Передняя панель

Передняя панель использовалась в первых электронных компьютерах для отображения и изменения состояния внутренних регистров и памяти машины . Передняя панель обычно состояла из ряда индикаторных лампочек , цифр ^[а] а также дисплеи с символами, тумблеры , циферблаты и кнопки, установленные на лицевой панели из листового металла. В ранних машинах также могли присутствовать ЭЛТ (в качестве осциллографа или, например, для отражения содержимого памяти трубки Уильямса-Килберна ). До разработки системных консолей ЭЛТ многие компьютеры, такие как IBM 1620, имели консольные пишущие машинки.

Обычно содержимое одного или нескольких аппаратных регистров отображается рядом индикаторов, что позволяет считывать содержимое непосредственно при остановке машины. Переключатели позволяли прямой ввод данных и значений адресов в регистры или память.

Подробности

На некоторых машинах определенные индикаторы и переключатели были зарезервированы для использования под программным управлением. Их часто называли сенсорными индикаторами , сенсорными огнями и сенсорными переключателями . Например, исходный компилятор Фортрана для IBM 704 содержал специальные инструкции для тестирования и управления сенсорными индикаторами и переключателями 704. Эти переключатели часто использовались программой для управления дополнительным поведением, например, информация могла быть напечатана только в том случае, если был установлен определенный сенсорный переключатель.

Операционные системы, созданные для компьютеров с мигающими лампочками , например, RSTS/E и RSX-11 , часто имеют задачу простоя , мигающую индикаторами панели каким-то узнаваемым образом. Системные программисты часто хорошо знакомы с этими световыми узорами и могут по ним определить, насколько загружена система, а иногда и что именно она делает в данный момент. Основная программа управления для мэйнфрейма Burroughs Corporation B6700 отображала большую печатную букву «B», когда система простаивала. ^[1]

Переключатели и светильники требовали небольшого количества дополнительных логических схем и обычно не требовали программной поддержки, что важно, когда компоненты логического оборудования были дорогими, а программное обеспечение часто было ограничено.

В то время как другие машины того времени имели сложные передние панели для управления ими, у 6600 была только панель запуска . ^[2] Существует консоль с двойной ЭЛТ-системой, но она управляется кодом операционной системы на периферийном процессоре и не управляет и не отображает оборудование напрямую.

Ранние микрокомпьютеры, такие как Altair 8800 1975 года , также использовали передние панели, но с момента появления Apple II , TRS-80 и Commodore PET во время бума домашних компьютеров в 1977 году, подавляющее большинство микрокомпьютеров поставлялось с клавиатурами и разъемами для телевидения. экраны или другие мониторы.

Общее использование

Оператор запущенных использовал переднюю панель для загрузки компьютера, отладки программ и поиска неисправностей оборудования .

Изменение и отображение хранилища

Многие компьютеры имели элементы управления, например кнопки, диски, клавиатуры, тумблеры для ввода адресов, элементы управления для отображения данных по адресу и элементы управления для изменения содержимого хранилища. Обычно они использовались для загрузки и отладки.

Загрузка

Обычно у оператора имеется письменная процедура, содержащая короткую серию инструкций начальной загрузки, которые необходимо вводить вручную, например, с помощью дисковых переключателей, клавиатуры или тумблеров. Сначала оператор, например, нажимает переключатель адреса и вводит адрес. Для облегчения ввода и считывания на некоторых компьютерах (например, DEC PDP-8 или MITS Altair 8800 ) двоичные цифры были сгруппированы по три или четыре на передней панели, причем каждая группа индикаторов или переключателей представляла собой одну восьмеричную цифру (от 0 до 7) или шестнадцатеричная (от 0 до F) цифра. Некоторый ^[б] десятичные компьютеры, например IBM 1620 , использовали двоично-десятичные числа для адресов памяти.

Затем оператор вводит значение, предназначенное для этого адреса. После ввода нескольких таких инструкций (на некоторых компьютерах была кнопка «Внести следующий», которая вносила последующие значения в последующие адреса, избавляя оператора от необходимости вводить последующие адреса), оператор затем устанавливал начальный адрес программы начальной загрузки и нажимал кнопку переключатель run, чтобы начать выполнение программы. Программа начальной загрузки обычно считывает несколько более длинную программу с перфоленты, перфокарт, магнитной ленты, барабана или диска, которые, в свою очередь, загружают операционную систему с диска.

Некоторые машины ускоряли процесс начальной загрузки, позволяя оператору настроить элементы управления на наличие одной или двух инструкций машинного языка , а затем напрямую выполнять эти инструкции. Другие машины позволяли явно управлять устройствами ввода-вывода с передней панели (например, «Предварительная настройка чтения» на PDP-10 или доступ к устройствам ввода-вывода с отображением в памяти на PDP-11 ). различные загрузочные программы Некоторые машины также содержали в ПЗУ , и все, что требовалось для загрузки системы, — это запустить ее выполнение по адресу правильной программы ПЗУ.

Отладка

Передние панели часто использовались для отладки программ, когда операционная поддержка была ограничена и большинство программ запускалось в автономном режиме. Обычно переключатель на передней панели может заставить компьютер работать в одношаговом режиме , то есть выполнять одну инструкцию и останавливаться до тех пор, пока программист не нажмет кнопку для выполнения следующей инструкции. Стоп по адресу может быть установлен для остановки работающей программы, когда она пытается выполнить инструкцию или получить доступ к данным по указанному адресу. Содержимое регистров и памяти будет отображаться на индикаторах передней панели. Программист мог читать и изменять содержимое регистров, изменять инструкции программы или данные в памяти или принудительно переходить к другому разделу кода.

Когда мультипрограммирование стало нормой, использование всей машины для отладки стало неприемлемым, за исключением особых ситуаций. Были написаны программы, называемые отладчиками , которые предоставляли программисту эквивалент функций передней панели, не требуя всей машины.

Развлечение

Для развлечения скучающие программисты создавали программы для показа анимированных световых шоу. Передние панели в конце 1960-х – начале 1970-х годов были достаточно ярко окрашены. В конце 1970-х и начале 1980-х годов загрузочные ПЗУ стали обычным явлением. Поскольку компьютеры могли использовать их для самостоятельного запуска без вмешательства оператора, большинство компьютеров были построены без передней панели переключателей. Мощные калькуляторы, такие как HP 9830 на базе ПЗУ , были одними из первых компьютеров, в которых покончили с передними панелями и операторами.

Огромные наборы «мигающих фонарей» и «взрывателей» были показаны на телевидении и в кино как популярный образ «компьютера» в период с 1950-х по 1970-е годы ( Burroughs B205 использовался в качестве голливудского реквизита для многих из этих шоу).

Пример

Следующая процедура загрузит систему PDP-8 с RK05 с подвижной головкой магнитного диска :

Убедитесь, что машина остановлена, опустив и подняв переключатель остановки ; После этого индикатор «RUN» на передней панели должен погаснуть.
Установите 12 переключателей данных на 0030 (восьмеричный адрес 30), нажмите переключатель адреса загрузки («ADDR LOAD»). Индикаторы адреса изменятся на «0030».
Установите переключатели на 6743, поднимите переключатель депозита . Индикаторы данных покажут эту инструкцию.
Установите переключатели на 5031, поднимите переключатель депозита . Индикаторы данных покажут эту инструкцию.
Установите переключатели на 0030 (восьмеричный адрес 30), нажмите переключатель «Загрузить адрес» . Индикаторы адреса снова изменятся на «0030».
Нажмите переключатель «Очистить» .
Нажмите переключатель «Продолжить» . Загорится индикатор «RUN», и операционная система на диске будет загружена.

Этот процесс заключается в помещении в память простой программы, состоящей из двух инструкций, и ее выполнении. Первая инструкция дает команду контроллеру диска начать чтение диска с текущего адреса диска в текущий адрес памяти. Вторая инструкция — это инструкция JMP , которая бесконечно переходит сама к себе. При нажатии кнопки «Очистить» текущий адрес диска контроллера диска устанавливается в сектор 0, а его текущий адрес памяти устанавливается в ячейку памяти 0000. Когда подается команда чтения, программа, хранящаяся в секторе диска 0, накладывает программу начальной загрузки и, однажды инструкция JMP накладывается, дисковая программа берет на себя управление машиной.

Примечания

^ восьмеричная, десятичная или шестнадцатеричная
^ UNIVAC 1005 использовал непоследовательное двоичное кодирование адресов.

Ссылки

^ «Берроуз Б6700» . RetroComputingТасмания . Архивировано из оригинала 28 декабря 2013 года . Проверено 27 декабря 2013 г.
^ «Рисунок 6-1. Панель мертвого старта» (PDF) . Управляющие данные — Серия 6000 — Компьютерные системы (PDF) . п. 6-3 . Проверено 6 октября 2023 г.

[1] восьмеричная, десятичная или шестнадцатеричная

[4] UNIVAC 1005 использовал непоследовательное двоичное кодирование адресов.

[2] «Берроуз Б6700» . RetroComputingТасмания . Архивировано из оригинала 28 декабря 2013 года . Проверено 27 декабря 2013 г.

[3] «Рисунок 6-1. Панель мертвого старта» (PDF) . Управляющие данные — Серия 6000 — Компьютерные системы (PDF) . п. 6-3 . Проверено 6 октября 2023 г.

[а]

[1]

[2]

[б]