Монробот XI

Monroe Calculating Machine Mark XI (или Monrobot XI общего назначения с хранимой программой, ) — электронный цифровой компьютер представленный в 1960 году подразделением вычислительных машин Monroe компании Litton Industries . Система рекламировалась «в первую очередь для выставления счетов и написания счетов», но ее также можно было использовать для недорогих научных вычислений. ^[1]^[2]^{: 6Б (24)}

Компьютер имел необычную архитектуру: все данные проходили через магнитную память центрального вращающегося барабана. Это позволило снизить стоимость оборудования за счет низкой скорости работы. Машина продавалась как компьютер начального уровня, подходящий для малого бизнеса.

Цены и приложения

После появления в мае 1960 г. ^[3] Monrobot XI продали за 24 500 долларов . Монро также продавала другие компьютерные системы семейства, такие как Monrobot IX и Monrobot MU, но Monrobot XI оказалась самой популярной моделью. ^[1]

В марте 1961 года армия США сообщила. ^[4] было изготовлено семь единиц. В ноябре 1961 года цена осталась неизменной, а аренда составляла 700 долларов в месяц. ^[5]

К 1966 году на поле было около 350 машин. В 2013 году считалось, что никаких машин не осталось. ^[6] Однако в 2021 году коллекционер из Северной Каролины сообщил, что у него есть полдюжины полных роботов-монроботов, а также вспомогательные предметы, руководства и кассетные программы. ^{[ нужна ссылка ]}

История развития

Внешний вид и рабочая среда

Скромный Monrobot XI по длине, ширине и высоте напоминал обычный стальной стол, увенчанный обычной пишущей машинкой и панелью управления размером с хлебницу с индикаторами и переключателями. Считыватель бумажной ленты и перфоратор были единственными машиночитаемыми периферийными устройствами для носителей данных в базовой конфигурации. ^[1] При весе 375 фунтов (170 кг) ^[4]^[2]^{: 6Б (24)} его поставщики назвали его «портативным». ^[7] Он может работать вне помещения с кондиционированием воздуха с запасом по напряжению ±25% при температуре окружающей среды 110 °F (43 °C) с использованием обычной линии электропередачи (15 А , 110 В , 60 Гц ) и примерно вдвое меньше большая электрическая мощность (850 Вт), как у тостера . ^[7]^[2]^{: 6Б (24)}

Архитектурная философия

В отличие практически от всех когда-либо созданных электронных цифровых компьютеров, еще на ранних этапах ^[3] Машина Monrobot XI была одним из небольшого семейства компьютеров, в которых полностью отсутствовала оперативная память (ОЗУ) — альтернативная технология, которая позволяла бы ему одинаково быстро получать доступ ко всем словам памяти. Даже в то время, когда она была представлена, электронные цифровые компьютеры нередко использовали память на магнитных сердечниках в качестве оперативной памяти; цена (за бит ) которого в конечном итоге упадет ^[8] с более чем 1 доллара в начале 1950-х годов до примерно 0,20 доллара к середине 1960-х годов.

Вместо этого, чтобы снизить стоимость машины, Monorobot XI использовал форму памяти, в которой слова были доступны только периодически в последовательном порядке, через электромеханическое движущееся устройство, называемое памятью на магнитном барабане . Таким образом, физически она имела некоторое сходство с теоретической машиной Тьюринга в области информатики, хотя идеализированная лента данных имела конечную длину и соединялась встык, а затем, наконец, воспроизводилась 32 раза параллельно. ^{[ нужна ссылка ]} Длительная задержка доступа к памяти, возникшая из-за исключительной зависимости от макроскопической движущейся части, заставляла Monrobot XI работать очень медленно. ^{[ нечеткий ]} несмотря на использование немеханической электроники для логических функций.

Monorobot XI лучше всего можно рассматривать как модернизированную (твердотельную) дешевую версию IBM 650 , который был первым в мире компьютером массового производства. IBM 650 был сдан в аренду за 3250 долларов в месяц. ^[9] и около 800 было произведено в период с 1954 по 1958 год. К 1962 году существовало в общей сложности 2000 компьютеров. И IBM 650, и Monrobot XI использовали магнитный барабан в качестве первичной памяти, но первый для своей электроники использовал электронные лампы и двоичное кодирование (а не транзисторы и двоичное кодирование).

Весь ввод и вывод осуществлялся по одному символу за раз под прямым программным контролем. Одновременно может быть активным только одно устройство ввода, но одновременно синхронно могут работать от одного до трех устройств вывода. ^[10]^: 35

Постоянная электромеханическая память

Перезаписываемая, постоянная («энергонезависимая») память Monrobot XI состояла из вращающегося магнитного барабана, хранящего 1024 слова по 32 бита , каждое из которых могло записывать либо одно целое число , либо пару инструкций с нулевым или одним адресом. Среднее время доступа 6 миллисекунд (мс) получено из того факта, что барабан совершал полный оборот каждые 11,7 мс (вращаясь со скоростью 5124 об/мин ). ^[10]^: 10 Даже 8 «высокоскоростных» регистров центрального процессора (ЦП) физически располагались на барабане на двух выделенных дорожках, но были реплицированы 16 раз (при этом в 16 раз больше головок чтения/записи по периферии барабана распределено ), их можно было прочитать или записать в 16 раз быстрее, чем основную часть постоянной памяти. ^[10]^: 12

Визг барабана можно было легко услышать, поскольку он непрерывно вращался, пока машина была включена. металлический экран Перфорированный сбоку или сзади корпуса можно было снять, обеспечивая прямой обзор барабана с красновато-коричневым покрытием из оксида железа , окруженного множеством стационарных магнитных головок чтения/записи. не предусматривалось Специальных мер по защите от пыли , поскольку магнитные головки жестко устанавливались на фиксированных расстояниях от магнитной поверхности и не использовали « летающей головки технологию ». Диаметр барабана составлял примерно 6 дюймов (150 мм).

Электроника

За исключением неоновых ламп в панели управления и от 10 до 30 сине-зеленых электролюминесцентных ламп, используемых для отображения выходных данных в более поздних версиях, в электронике использовались только дискретные твердотельные компоненты, в том числе 383 транзистора (в основном 2N412) и 2300 диодов (в основном 1N636). ). ^[1] Только в арифметическом блоке использовалось 190 транзисторов и 1675 диодов. ^[1] Это поразительно малое количество активных компонентов (383) – немногим больше, чем в Manchester Baby (250), первом в мире компьютере с хранимой программой , полным по Тьюрингу, созданном в 1948 году – резко контрастирует со многими миллиардами транзисторов, присутствующих в современных микропроцессорах , используемых в портативных устройствах. мобильные телефоны . Небольшое количество компонентов было ключевым преимуществом его медленной электромеханической памяти, которая использовала синхронизацию с углом поворота вращающегося барабана вместо добавления электронных переключателей для мультиплексирования битов . Для сравнения, даже первый (1971 год) микропроцессор Intel, четырехбитный Intel 4004 , в своей монолитной конструкции требовал около 2300 транзисторов.

В конструкции использовались вставные печатные платы , позволяющие частичную замену неисправного модуля в качестве основного средства ремонта. Это продолжило традицию создания электроники, зародившуюся, когда относительно ненадежные электронные лампы в качестве активных компонентов использовались , до перехода к более современным транзисторам , используемым в Monorobot XI. В отличие от электронных ламп, которые всегда были подключены к розеткам, дискретные транзисторы часто припаивались на свои места.

Системное время

Арифметический блок выполнял вычисления с использованием двоичной системы счисления , при программировании на машинном языке с использованием шестнадцатеричных цифр (в руководстве программиста называемых «шестнадцатеричными») ^[10]^: 3 и использование необычного набора символов {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,S,T,U,V,W,X}. ^[10]^: 3 На сложение 32-битных целых чисел с фиксированной запятой требовалось от 3 до 9 миллисекунд (мс), а на умножение — от 28 до 34 мс. Более длительные продолжительности отражали среднюю задержку (6 мс) доступа к ячейке постоянной памяти, а не к регистру, для получения второго из двух операндов . ^[1]

Деление (500 мс) и более продвинутые функции с плавающей запятой были реализованы программно. ^[1] Расширенные встроенные математические функции включали квадратный корень , логарифм и антилогарифм (как в десятичном, так и в натуральном основании), а также тригонометрические функции (в градусах или радианах ). Всего было определено 27 инструкций машинного кода операции . На адресацию памяти объемом 1023 слова было выделено 10 бит. ^[10]^: 88 Можно было установить дополнительный барабан на 2048 слов, адресация которого осуществляется с помощью двух дополнительных адресных битов. ^[10]^: 88 Система во многом представлялась как усовершенствованный программируемый калькулятор, соответствующий традициям ее производителя. Поддерживались простые вызовы и возвраты подпрограмм, а также автоинкремент операндов.

Системные часы и все тайминги были синхронизированы с вращением барабана хранения, поскольку весь поток данных передавался в центральное хранилище данных или выходил из него. ^[10]^: 12, 72^[2]^{: 6Б (24)} Программы можно было вручную оптимизировать для достижения максимальной скорости, тщательно учитывая время вращения барабана и физическое расположение инструкций и данных. ^[10]^: 72–74

Программирование

Бумажная лента «дополнительные перфораторы», используемая для ввода и кодирования данных, имела только цифровую клавиатуру, напоминающую классический электромеханический калькулятор.

Компьютер можно было запрограммировать с использованием системы языка ассемблера под названием QUIKOMP, но его простой набор команд машинного языка и низкая скорость работы побудили многих программистов писать код непосредственно в числовых кодах операций. помогающая Была доступна справочная карта, запомнить числовые коды операций и коды данных. Биты были пронумерованы на панели управления своеобразной нумерацией от 16 (старший бит, крайний левый) до 1 (младший бит, крайний правый), хотя в руководстве программиста они были пронумерованы от 15 до 0 более стандартным образом. ^[10]^: 2, 6

Программа минимального загрузчика не имела возможности поддерживать несколько пользователей на одной машине. Чтобы обеспечить экономичное размещение нескольких пользователей, трудоемкий ввод данных вручную можно было выполнять в автономном режиме с помощью нескольких отдельных машин с бумажной лентой (так называемых машин с добавлением перфорации), чьи цифровые клавиатуры представляли собой слегка модифицированные версии. механических настольных калькуляторов. Поскольку клавиатуры в стиле механического калькулятора могли генерировать только десятичные коды (с основанием 10), числовые коды операций были указаны в десятичном формате, хотя фактическая обработка велась в двоичном формате.

Редактирование и копирование перфолент также было возможно в автономном режиме, а сращивать ленты можно было с помощью специальной клейкой ленты и приспособлений для выравнивания . Опытные программисты вскоре научились визуально считывать числовые коды с перфолент. Когда лента с «дополнительной перфорацией» была вычитана и исправлена, она была готова к загрузке через устройство чтения бумажной ленты в Monrobot XI для выполнения и отладки.

Консольный терминал обычно представлял собой модифицированную пишущую машинку IBM. Альтернативой был сверхмощный флексорайтер , который дребезжал и трясил всю машину, особенно когда тяжелая каретка с силой возвращалась к началу новой линии печати. Вывод осуществлялся на печатной бумаге, напечатанной на пишущем принтере, или на перфоленте, промасленной бумажной ленте. 80-колоночное устройство считывания перфокарт В базовую конфигурацию опционально может быть добавлено .

На панели управления может отображаться один 16-битный регистр, в первую очередь для устранения неполадок или диагностики. ^[10]^: 62–65 Панель управления также можно использовать для пошаговой остановки или запуска процессора для отладки или устранения неполадок. ^[10]^: 70 Предусматривалось также подключение осциллографа для более сложного устранения технических неполадок. ^[10]^: 70

Восемь различных «чувствительных переключателей» панели управления можно использовать для ввода простых данных в работающую программу или для выбора различных режимов работы программы под управлением программного обеспечения. ^[10]^: 53–55

Компьютерный сериал Monrobot в популярной культуре

В эпизоде мультсериала «Футурама» фигурировал робот-гуманоид, напоминающий секс-символ середины 20-го века Мэрилин Монро , первоначально вышедшем в эфир в 2001 году, в качестве персонажа фильма, просмотренного актерами эпизода, по имени «Мэрилин Монробот».

Ссылки

^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г «Отчет БРЛ за 1961 год» . ed-thelen.org . Проверено 1 февраля 2022 г.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Новости компьютеров и процессоров данных: НА СТОЛЕ РЕДАКТОРА: КОМПЬЮТЕР MONROBOT MARK XI» (PDF) . Компьютеры и автоматизация . 9 (4Б (4)). Апрель 1960 года . Проверено 05 сентября 2020 г.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Воспоминания о Монроботе Нормы Эдвинс, Бюллетень Общества охраны компьютеров (ISSN 0958-7403) № 31, осень 2003 г.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Третий обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем с. 0672 и далее. Отчет № 1115, март 1961 г., Мартин Х. Вейк, Лаборатории баллистических исследований, Абердинский полигон, Мэриленд ( Армия США ).
^ (реклама в журнале, ноябрь 1961 г.)
^ Монробот - один из многих «потерянных» в истории Дональда Казелли.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Норман, ФС; Михан, Томас; Гилл, Брендан (12 марта 1960 г.). «Портативный робот» . Житель Нью-Йорка . Конде Наст . Проверено 1 февраля 2022 г.
^ Британская энциклопедия , 14-е исправленное издание (1966), Vol. 6, с. 247
^ Кэмпбелл-Келли, Мартин (2013). Компьютер: история информационной машины . Вествью. п. 120. ИСБН 978-0-429-97500-4 . [1]
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н «Руководство по программе Monrobot XI» . Архив.орг . Январь 1964 года . Проверено 2 февраля 2022 г.

Внешние ссылки

Музея компьютерной истории Записи в каталоге

[Specs-1] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г «Отчет БРЛ за 1961 год» . ed-thelen.org . Проверено 1 февраля 2022 г.

[CAA-2] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Новости компьютеров и процессоров данных: НА СТОЛЕ РЕДАКТОРА: КОМПЬЮТЕР MONROBOT MARK XI» (PDF) . Компьютеры и автоматизация . 9 (4Б (4)). Апрель 1960 года . Проверено 05 сентября 2020 г.

[BCCS2003Autumn-3] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Воспоминания о Монроботе Нормы Эдвинс, Бюллетень Общества охраны компьютеров (ISSN 0958-7403) № 31, осень 2003 г.

[Army196103-4] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Третий обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем с. 0672 и далее. Отчет № 1115, март 1961 г., Мартин Х. Вейк, Лаборатории баллистических исследований, Абердинский полигон, Мэриленд ( Армия США ).

[ad196111-5] (реклама в журнале, ноябрь 1961 г.)

[Caselli20130706-6] Монробот - один из многих «потерянных» в истории Дональда Казелли.

[NewYorker-7] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Норман, ФС; Михан, Томас; Гилл, Брендан (12 марта 1960 г.). «Портативный робот» . Житель Нью-Йорка . Конде Наст . Проверено 1 февраля 2022 г.

[8] Британская энциклопедия , 14-е исправленное издание (1966), Vol. 6, с. 247

[9] Кэмпбелл-Келли, Мартин (2013). Компьютер: история информационной машины . Вествью. п. 120. ИСБН 978-0-429-97500-4 . [1]

[progman-10] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н «Руководство по программе Monrobot XI» . Архив.орг . Январь 1964 года . Проверено 2 февраля 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]