СДС 9 серии

Компьютеры серии SDS 9 представляют собой линейку транзисторных компьютеров с обратной совместимостью, производимую Scientific Data Systems в 1960-х и 1970-х годах. В эту линейку входят SDS 910 , SDS 920 , SDS 925 , SDS 930 , SDS 940 и SDS 945 . SDS 9300 является расширением архитектуры 9xx. 1965 года SDS 92 представляет собой несовместимую 12-битную систему, построенную с использованием монолитных интегральных схем .

Впервые модели 910 и 920 были отправлены в августе 1962 года. Модель 9300 была анонсирована в июне 1963 года. ^[1] Модели 925 и 930 были анонсированы в 1964 году. ^[1] Модель 940 была анонсирована в 1965 году. ^[2] и 945 в 1968 году. ^[3]

На смену 9-й серии пришла серия SDS Sigma .

Общее описание

Все системы представляют собой 24-битные одноадресные машины. Доступные программисту регистры: A (аккумулятор), B (расширение), X (индекс) и P (счетчик программ — 14 бит), а также индикатор переполнения. 9300 имеет три индексных регистра с X1 по X3, которые можно использовать в качестве базовых регистров для обеспечения доступа к памяти объемом более 16 КБ слов. Регистры W и Y используются для ввода/вывода.

Максимальное адресное пространство — 2. ¹⁴ или 16 384 слова (16 КБ — 64 КБ символов) на моделях 910 и 920. 9300 и 930 поддерживают до 32 КБ (128 КБ символов), а 940 и 945 поддерживают до 64 КБ (256 КБ символов), хотя метод доступ к памяти выше 16 КБ отличается.

Форматы данных

Данные с фиксированной запятой — 24-битные, с дополнением до двух , с прямым порядком байтов .

Плавающая точка реализована в программном обеспечении с использованием «запрограммированных операторов», за исключением SDS 9300, который имеет аппаратную плавающую точку. Все числа с плавающей запятой хранятся в виде 48-битных двойных слов. Одинарная точность имеет 24-битную дробь со знаком и 9-битную показатель степени со знаком, двойная точность имеет 39-битную дробь и 9-битную степень. И показатель степени, и дробь хранятся в формате с прямым порядком байтов. Предполагается, что двоичная точка находится непосредственно слева от старшего бита дроби. Значение числа F*2^E, где F — дробь, а E — показатель степени.

Форматы с плавающей запятой:

Double precision floating point
    +-+-----------------------+
    |±| Fraction              | high-order word
    +-+-----------+-+---------+
    | frac(cont)  |±|exponent | low-order word
    +-------------+-+---------+
bit  0             1         2
                   5         3
High-order word:
  bit   0    fraction sign
  bits  1-23 high-order part of fraction 
Low-order word:
  bits  0-14 low-order part of fraction 
  bit  15    exponent sign
  bits 16-23 exponent

Single precision floating point
    +-+-----------------------+
    |±| Fraction              | high-order word
    +-+-----------+-+---------+
    | not used    |±|exponent | low-order word
    +-------------+-+---------+
bit  0             1         2
                   5         3
The format is the same as double precision except that only 24 bits of fraction are used.

Генерация адреса

Для генерации адреса индексация , если она указана, выполняется перед косвенным обращением . Слово по эффективному косвенному адресу декодируется, как если бы оно было инструкцией (за исключением того, что код инструкции игнорируется), что позволяет косвенному адресу также указывать косвенность или индексацию. Допускается несколько уровней косвенной адресации.

Запрограммированные операторы

Запрограммированное средство оператора позволяет в поле кода инструкции указывать вызов вектора адресов подпрограмм. Шестибитный код инструкции позволяет запрограммировать до 64 операторов (восьмеричные числа от 00 до 77). Если бит P установлен, код инструкции xx рассматривается как вызов ячейки 1xx (восьмеричная). Местоположение инструкции POP сохраняется в нулевой ячейке. Нулевой бит нулевой ячейки устанавливается на текущее значение индикатора переполнения, и индикатор сбрасывается. Бит 9 нулевой ячейки устанавливается в '1'b, чтобы указать косвенный адрес, позволяя запрограммированной процедуре оператора косвенно обращаться к данным, указанным в адресе инструкции POP.

Паспорт безопасности 910

Основная память 910 составляет от 2048 до 16384 слов памяти на магнитных сердечниках с временем цикла 8 мкс. Команда сложения с фиксированной запятой занимает 16 мкс, умножение с фиксированной запятой занимает 248 мкс. Два аппаратных прерывания входят в стандартную комплектацию, а также до 896 дополнительных.

Формат инструкций для систем 910 и 920 следующий:

    +-+-+-+------+-+--------------+
    |0|X|P|Opcode|I|  Address     |
    +-+-+-+------+-+--------------+
                    1            2
bit  0 1 2 3    8 9 0            3

Bits 0-2 are called the "tag" 
Bit   0     is always zero.
Bit   1     '1'b indicates that the operand address is to be indexed.
Bit   2     '1'b indicates that this instruction 
            is a programmed operator (POP).
Bits  3-8   is the instruction code or programmed-operator id.
Bit   9     '1'b indicates that the operand address shall be indirected
            (indexing preceding indirecting), potentially recursively.
Bits 10-23  Contain the operand address.

SDS 910 весил около 900 фунтов (410 кг). ^[4]

Паспорт безопасности 920

Основная память 920 составляет от 4096 до 16384 слов памяти на магнитном сердечнике. Время сложения с фиксированной точкой такое же, как у 910 (16 мкс), но умножение с фиксированной точкой примерно в два раза быстрее и составляет 128 мкс. Модель 920 может иметь до 1024 приоритетных прерываний.

Модель 920 весила около 1000 фунтов (450 кг). ^[5]

Паспорт безопасности 930

Модель 930 предлагает «систему расширения памяти», позволяющую адресовать более 16284 слов. Предусмотрены два 3-битных «регистра расширенной памяти», называемые EM2 и EM3, в которые можно загрузить значение, которое будет использоваться в качестве трех старших битов эффективного адреса. Адреса 00000 ₈ –17777 ₈ (первые 8192 слова памяти) всегда остаются неизмененными. Если старшая восьмеричная цифра адреса в инструкции равна двум, содержимое EM2 заменяет старшую цифру в эффективном адресе; когда цифра равна трем, используется содержимое EM3.

Чтобы сохранить совместимость с более ранними моделями. при запуске компьютера значение EM2 устанавливается равным 2, а EM3 — 3, что позволяет программам обращаться к первым 16384 словам памяти. Эти регистры могут быть загружены программой.

Загрузчик программы использует старший бит инструкции, игнорируемый всеми моделями, как флаг, указывающий, что загружаемую в данный момент инструкцию необходимо переместить.

Память 930 имеет время цикла 1,75 мкс. Сложение с фиксированной точкой занимает 3,5 мкс, а умножение с фиксированной точкой — 7,0 мкс. Система приоритетных прерываний допускает от 2 до 38 прерываний ввода/вывода и до 896 системных прерываний.

Формат инструкций системы 930 совместим с предыдущими системами, за исключением битов, используемых для расширенной памяти:

    +-+-+-+------+-+--+----------+
    |0|X|P|Opcode|I|EM| Address  |
    +-+-+-+------+-+--+----------+
bit  0 1 2 3    3 9 11 1        2
                    01 2        3
Bits 10 and 11 specify either no extended memory
 (EM='00'b—references first 8K words of memory)
or prepend the contents of
 EM2 (EM='10'b) or
 EM3 (EM='11'b)
 to form the effective address.

Паспорт безопасности 940

В модели 940 добавлены режимы работы для поддержки нескольких пользователей. Режим работы предыдущих моделей переименован в обычный режим . Новый режим монитора ограничивает доступ к вводу/выводу и некоторым привилегированным инструкциям. Пользовательский режим используется для запуска прикладных программ пользователей.

Набор регистров карты памяти используется для сопоставления виртуальных адресов с физическими. Имеется восемь регистров карты памяти, каждый из которых отображает 2 КБ слов, что обеспечивает адресное пространство размером 16 КБ.

Формат инструкций для нормального режима такой же, как и для 930. Адресация различается в пользовательском режиме и режиме монитора. ^[6]^{: стр.6}

SDS 940 user mode instruction format:
    +-+-+-+------+-+---+---------+
    |U|X|P|Opcode|I|Blk| Address |
    +-+-+-+------+-+---+---------+
bit  0 1 2 3    3 9 1   1       2
                    0   3       3
Bit 0 is ignored in user mode unless bit position 2 (P)
indicates that this is a programmed operator.  
In this case a '1'b in bit position 0 indicates that this is a "system POP", or "SYSPOP", instead of a standard programmed operator.

In user mode bit positions 10–12 "constitute a virtual memory block number", that is specify a memory map register, and bits 13–23 "specify a location within the virtual memory block."
The contents of the memory map register are prepended to instruction bits 13–23 to form the effective address.

Карта памяти

940 обращается к памяти через карту памяти. ^{[примечание 1]} для обеспечения виртуальной памяти . Форматы карт немного различаются между картой пользовательской памяти и картой памяти монитора .

Для программ, работающих в пользовательском режиме, три старших бита поля адреса инструкции служат индексом массива из восьми регистров (R0-R7). ^{[примечание 2]} Каждый регистр содержит 5-битное значение ( R _n ), которое добавляется к младшим 11 битам поля адреса команды для формирования 16-битного физического адреса. При этом виртуальная память логически разделяется на восемь блоков по 2048 слов каждый. Регистры позволяют одновременно получить доступ к 16 КБ слов из возможных 32 КБ слов физической памяти. Шестой бит ( Pn _. ) в каждом регистре указывает на блок памяти, доступный только для чтения R _n =0 и P _n =1 указывают на неназначенный блок, и любая ссылка вызывает ловушку . Регистры карты могут быть установлены только в режиме монитора.

Карта памяти для режима монитора аналогична. нет Битов P ; эквиваленты R ₀ –R ₅ , называемые M ₀ –M ₅ , содержат значения 0–5, доступные только для чтения, обеспечивая прямой доступ к физическим адресам 0–8K-1 (00000–17777 ₈ ). Для адресов в диапазоне 8K–12K-1 (20000–27777 ₈ ) регистр расширения памяти EM2 используется для формирования физического адреса, как в обычном режиме. Для адресов 12К–16К-1 (30000–37777 ₈ содержимое регистров карты памяти М ₆ и М ₇ ) для формирования адреса используется .

Монитор может использовать либо карту памяти монитора, либо карту памяти пользователя, определяемую значением бита 0 инструкции. Это позволяет монитору получить доступ к адресному пространству пользователя.

Системные программируемые операторы

пользователя _{В пользовательском режиме запрограммированные операторы действуют так же, как и в обычном режиме, получая доступ к виртуальным местоположениям 100-177 8} . Модель 940 также включает в себя возможность выполнения операторов системного программирования (SYSPOPS) , используемых для вызова служб мониторинга. Когда SYSPOP встречается в пользовательском режиме (биты команды 0 и 2 равны '1'b), компьютер сначала входит в режим монитора, а затем обращается к вектору инструкций на мониторе (физическом) 100-177 ₈ .

Паспорт безопасности 945

945 — это модернизация системы разделения времени 940. Он рекламировался как способный «поддерживать до 24 одновременных пользователей и до 64 авторизованных пользователей». ^[3]

ЩЕЛЧОК

Подсистема MAGPAK 9446 и соответствующий ленточный картридж 9401. стримера ^[7] был разработан SDS для серии SDS 900 и анонсирован в мае 1964 года. ^[8] Каждый ленточный накопитель состоит из двух независимо управляемых магнитных ленточных накопителей, установленных на стандартной панели размером 10½ на 19 дюймов. ^[9] Данные записываются со скоростью 7,5 дюймов в секунду и 1400 бит на дюйм. ^[7] Модуль управления лентой 9448 подключает ленточный накопитель к любой системе Series 900. ^[7] Ленточный картридж содержит около 600 футов майларовой ленты с двумя независимыми дорожками, каждая из которых содержит примерно 1,5 миллиона символов IBM (6 бит плюс четность), что дает емкость примерно 4 миллионов шестибитных символов на картридж.

Программное обеспечение

Основной операционной системой этой линейки, за исключением 940 и 945, является операционная система MONARCH . MONARCH — это однозадачная пакетная операционная система. Первоначально находившийся на магнитной ленте с головкой на дорожку, , более поздние версии могут находиться на магнитном диске называемом файлом RAD (файл данных быстрого доступа). МОНАРХ не является исполнительной системой , поскольку прикладные программы при работе контролируют все ресурсы компьютера. Вместо этого это монитор , обеспечивающий переход от задания к заданию и поддерживающий сервисы приложений.

Программа мониторинга принимает управляющую информацию, которая, помимо прочего, может включать в себя запрос на загрузку и выполнение указанной стандартной системной процедуры. Монитор выполняет свои функции между заданиями и не осуществляет контроль над выполнением программы после того, как эта программа была загружена и монитор передал ей управление.
...
Та часть монитора, которая остается в основной памяти во время выполнения программы, состоит из процедуры начальной загрузки монитора и таблицы назначения модулей.

Другие стандартные системные процедуры, включенные в монитор: ^[10]

Погрузчик МОНАРХ
Процедура обновления MONARCH
Стандартные подпрограммы ввода/вывода
метасимволов Ассемблер
ФОРТРАН II Компилятор

К 1969 году стал доступен компилятор ALGOL 60 . ^[11]

Примечания

^ Использование регистров карты памяти было перенесено на 32-битные компьютеры Sigma.
^ Физически карта памяти содержится в двух 24-битных регистрах RL1 и RL2, каждый из которых устанавливается и очищается как единое целое.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Калкинс, Кейт. «КОМПЬЮТЕР, который не умрет: SDS SIGMA 7» . Проверено 7 ноября 2015 г.
^ Американское ядерное общество (1965). «<нет>» . Ядерные новости . Том. 8 . Проверено 10 ноября 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Восемь лет назад: 29 мая 1968 года» . Компьютерный мир . 31 мая 1976 года . Проверено 10 ноября 2015 г.
^ Вейк, Мартин Х. (январь 1964 г.). «СДС 910» . ed-thelen.org . Четвертый обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.
^ Вейк, Мартин Х. (январь 1964 г.). «СДС 920» . ed-thelen.org . Четвертый обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.
^ Xerox Data Systems (октябрь 1969 г.). Справочное руководство по компьютеру XDS 940 (PDF) . Проверено 12 ноября 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Техническое руководство — СЕРИЙНАЯ МАГНИТНАЯ ЛЕНТОЧНАЯ СИСТЕМА MAGPAK, МОДЕЛИ 9446/9448» (PDF) . Битсейверы . СДС. Октябрь 1965 года . Проверено 17 марта 2019 г.
^ «SDS MAGPAK ИЗБАВЛЯЕТ ГОРЕ ПРИ РАБОТЕ С МАЛЕНЬКИМИ КОМПЬЮТЕРАМИ». Датаматизация . Май 1964 г., стр. 2–3.
^ «СДС 900 СЕРИЯ МАГПАК» . archive.org . СДС. в. 1964.
^ Системы научных данных (ноябрь 1964 г.). Справочное руководство SDS Monarch для компьютеров серии 900 (PDF) . Проверено 27 декабря 2015 г.
^ Системы научных данных (декабрь 1969 г.). Справочное руководство MONARCH для компьютеров серии 900/9300 (PDF) . Проверено 30 декабря 2015 г.

Внешние ссылки

[7] Использование регистров карты памяти было перенесено на 32-битные компьютеры Sigma.

[8] Физически карта памяти содержится в двух 24-битных регистрах RL1 и RL2, каждый из которых устанавливается и очищается как единое целое.

[Calkins-1] Jump up to: ^а ^б Калкинс, Кейт. «КОМПЬЮТЕР, который не умрет: SDS SIGMA 7» . Проверено 7 ноября 2015 г.

[2] Американское ядерное общество (1965). «<нет>» . Ядерные новости . Том. 8 . Проверено 10 ноября 2015 г.

[SDS945-3] Jump up to: ^а ^б «Восемь лет назад: 29 мая 1968 года» . Компьютерный мир . 31 мая 1976 года . Проверено 10 ноября 2015 г.

[4] Вейк, Мартин Х. (январь 1964 г.). «СДС 910» . ed-thelen.org . Четвертый обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.

[5] Вейк, Мартин Х. (январь 1964 г.). «СДС 920» . ed-thelen.org . Четвертый обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.

[SDS940-6] Xerox Data Systems (октябрь 1969 г.). Справочное руководство по компьютеру XDS 940 (PDF) . Проверено 12 ноября 2015 г.

[MAGPAKRef-9] Jump up to: ^а ^б ^с «Техническое руководство — СЕРИЙНАЯ МАГНИТНАЯ ЛЕНТОЧНАЯ СИСТЕМА MAGPAK, МОДЕЛИ 9446/9448» (PDF) . Битсейверы . СДС. Октябрь 1965 года . Проверено 17 марта 2019 г.

[10] «SDS MAGPAK ИЗБАВЛЯЕТ ГОРЕ ПРИ РАБОТЕ С МАЛЕНЬКИМИ КОМПЬЮТЕРАМИ». Датаматизация . Май 1964 г., стр. 2–3.

[11] «СДС 900 СЕРИЯ МАГПАК» . archive.org . СДС. в. 1964.

[Monarch64-12] Системы научных данных (ноябрь 1964 г.). Справочное руководство SDS Monarch для компьютеров серии 900 (PDF) . Проверено 27 декабря 2015 г.

[Monarch69-13] Системы научных данных (декабрь 1969 г.). Справочное руководство MONARCH для компьютеров серии 900/9300 (PDF) . Проверено 30 декабря 2015 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[примечание 1]

[примечание 2]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]