PDP-1, вторая модель PDP-2 не была запущенна в серийное производство, а был создан только прототип.

    PDP-3 была разработана по заказу правительства (предположительно ЦРУ) в единственном экземпляре.

    Следующая модель семейства PDP — PDP-4 – была во многом схожа с PDP-1, увидела свет в 1962 году. Важно отметить, что программной совместимости между машинами тогда еще не было.



    PDP-4


    По заказу комиссии по атомной энергетике в 1963 году была разработана PDP-5 для управления атомными реакторами. Данная модель использовалась вместе с машиной PDP-4, которая была основным управляющим компьютером. Позже мини-компьютер PDP-5 стал предшественником PDP-8. Стоимость такой машины составляла всего 27 тыс. долларов, за все время было выпущено 1000 экземпляров. Это была 12-разрядная машина, с ОЗУ в 4K слов и простым, но мощным набором команд. Цикл обращения к памяти составлял 6 микросекунд.



    PDP-5

    PDP-5 представлял собой одноадрессный параллельного действия 12-битный компьютер с двоичной системой счисления.

    В конце 1964 года на рынке появилась первая машина, созданная на основе мультипроцессорной технологии — PDP-6. В основном машина использовалась для обработки данных, всего было произведено около 20 экземпляров. В то время это был «революционный» компьютер.


    Это была первая машина с концепцией «разделения времени» (time-shared), что позволило многим пользователям одновременно взаимодействовать с одним компьютером. Такая система выделяет каждому пользователю некоторое время процессора для выполнения задачи. Это была 36 разрядная машина, цикл обращения к памяти — 2 микросекунды. Стоимость такого мини-компьютера составляла приблизительно 300 тыс. долларов.



    PDP-6



    PDP-7

    Цикл обращения к памяти составлял 1.75 микросекунды, время выполнения операции сложения — 4 микросекунды. Мини-компьютер был снабжен клавиатурой, принтером и ленточным дисководом DECtape.

    Вскоре поступил заказ от канадской энергетической компании на создание машины для управления ядерным реактором. Было принято решение спроектировать универсальную машину. Так в 1965 году появилась PDP-8 – первая машина семейства PDP-8, она стала первой в мире машиной массового производства и самой успешной разработкой компании DEC. Стоимость машины составляла 18 тыс. долларов, позже цена была снижена.


    Первая PDP-8 была 12-разрядным мини-компьютером с оперативной памятью в 4 Кбайта, с возможностью расширить ее до 48 Кбайт, время обращения к памяти составляло 1,2 мкс. Базовая оперативная память составляла 4096 12-разрядных слов, которые были разбиты на страницы по 128 слов в каждой. Производительность машины составляла 385 тыс. сложений в секунду, операция вычитания занимала 5 мкс, умножение двух 12-разрядных чисел со знаком, дающее 24-разрядный результат, – 256,5 мкс., при делении – 342,4 мкс. Для повышения скорости при операциях умножения/деления была разработана опциональная плата арифметического ускорителя (Extended Arithmetic Element).


    В состав программного обеспечения входили такие процедурные языки программирования (ЯВУ) высокого уровня: Фортран (две версии), FOCAL, DIBOL, разнообразные макроассемблеры, Бейсики, утилиты, отладчики, однозадачная ОС.

    Под семейство PDP-8 было написано более тысячи программ, разработано более 60 периферийных устройств, среди них магнитные диски, ленты. К машине можно было подключать накопители на магнитной ленте IBM, 17 типов телетайпов, графические дисплеи, устройства для чтения перфоленты и вывода на перфоленту. Важно, что для PDP-8 были разработаны платы ввода и вывода аналоговых сигналов, что позволило применять ее в составе лабораторного оборудования.

    За 15 лет были разработаны такие модели семейства PDP-8: LINC-8, PDP-8/S, PDP-8/I, PDP-8/L, PDP-12, PDP-8/E – 8/E, PDP-8/F, PDP-8/M, PDP-8/A, совместимый с PDP-8 однокристальный микропроцессор Intersil 6100 для терминала VT78, совместимый с PDP-8 однокристальный микропроцессор Harris 6120.



    PDP-8/I



    передняя панель PDP-8/E



    PDP-9

    В 1969 году на базе PDP-6 была создана PDP-10. Выпускалась она под названием DECSYSTEM-20, и была 36 разрядным мини-компьютером. В то время машина предоставляла более широкие возможности при программировании на ассемблере, имела большой набор команд для выполнения команд, для выполнения операций с отдельными битами, для работы с полями и целыми числами.



    PDP-10



    процессор PDP-11

    Первой моделью данного семейства был компьютер PDP 11/20. По разным данным всего было выпущено от 16 до 22 разных моделей. «Генеалогическое дерево» PDP-11 запутано и сложно.



    PDP-11/20

    D 1973 году вышла PDP-11/40, обладала 18 разрядным MMU, FPU и EIS/FIS (extended/floating point instruction set). Под нее была разработана графическая рабочая станция GT44. Машины 11/40 часто использовались в DECsystem-10 (KL10) в качестве процессоров ввода-вывода. ОС для PDP-11/40 — DOS/BATCH, RSX11, RT-11 и RSTS.

    В 1975 году была разработана следующая машина линейки PDP-11/03, в ней использовалась полупроводниковая технологии LSI (процессоры LSI-11, LSI-11/2). PDP-11/03 применялся в качестве препроцессора для VAX11-780. Данная модель была с самым низким показателем быстродействия по сравнению со своими «собратьями».

    Весной в 1975 году увидел свет самый большой миникомпьютер линейки PDP-11/70, с процессором KB11B, в котором была кэш память (2 Кб биполярной памяти). Было выпущено около 10 тысяч экземпляров.



    PDP-11/70



    PDP-11/34



    PDP 11/55

    PDP-11 имел невероятный успех, в СССР был «полностью срисован» процессор КМ1801ВМ2 (аналог DEC LSI-11/03) и на его базе построены практически полные клоны PDP-11 — ДВК и серия микрокомпьютеров, таких как БК-0010, УКНЦ и МК-90 "… Вариации на тему PDP-11 привились в нашей стране под двумя названиями: СМ-ЭВМ и «Электроника».

    В 1969 была разработана PDP-12, таких машин было выпущено в количестве 725 штук, продавались они по 27 900 долларов. Это был двухпроцессорный 12 битный мини-компьютер. Основной операционной системой на PDP-12 была LAP6-DIAL (Display Interactive Assembly Language), позже она была вытеснена одной из версий операционной системы OS/8 (OS/12).



    PDP-12

    PDP-14 представлял собой 1-битную машину, программируемый контроллер. Состоял из блока управления и нескольких систем, размещенных в автономном внешнем шкафу.




    PDP-15

    В 1972 году был разработан PDP-16, за все время было выпущено всего 3 экземпляра такой специализированной модульной системы.


    Корпорация Digital Equipment и ее мини-компьютеры PDP по праву вошли в историю развития IT рынка, став легендой.

    Сложно представить, что транзисторы когда-то могли занимать настолько много места. В наше время есть микрочипы с миллиардом подобных электронных элементов.

    В первой части статьи мы проследили за первыми шагами компьютерной индустрии и сделали определенные выводы. Вычислительные машины прошли длинный путь от странных аналоговых систем на основе воды и газа до устройств на базе электронных компонентов. Прогрессивные умы западных стран осознали, что средствами из государственного бюджета сыт не будешь, и освоили коммерческий выпуск компьютеров.

    С приходом серьезных денег у производителей открылось второе дыхание. Теперь они не только создавали инновационные системы, вершили ход истории и изменяли быт людей, но и получали приличные доходы. Внушительные бюджеты подстегнули многочисленных разработчиков отделиться от институтских групп и основать свои собственные конторы. Плюс к этому компьютерами заинтересовались многие прозорливые бизнесмены.

    Самую главную лепту в развитие компьютерной техники внесла наука. Финансируемые правительством исследования в области электронных компонентов принесли миру одно из важнейших изобретений прошлого столетия. Речь о транзисторе. Столь обыденный в наше время компонент навсегда изменил компьютерную отрасль.

    В этот раз мы проследим за дальнейшей хронологией событий и выясним, что было после выпуска первого мейнфрейма IBM 701 Electronic Data Processing Machine в эпоху правления громадных машин класса UNIVAC I.

    Реформа века

    Транзисторный мейнфрейм серии IBM 7000 занимал целую комнату. Кстати, в центральной части фотографии изображен тот самый «скоростной принтер».

    Свойства и особенности строения транзистора сделали его идеальной заменой широко используемым вакуумным трубкам. Производство новых компонентов было дешевле, транзисторы меньше грелись и работали на невиданной для тех времен скорости. Так, переход бинарного состояния (от состояния «0» к состоянию «1» и обратно) в транзисторах происходил за миллионную или даже миллиардную долю секунды. Плюс ко всему, транзисторы были компактнее и позволили уменьшить размер компьютеров. Новые ПК могли содержать на сравнительно небольшой площади десятки тысяч элементов бинарной логики. Напомним, что доисторические системы вроде UNIVAC I занимали многие квадратные метры в вычислительных центрах того времени.

    На первых порах производство транзисторов влетало в копеечку, так что скептически настроенные аналитики не верили в будущее транзисторных компьютеров. Считалось, что будет построено несколько подобных машин, после чего создатели убедятся в несостоятельности идеи. Как показала история, скептики были глубоко неправы.

    Компьютеры второго поколения обычно состояли из комплекта модулей, в каждом из которых располагалась печатная плата с несколькими наборами логики. В то время рынок вычислительных систем начала завоевывать IBM. Прозорливые работники компании смогли разобраться в нуждах клиентов и одно за другим стали выпускать «правильные» устройства. Так, в начале 50-х годов появились модульные транзисторные машины IBM 7000, они сразу же выместили с рынка менее производительные IBM 700 на основе вакуумных трубок. И это несмотря на отсутствие какой-либо совместимости (об этом в середине 50-х годов прошлого века никто особо не задумывался). Новые машины использовали память на магнитных сердечниках, поддерживали накопители на магнитных лентах, принтеры, устройства для загрузки программ и печати на перфокартах.

    Стильный шкаф DEC PDP-8 вдохновил многочисленных производителей на выпуск схожих по функциональности компьютеров. Интересно, как бы поступила с ними компания DEC, если бы описываемые события происходили в наше время?

    Аналогичный подход к построению компьютеров IBM использовала и в следующих серийных машинах IBM 1400, их представили в начале 1960-х. Системы могли работать независимо или дополнять существующие комплексы (например, устройства для подсчета перфокарт). Компьютеры хранили данные в памяти на основе магнитных сердечников, поддерживали дисковые накопители, привода для чтения магнитной ленты и даже высокоскоростные принтеры. Начиная с 1959 года компания представила несколько модификаций IBM 1400 для различных сфер деятельности. Компьютеры устанавливали в банки для обсчета транзакций, использовали на предприятиях самого разного уровня. Машины поддерживали несколько языков программирования, включая достаточно продвинутые COBOL и Fortran.

    Транзисторная электроника захватила умы производителей периферии. Новые элементы позволили создать первый в истории магнитный накопитель IBM 350 RAMAC. Для хранения 4,4 Мб данных устройство использовало пятнадцать магнитных дисков диаметром 610 мм. Все это умещалось в огромной по современным меркам коробке размером 1,7x1,5х0,7 м. Система хранения дополнила компьютер IBM 305, целиком комплекс продавался за $160 000.

    Остальные компании не решались конкурировать с IBM на рынке вычислительных машин. Видимо, причиной тому стало тяжкое послевоенное время. Затронутые войной страны отходили от шока, денег на развитие вычислительной техники не выделялось. Вполне возможно, что разработки и велись, но результаты оказались настолько ничтожными, что история не сохранила о них никаких упоминаний.

    Единственную более-менее удачную компьютерную систему того времени разработала итальянская фирма Olivetti. Модельный ряд электронных калькуляторов в 1959-м пополнила транзисторная система Elea 9003. Непонятно, какие сверхъестественные силы помогали неопытным работникам Olivetti при создании первого устройства. За их плечами не было опыта и бесконечных финансовых ресурсов американских коллег. Тем не менее машина на основе транзисторов и германиевых диодов заработала.

    Elea 9003 успешно продавалась на внутреннем рынке Италии и даже приносила деньги своим создателям. Olivetti удалось продать целых 110 машин, что весьма немало с учетом маркетинговых ограничений производителя. К сожалению, внезапные смерти Адриано Оливетти в 1960 году и Марио Чоу в 1961-м положили конец дальнейшей жизни фирмы. Вялый противоречивый менеджмент новых хозяев, узкий внутренний рынок Италии и отсутствие какой-либо поддержки со стороны правительства негативно сказались на финансовом благосостоянии компании. Электронное подразделение Olivetti пришлось продать заморской корпорации General Electric в 1964 году (чуть позже результаты наработки подразделения были использованы для создания первого персонального компьютера Olivetti — машины Programma 101).

    На круглом мониторе PDP-1 игра про космос выглядит очень даже органично. Вот он, прародитель современных космических симуляторов! Кстати, мощности машины хватало на то, чтобы обрабатывать движения кораблей с учетом особенностей космического пространства.

    Многие компьютеры того времени для основных вычислений и соединения с периферией использовали раздельные процессоры. К примеру, выделенный коммуникационный блок отвечал за связь с устройством для чтения перфокарт, в то время как основной вычислительный блок выполнял расчеты и бинарные инструкции. Данные своевременно передавались от одного блока к другому по двум раздельным системным шинам. Второе поколение компьютеров ознаменовало эпоху удаленного управления — команды отсылались по телефонной линии. Таким образом, оператор и вычислительная машина могли находиться за многие километры друг от друга. Впоследствии подобная схема коммуникации эволюционировала в интернет.

    В 1957 году на рынке появилась компания Digital Equipment Corporation. Ее основали выходцы из Массачусетского технологического университета (известная на весь мир аббревиатура MIT принадлежит именно этому учебно-исследовательскому заведению). 70-тысячный капитал на развитие предоставил Джордж Дориот из American Research and Development Corporation, закипела работа. У самоотверженных девелоперов уже был опыт создания компьютеров, но MIT не смог оправдать их надежды. Именно поэтому они создали свой собственный бизнес. Идея сделать программируемый процессор появилась не сразу. Сначала компания занялась выпуском наборов логики и других вычислительных элементов. Наработав небольшое портфолио, DEC принялась за свою первую компьютерную микроархитектуру Programmable Data Processor 1 (PDP-1).

    Первый компьютер PDP-1 представили в начале 60-х годов. Громоздкая система использовала 9 Кб памяти (с возможностью модификации до 144 Кб) на магнитных сердечниках, поддерживала периферию, включая бумажные перфоленты в качестве основного хранилища данных. Машину принято ассоциировать с первой компьютерной игрой SpaceWar. Ее суть была в следующем: на странного вида экране схематично отображались два космических корабля, которые сражались в гравитационном поле некой звезды. Архитектурные особенности машины привели к появлению первых хакеров. Вот только, взламывая компьютер, они всего лишь писали музыку, так что хакерами их можно назвать с большой натяжкой. Последние три сохранившиеся PDP-1 в данный момент принадлежат Музею компьютерной истории.

    Последующие модификации PDP были не такими успешными, вплоть до появления PDP-8. Сложно сказать, с чем были связаны эти трудности. Возможно, сотрудники DEC просто перестали понимать ситуацию на рынке.

    Olivetti. От мейнфреймов к сахарной бумаге
    Бездушный математик. История развития вычислительных систем до появления персональных компьютеров, часть 2

    Золотые годы компании связывают с именем Адриано Оливетти (сына Камилло) — человека с завидным творческим мышлением. Именно он первым в Италии принял вызов, брошенный электроникой. В 1952 году Адриано открыл лабораторию в Коннектикуте, а в 1955-м основал неподалеку от Пизы центр научных исследований в области электроники. Как раз там, в 1959 году, и был разработан первый электронный калькулятор Olivetti. Однако руководство компании не вдохновили маленькие победы в этой области. А тут еще Адриано разбил паралич, и вскоре он скончался.

    Дальнейшая история компании — это череда взлетов и падений, которые в конечном итоге вывели Olivetti на рынок электроники. В 1983 году фирма заключила контракт с американской AT&T, приобщившись таким образом к телекоммуникационному бизнесу. В результате Olivetti расширила модельный ряд и начала производить ЭВМ для ведения бухгалтерии, принтеры, факсы, кассовые аппараты, копировальные машины. Затем компания резко переключилась на рынок сотовой связи и в 1997 году решила отказаться от производства персональных компьютеров. Уже в наше время произошло слияние Olivetti и Telecom Italia.

    Сегодня Olivetti уже не та, что была при Адриано Оливетти. Она производит калькуляторы, пишущие машинки, органайзеры, карманные компьютеры, факсы и принтеры, среди которых есть даже кондитерская модель, которая использует для печати «съедобную бумагу» различных сортов и вкуса (сахарную, вафельную и др.). Как видите, от смелых экспериментов в области мейнфреймов не осталось и следа.

    Новый завет

    При взгляде на компьютер IBM System/360 сразу становится понятно, что изготовлен он во времена хиппи. Вы только посмотрите на эти цвета!

    Разработки на рынке электронных компонентов шли вперед. Развитие программного обеспечения, появление операционных систем — все это создало новые требования к выпускаемым компьютерам. О совместимости в то время рассуждали мало, так что проблемы застали производителей в самый неожиданный момент. Только представьте: разные компьютеры в рамках одного модельного ряда, скажем, IBM были не совместимы друг с другом! То есть переход на новое, более мощное поколение каждый раз требовал замены ПО и даже периферии. По этой причине многие корпорации предпочитали сохранять верность пусть и устаревшим, но привычным системам с уже закупленным парком периферии. Разумеется, подобный подход не устраивал создателей компьютеров. Отсутствие совместимости мешало компаниям двигаться дальше и продавать новые машины.

    Вот тогда-то IBM и придумала аппаратный комплекс с разделением на архитектуру и реализацию. Новый подход позволил создать иерархическую линейку совместимых друг с другом машин. Философия совместимости в наши дни совершенно очевидна, но тогда, на заре компьютерной эпохи, производители даже не задумывались об этом. А когда, наконец, задумались, на рынке появилась линейка мейнфреймов IBM System/360 (1964 год).

    Система навсегда изменила рынок компьютеров. Отныне маленькое предприятие могло купить недорогую машину и, в зависимости от своих потребностей, усовершенствовать ее малой кровью. Изначальная линейка S/360 содержала шесть моделей и сорок различных элементов периферии. Анонсированные в 1964 году системы 360/30, 360/40, 360/50, 360/60, 360/62, 360/70 содержали модели для замены устаревших линеек IBM 1400 (первые три) и IBM 7000 (последние). Самая дешевая 360/20 была представлена чуть позже. Она содержала 4 Кб памяти, восемь 16-битных регистров и ограниченный набор инструкций. Машина предназначалась для небольших компаний. IBM предусмотрела режим совместимости с устаревшими системами — новые компьютеры могли эмулировать архитектуру старых на программном уровне.

    Пульт управления IBM System/360 представлял собой доску с разноцветными переключателями и лампочками. Клавиатуру с мышью на тот момент еще не успели придумать.

    Производитель представлял модификации S/360 вплоть до 1977 года. Именно тогда машины были сняты с производства и практически полностью исчезли с рынка. Примерно в то же время начали свое победное шествие микропроцессоры, благодаря которым свет увидели компактные компьютеры для домашнего и офисного использования.

    Главным конкурентом IBM на тот момент являлась компания DEC со своей архитектурой PDP. Система PDP-8 в 1964 году принесла производителю большую известность и успех. 12-битный компьютер занимал не так много места и продавался за $16 000. PDP-8 пользовалась популярностью на производствах, в железнодорожных учреждениях и лабораториях. Все компоненты системы были заключены в шкаф с черными дверцами и блоком управления в нижней части. Устройство получилось очень удачным и вдохновило многих производителей на выпуск схожих моделей. Есть даже версия, что великая и могучая Intel создавала свой 4-битный процессор 4004 с оглядкой на PDP-8.

    Следующий за PDP-8 успешный релиз последовал в конце 60-х годов — компания DEC представила PDP-10. 36-битный компьютер использовал архитектуру PDP-6 в паре со значительно улучшенными функциональными блоками. Компьютер все еще содержал дискретные процессоры на логических схемах. Вычислительный блок был собран в симпатичном синем корпусе размером с комнату. В основу PDP-10 легла операционная система под названием Monitor (чуть позже ее переименовали в TOPS-10). Как и его предшественник, компьютер пользовался колоссальной популярностью. Настолько серьезной, что сторонние производители не стеснялись выпускать аналогичные во всем копии этого устройства. Судиться из-за кражи интеллектуальной собственности в те времена никто даже не помышлял.

    К середине 1970-х на рынок вычислительных систем вышло большое число новых компаний, но изменить надвигающуюся тенденцию им не удалось — индустрия неумолимо двигалась по пути миниатюризации компонентов, и первые функциональные микропроцессоры стали тому подтверждением.

    Блок управления мейнфреймом IBM System/370 чем-то напоминает диджейскую консоль — с midi-контроллером и фейдерами. А ведь людям на ней приходилось программировать…

    Разработчики из центра Xerox PARC обиделись на руководство из-за того, что вместо компьютера PDP-10 им досталась другая система. В итоге парни собрали свой собственный полнофункциональный клон PDP-10.

    Компьютер в каждый дом

    К середине 70-х годов понятие «мейнфреймы» окончательно уступило место термину «микрокомпьютеры». Гигантские системы ушли в прошлое, уступив место компактным и более производительным машинам.

    Так, компания DEC перешла к выпуску компьютеров VAX. Эти системы называют квинтэссенцией процессорной архитектуры CISC с огромным количеством режимов адресации и машинных инструкций. VAX заменили PDP на боевом посту, а DEC решила отказаться от старой архитектуры и заняться развитием новых концепций.

    В то же время IBM продолжала продвигать линейку S/370. На рынке появлялись новые, существенно модифицированные модели с увеличенным количеством памяти, доработанной периферией и другими возможностями. Свои системы представила компания Hewlett-Packard. Модели из серий HP 2100, HP 3000 снискали популярность в корпоративном сегменте.

    Четвертое поколение компьютеров ознаменовало появление микропроцессоров вроде Intel 4004. Конечно, на протяжении долгого срока миниатюрные вычислительные блоки оставались не у дел (из-за смешной производительности при высокой стоимости производства). Первые подвижки случились в 1975 году, когда на рынок вышел микрокомпьютер Altair 8800. Начиная с этого момента развитие подобных систем пошло семимильными шагами. Конец эры мейнфреймов ознаменовало появление микрокомпьютеров IBM PC в 1981 году.

    Микрокомпьютер, сейчас и 30 лет назад.

    А дальше?

    В этом месте история мейнфреймов и мини-компьютеров обрывается. С начала 80-х годов рынок поработили многочисленные настольные ПК на основе интегральных микросхем и микропроцессоров. Мейнфреймы уступили место суперкомпьютерам — мощнейшим конфигурациям для сложных математических расчетов. Рынок быстро заняли устройства Сеймура Крея и других разработчиков, чьи имена вошли в историю.

    Мейнфреймы выполнили свою главную задачу — они послужили переходным звеном между огромными малофункциональными компьютерами и микросистемами четвертого поколения. Именно мейнфреймы позволили производителям обкатать стандартизированные технологии, которыми индустрия пользуется и по сей день.

    Суперкомпьютеры CRAY — современные наследники мейнфреймов прошлого.

    Когда мы говорили о хакерах из Массачусетского технологического института, мы, конечно же, не имели в виду злостных взломщиков чужих ПК. Речь идет о талантливых программистах, которые умели нетрадиционно использовать возможности компьютерных систем того времени.

    К примеру, они научили машину PDP-1 музыке. Ну, конечно, симфонический оркестр она заменить была не в состоянии, но воспроизводить разные мелодии — вполне. Очень интересна технология звучания PDP-1. Звуки издавали переключатели типа flip-flop, которые хранили один бит информации. Система могла одновременно озвучить четыре разных ноты. Перевод музыки в язык, понятный машине, осуществляли при помощи специального компилятора (Harmony Compiler), разработанного Питером Самсоном. Программа была довольно-таки сложна в освоении и изначально заточена для компиляции музыки эпохи барокко.

    Сложно и неудобно? Не спорим, однако этого вполне хватило, чтобы перевести в «железную музыку» произведения Баха, Моцарта, рождественские мелодии и еще пару часов разной попсы середины 60-х.

    Первые центральные процессоры были многоножками

    1940–1960-е годы

    Прежде чем углубляться в историю развития центральных процессоров, необходимо сказать несколько слов о развитии компьютеров в целом. Первые CPU появились еще в 40-х годах XX века. Тогда они работали с помощью электромеханических реле и вакуумных ламп, а применяемые в них ферритовые сердечники выполняли роль запоминающих устройств. Для функционирования компьютера на базе таких микросхем требовалось огромное количество процессоров. Подобный компьютер представлял собой огромный корпус размером с достаточно большую комнату. При этом он выделял большое количество энергии, а его быстродействие оставляло желать лучшего.

    Компьютер, использующий электромеханические реле

    Однако уже в 1950-х годах в конструкции процессоров стали применяться транзисторы. Благодаря их применению инженерам удалось добиться более высокой скорости работы чипов, а также снизить их энергопотребление, но повысить надежность.

    В 1960-х годах получила свое развитие технология изготовления интегральных схем, что позволило создавать микрочипы с расположенными на них транзисторами. Сам процессор состоял из нескольких таких схем. С течением времени технологии позволили размещать все большее количество транзисторов на кристалле, в связи с чем количество используемых в CPU интегральных схем сокращалось.

    Тем не менее архитектура процессоров была всё ещё очень и очень далека от того, что мы видим сегодня. Но выход в 1964 году IBM System/360 немного приблизил дизайн тогдашних компьютеров и CPU к современному — прежде всего в плане работы с программным обеспечением. Дело в том, что до появления этого компьютера все системы и процессоры работали лишь с тем программным кодом, который был написан специально для них. В своих ЭВМ компания IBM впервые использовала иную философию: вся линейка разных по производительности CPU поддерживала один и тот же набор инструкций, что позволяло писать ПО, которое работало бы под управлением любой модификации System/360.

    Компьютер IBM System/360

    По своей архитектуре процессор IBM System/360 являлся CISC-решением. Как вы знаете, все интегральные схемы делятся на две большие категории: RISC (Reduced Instruction Set Computer) и CISC (Complex Instruction Set Computer). Вторые работают со сложными инструкциями, а первые — с упрощенными. С точки зрения современных достижений, сложность инструкций для CISC-процессоров заключается в том, что их длина не ограничена. Вдобавок к этому они могут содержать сразу несколько арифметических действий. Однако в то время дизайн RISC не существовал в принципе, и IBM, а также другие производители использовали CISC-архитектуру вплоть до 1980-х годов.

    Несмотря на высокую стоимость, System/360 стал относительно успешным на рынке. Во время презентации компьютера во всех городах США присутствовало порядка 100 тысяч бизнесменов, говорится в официальном пресс-релизе IBM от 7 апреля 1964 года. В первый месяц американская компания получила более 1000 заказов на IBM System/360 и еще одну тысячу в последующие четыре месяца. Для того времени цифры более чем впечатляющие. Компьютеры System/360 также активно использовались агентством NASA для управления космическими полетами в ходе программы «Аполлон».

    IBM zSeries до сих пор поддерживают работу программного обеспечения, написанного для платформы System/360

    Возвращаясь к теме совместимости System/360, нужно подчеркнуть, что IBM уделила очень много внимания данному аспекту. Например, современные компьютеры линейки zSeries до сих пор поддерживают работу программного обеспечения, написанного для платформы System/360.

    Первым коммерчески успешным устройством DEC стал компьютер PDP-8, выпущенный в 1965 году. В отличие от PDP-1, новая система была 12-битной. Стоимость PDP-8 составляла 16 тысяч долларов США – это был самый дешевый миникомпьютер того времени. Благодаря столь низкой цене устройство стало доступно промышленным предприятиям и научным лабораториям. В итоге было продано около 50 тысяч таких компьютеров. Отличительной архитектурной особенностью процессора PDP-8 стала его простота. Так, в нем было всего четыре 12-битных регистра, которые использовались для задач различного типа. При этом PDP-8 содержал всего 519 логических вентилей.

    Компьютер PDP-8. Кадр из фильма «Три дня Кондора»

    Intel 4004

    1971 год вошел в историю как год появления первых микропроцессоров. Да-да, таких решений, которые используются сегодня в персональных компьютерах, ноутбуках и других устройствах. И одной из первых заявила о себе тогда еще только-только основанная компания Intel, выпустив на рынок модель 4004 — первый в мире коммерчески доступный однокристальный процессор.

    Прежде чем перейти непосредственно к процессору 4004, стоит сказать пару слов о самой компании Intel. Её в 1968 году создали инженеры Роберт Нойс и Гордон Мур, которые до того момента трудились на благо компании Fairchild Semiconductor, и Эндрю Гроувом. Кстати, именно Гордон Мур опубликовал всем известный «закон Мура», согласно которому количество транзисторов в процессоре удваивается каждый год.

    Уже в 1969-ом, спустя всего лишь год после основания, компания Intel получила заказ от японской компании Nippon Calculating Machine (Busicon Corp.) на производство 12 микросхем для высокопроизводительных настольных калькуляторов. Первоначальный дизайн микросхем был предложен самой Nippon. Однако такая архитектура не приглянулась инженерам Intel, и сотрудник американской компании Тед Хофф предложил сократить число микросхем до четырех за счет использования универсального центрального процессора, который бы отвечал за арифметические и логические функции. Помимо центрального процессора, архитектура микросхем включала оперативную память для хранения данных пользователя, а также ПЗУ для хранения программного обеспечения. После утверждения окончательной структуры микросхем продолжилась работа над дизайном микропроцессора.

    В апреле 1970 года к команде инженеров Intel присоединился итальянский физик Федерико Фаджин, который до этого также работал в компании Fairchild. У него был большой опыт работы в области логического проектирования компьютеров и технологий МОП (металл-оксид-полупроводник) с кремниевыми затворами. Именно благодаря вкладу Федерико инженерам Intel удалось объединить все микросхемы в один чип. Так увидел свет первый в мире микропроцессор 4004.

    Процессор Intel 4004

    Что касается технических характеристик Intel 4004, то, по сегодняшним меркам, конечно, они были более чем скромные. Чип производился по 10-мкм техпроцессу, содержал 2300 транзисторов и работал на частоте 740 кГц, что означало возможность выполнения 92 600 операций в секунду. В качестве форм-фактора использовалась упаковка DIP16. Размеры Intel 4004 составляли 3x4 мм, а по бокам располагались ряды контактов. Изначально все права на чип принадлежали компании Busicom, которая намеревалась использовать микропроцессор исключительно в калькуляторах собственного производства. Однако в итоге они позволили Intel продавать свои чипы. В 1971 году любой желающий мог приобрести процессор 4004 по цене примерно 200 долларов США. К слову, чуть позже Intel выкупила все права на процессор у Busicom, предрекая важную роль чипа в последующей миниатюризации интегральных схем.

    Процессор Intel 4040

    Спустя три года после выхода процессора Intel 4004 увидел свет его преемник — 4-битный Intel 4040. Чип производился по тому же 10-мкм техпроцессу и работал на той же тактовой частоте 740 кГц. Тем не менее, процессор стал немного «сложнее» и получил более богатый набор функций. Так, 4040 содержал 3000 транзисторов (на 700 больше, чем у 4004). Форм-фактор процессора остался прежним, однако вместо 16-пинового стали использовать 24-пиновый DIP. Среди улучшений 4040 стоит отметить поддержку 14 новых команд, увеличенную до 7 уровней глубину стека, а также поддержку прерываний. «Сороковой» использовался в основном в тестовых устройствах и управлении оборудованием.

    Intel 8008

    PDP-11 представляет собой серию из 16-битных миникомпьютеров проданных Digital Equipment Corporation (DEC) с 1970 в 1990 - е года, один из набора продуктов в процессоре Запрограммированных данных серии (PDP). В общей сложности было продано около 600 000 PDP-11 всех моделей, что сделало эту линейку продуктов DEC одной из самых успешных. Некоторые эксперты считают PDP-11 самым популярным мини-компьютером. [1] [2]

    PDP-11 включал ряд инновационных функций в свой набор команд и дополнительные регистры общего назначения, которые значительно упрощали программирование, чем предыдущие модели серии PDP. Кроме того, инновационная система Unibus позволила внешним устройствам легко подключаться к системе с помощью прямого доступа к памяти , открывая систему для широкого спектра периферийных устройств . PDP-11 заменил PDP-8 во многих приложениях реального времени , хотя обе линейки продуктов работали параллельно более 10 лет. Простота программирования PDP-11 сделала его очень популярным и для универсальных вычислений.

    Дизайн PDP-11 вдохновил на создание микропроцессоров конца 1970-х, включая Intel x86 [1] и Motorola 68000 . Конструктивные особенности операционных систем PDP-11 и других операционных систем от Digital Equipment повлияли на разработку таких операционных систем, как CP / M и, следовательно, MS-DOS . Первая официально названная версия Unix работала на PDP-11/20 в 1970 году. Обычно утверждается, что язык программирования C использовал несколько низкоуровневых функций программирования, зависящих от PDP-11, [3] хотя и не изначально по замыслу. . [4]

    Попытка расширить PDP-11 с 16 до 32-битной адресации привела к созданию VAX-11 , часть названия которого заимствована у PDP-11.

    Содержание

    Несколько инженеров из PDP-X покинули DEC и сформировали Data General . В следующем году они представили 16-битную Data General Nova . [6] Nova имела большой успех, продав десятки тысяч единиц и выпустив то, что впоследствии стало одним из главных конкурентов DEC в 1970-х и 1980-х годах.

    В последующем проекте под кодовым названием «Настольный калькулятор» рассматривались различные варианты перед тем, как выбрать то, что стало 16-битным PDP-11; [7] Семейство PDP-11 было объявлено в январе 1970 года, и поставки начались в начале того же года. DEC продала более 170 000 PDP-11 в 1970-х годах. [8]

    Первоначально изготовленный на основе малоразмерной транзисторно-транзисторной логики , в 1975 году была разработана одноплатная версия процессора для крупномасштабной интеграции. Двух- или трехчиповый процессор J-11 был разработан в 1979 году. Последние модели линейкой PDP-11 были PDP-11/94 и PDP-11/93, представленные в 1990 году. [9]

    Архитектура процессора PDP-11 имеет в основном ортогональный набор команд . Например, вместо таких инструкций, как загрузка и сохранение , PDP-11 имеет инструкцию перемещения, для которой либо операнд (источник и место назначения) может быть памятью или регистром. Нет никаких конкретных инструкций ввода или вывода ; PDP-11 использует ввод-вывод с отображением в память, поэтому используется та же инструкция перемещения ; ортогональность даже позволяет перемещать данные непосредственно с устройства ввода на устройство вывода. Более сложные инструкции, такие как сложение, также могут иметь память, регистр, ввод или вывод в качестве источника или назначения.

    Большинство операндов могут применять любой из восьми режимов адресации к восьми регистрам. Режимы адресации обеспечивают регистровую, немедленную, абсолютную, относительную, отложенную (косвенную) и индексированную адресацию, а также могут указывать автоинкремент и автоудаление регистра на один (байтовые инструкции) или два (словарные инструкции). Использование относительной адресации позволяет программе на машинном языке быть независимой от позиции .

    В ранних моделях PDP-11 не было выделенной шины для ввода / вывода , а была только системная шина, называемая Unibus , поскольку устройства ввода и вывода были привязаны к адресам памяти.

    Устройство ввода / вывода определяется адреса памяти , к которой он будет реагировать, и прописали его собственный вектор прерывания и прерывания приоритета . Эта гибкая структура, обеспечиваемая архитектурой процессора, позволила необычайно легко изобрести новые устройства шины, в том числе устройства для управления оборудованием, которые не предполагались при первоначальной разработке процессора. DEC открыто опубликовала базовые спецификации Unibus, даже предложила прототипы печатных плат интерфейса шины и призвала клиентов разрабатывать собственное оборудование, совместимое с Unibus.

    Unibus сделал PDP-11 подходящим для нестандартных периферийных устройств. Один из предшественников Alcatel-Lucent , компания Bell Telephone Manufacturing Company , разработала сеть с коммутацией пакетов ( X.25 ) BTMC DPS-1500 и использовала PDP-11 в региональной и национальной системе управления сетью, при этом Unibus напрямую подключался к оборудование ДПС-1500.

    Члены семейства PDP-11 с более высокими характеристиками, начиная с систем PDP-11/45 Unibus и 11/83 Q-bus, отошли от подхода с одной шиной. Вместо этого память была связана с выделенными схемами и пространством в шкафу ЦП , в то время как Unibus продолжал использоваться только для ввода-вывода. В PDP-11/70 это было сделано на шаг вперед, добавив выделенный интерфейс между дисками, лентами и памятью через Massbus . Хотя устройства ввода / вывода по-прежнему отображались в адреса памяти, для настройки добавленных интерфейсов шины требовалось дополнительное программирование.

    PDP-11 поддерживает аппаратные прерывания с четырьмя уровнями приоритета. Прерывания обслуживаются программными процедурами обслуживания, которые могут указывать, могут ли они сами быть прерваны (достижение вложения прерываний ). Событие, вызывающее прерывание, указывается самим устройством, поскольку оно сообщает процессору адрес своего собственного вектора прерывания.

    Векторы прерывания представляют собой блоки из двух 16-битных слов в нижнем адресном пространстве ядра (которое обычно соответствует низкому уровню физической памяти) между 0 и 776. Первое слово вектора прерывания содержит адрес подпрограммы обслуживания прерывания, а второе слово - значение загружается в PSW (уровень приоритета) при входе в процедуру обслуживания.

    В статье об архитектуре PDP-11 содержится более подробная информация о прерываниях.

    PDP-11 был разработан с учетом простоты изготовления малоквалифицированным работником. Размеры его частей были относительно некритичными. Он использовал объединительную плату с проволочной обмоткой .




    Микрокод ЦП включает отладчик : прошивку с прямым последовательным интерфейсом ( RS-232 или токовая петля ) к терминалу . Это позволяет оператору выполнять отладку , вводя команды и считывая восьмеричные числа, вместо того, чтобы использовать переключатели и лампы для чтения, которые в то время были типичным методом отладки. Таким образом, оператор может проверять и изменять регистры, память и устройства ввода / вывода компьютера, диагностировать и, возможно, исправлять сбои в программном обеспечении и периферийных устройствах (если только сбой не приводит к отключению самого микрокода). Оператор также может указать, с какого диска загружаться .

    Обе нововведения повысили надежность и снизили стоимость LSI-11.

    Более поздние системы на основе Q-Bus, такие как LSI-11/23, / 73 и / 83, основаны на наборах микросхем, разработанных Digital Equipment Corporation. Более поздние системы Unibus PDP-11 были разработаны для использования аналогичных процессорных карт Q-Bus с использованием адаптера Unibus для поддержки существующих периферийных устройств Unibus , иногда со специальной шиной памяти для повышения скорости.

    В линейке Q-Bus были и другие существенные нововведения. Например, система вариант PDP-11/03 введена полная система при включении питания самотестирования (POST).

    Базовая конструкция PDP-11 была гибкой и постоянно обновлялась для использования новых технологий. Однако ограниченная пропускная способность Unibus и Q-bus начала становиться узким местом производительности системы , а ограничение 16-разрядного логического адреса затрудняло разработку более крупных программных приложений. В статье об архитектуре PDP-11 описаны аппаратные и программные методы, используемые для обхода ограничений адресного пространства.

    32-битный преемник DEC PDP-11, VAX (от «Virtual Address eXtension») преодолел 16-битное ограничение, но изначально был суперминикомпьютером, нацеленным на рынок высокопроизводительного разделения времени . Ранние процессоры VAX обеспечивали режим совместимости PDP-11, в котором можно было сразу же использовать большую часть существующего программного обеспечения, параллельно с новым 32-разрядным программным обеспечением, но эта возможность была упразднена с первым MicroVAX .

    В течение десятилетия, PDP-11 была наименьшую система , которая может работать Unix , [10] , а в 1980 году IBM PC и его клоны во многом взял на себя небольшой компьютерный рынок; BYTE в 1984 году сообщил, что микропроцессор Intel 8088 ПК превосходит PDP-11/23 при работе с Unix. [11] Новые микропроцессоры, такие как Motorola 68000 (1979) и Intel 80386 (1985), также включали 32-битную логическую адресацию. В частности, 68000 способствовал появлению на рынке все более мощных научно-технических рабочих станций , которые часто работали с вариантами Unix. К ним относятся HP 9000серии 200 (начиная с HP 9826A в 1981 году) и 300/400, при этом система HP-UX была перенесена на 68000 в 1984 году; Рабочие станции Sun Microsystems под управлением SunOS , начиная с Sun-1 в 1982 году; Рабочие станции Apollo / Domain, начиная с DN100 в 1981 году, под управлением Domain / OS , которая была проприетарной, но обеспечивала некоторую совместимость с Unix; и линейка Silicon Graphics IRIS , которая к 1985 году превратилась в рабочие станции на базе Unix (IRIS 2000).

    Персональные компьютеры на базе 68000, такие как Apple Lisa и Macintosh или Commodore Amiga, возможно, представляли меньшую угрозу для бизнеса DEC, хотя технически эти системы могли также работать с производными Unix. В первые годы, в частности, Microsoft «s Xenix был перенесен на такие системы как TRS-80 Model 16 (с до 1 МБ памяти) в 1983 году, и к Apple Lisa с до 2 МБ установленной оперативной памяти, в 1984 году. Массовое производство этих микросхем устранило любые преимущества в стоимости 16-битного PDP-11. Линия персональных компьютеров на базе PDP-11, серия DEC Professional , потерпела коммерческий крах, как и другие ПК, не относящиеся к PDP-11, от DEC.

    В 1994 году DEC [12] продала права на системное программное обеспечение PDP-11 компании Mentec Inc., ирландскому производителю плат на базе LSI-11 для персональных компьютеров с архитектурой Q-Bus и ISA, а в 1997 году прекратила производство PDP-11. В течение нескольких лет Mentec производила новые процессоры PDP-11. Другие компании нашли нишу на рынке для замены устаревших процессоров PDP-11, дисковых подсистем и т. Д.

    К концу 1990-х годов не только DEC, но и большая часть компьютерной индустрии Новой Англии, которая была построена на мини-компьютерах, подобных PDP-11, рухнула перед лицом рабочих станций и серверов на базе микрокомпьютеров.

    Процессоры PDP-11 имеют тенденцию делиться на несколько естественных групп в зависимости от исходной конструкции, на которой они основаны, и того, какую шину ввода-вывода они используют. Внутри каждой группы большинство моделей предлагалось в двух версиях: одна предназначена для производителей оригинального оборудования, а другая - для конечных пользователей. Хотя все модели используют один и тот же набор инструкций, более поздние модели добавляли новые инструкции и интерпретировали некоторые инструкции несколько иначе. По мере развития архитектуры были также вариации в обработке некоторых регистров состояния процессора и управления.

    Читайте также: