Север-10

Север-10

Две соседние системы NORD-10/S
Разработчик	Норвежские данные
Производитель	Норвежские данные
Семейство продуктов	Север
Тип	Миникомпьютер
Поколение	3
Дата выпуска	1973 год ( 1973 )
Продолжительность жизни	1973–1979
Снято с производства	1979 год ( 1979 )
Операционная система	Синтран III
Процессор	16-битный
Камера	никто
Тачпад	никто
Предшественник	Норд-1
Преемник	Север 100
Веб-сайт	пример .org

Nord-10 среднего размера общего назначения, представлял собой 16-битный мини-компьютер предназначенный для многоязычных приложений с разделением времени и для реального времени многопрограммных систем , выпускаемый Norsk Data . Он был представлен в 1973 году. Более поздняя модель Nord-10/S, представленная в 1975 году, имела кэш ЦП , подкачку и другие различные улучшения.

ЦП имел микропроцессор, который в руководстве определялся как портманто процессора микрокода , не путать с зарождавшимся тогда микропроцессором. ЦП дополнительно содержал инструкции, средства связи с оператором, загрузчики начальной загрузки и программы тестирования оборудования, которые были реализованы в постоянной памяти емкостью 1 КБ .

Микропроцессор также позволял встраивать инструкции, заданные заказчиком. Норд-10 имел систему управления памятью с аппаратной подкачкой, увеличивающую размер памяти с 64 до 256 КБ 16-битных слов, и две независимые системы защиты, одна действовала на каждой странице, а другая - на каждой странице. режим инструкций. Система прерываний имела 16 аппаратных уровней программы, каждый со своим набором регистров общего назначения.

Примечание. Большая часть следующей информации взята из документа, написанного Norsk Data, в котором представлен Nord-10. Некоторая информация, особенно о системе памяти, может быть неточной для более позднего Норд-10/С.

Центральный процессор

Центральный процессор (ЦП) состоял в общей сложности из 24 печатных плат . Последние восемь позиций в стойке использовались для устройств ввода-вывода (I/O), управляемых программным управлением, таких как консольный телетайп (телетайп), бумажная перфолента , устройство считывания и перфорации перфокарт , линейный принтер, дисплей, панель оператора. и часы реального времени .

Норд-10 имел 160 регистров процессора , из которых 128 были доступны программам, по восемь на каждом из 16 программных уровней. Шесть из этих регистров были общими регистрами, один был счетчиком программ , а другой содержал информацию о состоянии. Арифметические операции с плавающей запятой были стандартными. Инструкции могли работать в пяти различных форматах: бит , 8-битный байт , 16-битные слова, 32-битные двойные слова и 48-битные слова с плавающей запятой.

Память

Система оперативной памяти первых Норд-10 была построена из 16-битных модулей 8K, размещенных в специальной стойке памяти. В одной 19-дюймовой стойке можно разместить до восьми модулей 8K. Физическое адресное пространство Nord-10 можно было расширить за пределы 64 КБ до 256 КБ 16-битных слов. Система пейджинга транслировала 16-битный виртуальный адрес в 18-битный физический адрес .

Аппаратная система подкачки позволяла одному пользователю писать программы размером до 64 КБ (виртуальная память), при этом в физической памяти в любой момент времени присутствовали только части программы (с использованием динамического распределения памяти). Система подкачки делила память на страницы по 1 КБ. Четыре индексные таблицы страниц были найдены в чрезвычайно быстром блоке памяти на 256 слов. Вычисление физического адреса не привело к заметной задержке эффективного времени цикла памяти.

«Норд-10» имел две независимые системы защиты. Каждая отдельная страница может быть защищена от чтения, записи (тип данных или инструкций типа) или от чтения инструкций. Кроме того, существовала система, разделявшая страницы на четыре категории, называемые кольцами. Кольца . имели приоритет от 0 до 3. Программам на нижнем кольце никогда не разрешался доступ к страницам на более высоком кольце Программы, работавшие на кольцах 2 и 3, могли использовать весь набор команд Nord-10, в то время как программы на кольцах 0 и 1 имели только ограниченный набор команд. На панели оператора отображались разные кольца. Например, кольцо 0 (Пользователь) могло содержать пользовательскую программу, а компиляторы и ассемблеры работали в кольце 1 (Защищенный пользователь). Основная часть операционной системы может работать в кольце 2 (Система), а ядро ​​– в кольце 3 (Защищенная система). Если была предпринята попытка выполнить привилегированные инструкции в кольце 0 или 1 или были предприняты попытки доступа к защищенной странице, состояние оборудования Прерывание будет автоматически сгенерировано на программном уровне 14, указывая на ошибку.

Система ввода-вывода и архитектура шины

NORD-10 был оснащен общей системой шин для всех внешних периферийных устройств . Система шин была разделена на группы, и были приложены большие усилия, чтобы гарантировать, что ни одно устройство не сможет заблокировать систему шин в случае неисправности. У каждой группы был свой собственный контроллер, который не только функционировал как электронный переключатель для шинной системы, но и мог изменять приоритет для всей группы. Все соединения между картами выполнялись с помощью многослойных печатных плат с обратной разводкой , а все ввода/вывода интерфейсы имели одинаковую стандартную форму. Таким образом, систему можно расширить или переконфигурировать, подключив новые или заменяя существующие интерфейсные карты. Положение интерфейса устройства в стойке для карт определяло приоритет прерывания устройства. При передаче прямого доступа к памяти устройство отправляет запрос . ЦП будет отвечать сигналом разрешения , который будет передаваться от устройства к устройству, пока не дойдет до устройства, инициировавшего запрос. , и может произойти передача в память. Когда два или более устройств одновременно запрашивают запрос DMA, ЦП имеет наивысший приоритет. Через один цикл памяти следующему DMA в цепочке будет разрешено отправлять данные и так далее, пока устройство с более высоким приоритетом снова не отправит запрос. Это означало, что многие устройства DMA могли использовать одну и ту же систему шин с полной скоростью передачи данных. Не было необходимости устанавливать соединение «главный-подчиненный» . Передача составляла одно 16-битное слово/850 наносекунд или 2,2 МБ/с.

Печатная объединительная плата шины ввода-вывода была модульной, состоящей из групп по 8 интерфейсных слотов. Интерфейсы для запоминающих устройств большой емкости , таких как диск , барабан , магнитная лента и т. д., были построены с одной интерфейсной картой, которая подключалась к соответствующему месту в шинной системе, остальные карты управления (6-7) размещались в одном из модулей объединительной платы. .

Система прерываний

«Норд-10» имел многопрограммную систему с 16 приоритетными программными уровнями. Каждый программный уровень имел свой набор регистров, включая программный счетчик и слово состояния . Проходящие уровни можно отобразить на передней панели , нажав кнопку «активные уровни». Для программ использовались уровни с 0 по 9. Прерывания состояния внутреннего оборудования были присвоены уровню 14, в то время как уровень 15 был зарезервирован для чрезвычайно быстрых пользовательских прерываний (в просторечии это называлось «уровнем синхротрона», поскольку единственной программой, когда-либо использовавшей его, была программа, управляющая синхротроном в CERN ) .

Уровни 10, 11, 12 и 13 были зарезервированы для внешних устройств. Каждое устройство имело свой уникальный вектор идентификации. Всего таких векторов было 2048. Инструкция «ident» определяла, какое устройство выдало прерывание. Идентификация прерывания заняла 1,7 микросекунды, включая время включения и отключения регистров.

Системное программное обеспечение

Nord-10 поставлялся с системой разделения времени Nord-TSS и многозадачной операционной системой реального времени Sintran III . Минимальная конфигурация Sintran III включала стандартный Nord-10 с 8К памяти на магнитных сердечниках .

С помощью NORD-TSS все пользователи могли одновременно запускать любую из систем Fortran IV , BASIC , MAC Assembler , NODAL , NORD-PL или QED .

Известные оставшиеся системы

Известно, что сохранилось несколько систем Норд-10 и Норд-10/S, многие из которых находятся в почти рабочем состоянии, а некоторые находятся на попечении NODAF. Восстановление систем планируется как в Осло NODAF [1], так и в Тронхейме Норвежским университетом науки и технологий .

Его предшественником был « Норд-1» , а его преемником — « Норд-100» .