HP 2100 - HP 2100

Миникомпьютер HP 1000 E-Series с двумя 8-дюймовыми дисководами с гибкой дисковой памятью 9895A.

HP 2100 представляет собой серию из 16-битных миникомпьютеров , которые были произведены компанией Hewlett-Packard (HP) с середины 1960-х до начала 1990 - х годов. Десятки тысяч машин этой серии были проданы в течение двадцати пяти лет, что сделало HP четвертым по величине поставщиком миникомпьютеров в 1970-е годы.

Разработка началась в Data Systems Inc (DSI) и первоначально была известна как DSI-1000. HP приобрела компанию в 1964 году и объединила ее в свое подразделение Dymec. Первоначальная модель, 2116A, построенная с использованием интегральных схем и памяти на магнитном сердечнике , была выпущена в 1966 году. В течение следующих четырех лет были выпущены модели от A до C с различными типами памяти и расширения, а также более дешевыми 2115 и 2114 моделей. Все эти модели были заменены серией HP 2100 в 1971 году, а затем снова серией 21MX в 1974 году, когда память с магнитным сердечником была заменена полупроводниковой.

Все эти модели также были упакованы как серия HP 2000 , объединяющая машину серии 2100 с дополнительными компонентами, чтобы использовать язык программирования BASIC в режиме разделения времени между пользователями . HP Time-Shared BASIC был популярен в 1970-х годах, и многие ранние программы BASIC были написаны на платформе или для нее, в первую очередь оригинальная Star Trek, которая была популярна в раннюю эпоху домашних компьютеров . Компания " Народный компьютер" издала свои программы в формате HP 2000.

Выпуск HP 3000 в 1974 году обеспечил высококлассную конкуренцию серии 2100; вся линейка была переименована в HP 1000 в 1977 году и позиционировалась как компьютеры реального времени . Сильно переработанная версия была представлена ​​в 1979 году как серия 1000 L , в которой использовались крупномасштабные интеграционные микросхемы CMOS и представлена ​​настольная модель в корпусе Tower . Это была первая версия, которая нарушила обратную совместимость с предыдущими картами расширения серии 2100. Последним обновлением стала серия A с новыми процессорами, способными обеспечить производительность более 1 MIPS , а последний A990 был выпущен в 1990 году.

История

Происхождение

HP создала Dynac в 1956 году, чтобы действовать в качестве центра разработки проектов, за которые основная компания обычно не бралась. Их первоначальный логотип был просто перевернутым логотипом HP, образующим что-то похожее на «dy» и, таким образом, вдохновляло название. Узнав, что Westinghouse владеет товарным знаком на это имя, в 1958 году они изменили его на Dymec. В 1959 году компания была преобразована в подразделение Dymec, а в ноябре 1967 года было переименовано в подразделение Palo Alto.

Первоначально Dymec производила множество продуктов для семейства HP, но со временем стала в первую очередь интегратором, создавая испытательное оборудование и аналогичные системы, которые использовались HP. В 1964 году Кей Маглеби и Пол Стофт начали экспериментировать с использованием компьютеров PDP-5 и PDP-8 в качестве контроллеров для своих сложных тестовых систем, но они чувствовали, что машины потребуют изменений, чтобы действительно удовлетворить их потребности. В то время Digital Equipment Corporation (DEC) все еще была небольшой компанией и объектом поглощения. Дэвид Паккард считал Кена Олсена слишком сложным, и такие планы ни к чему не привели.

В поисках другого дизайна, который они могли бы купить, Packard обратились в компанию Data Systems, Inc. (DSI), состоящую из пяти человек, в Детройте. DSI принадлежала Union Carbide , и когда Packard спросил, как случилось, что Union Carbide стала владельцем компьютерной компании, менеджер HP Labs Барни Оливер ответил: «Мы не требовали ответа на этот вопрос». Билл Хьюлетт изначально отказался рассматривать разработку «миникомпьютера», но когда Packard изменил его форму как «контроллер приборов», сделка была одобрена.

DSI была приобретена в 1964 году и первоначально была создана в Dymec с четырьмя из первоначальных пяти сотрудников DSI и рядом других сотрудников, приходящих из приборных подразделений HP. Позже компьютерная группа переехала в собственный офис в Купертино, штат Калифорния , в здание, купленное у Varian Associates , которое стало подразделением Купертино.

Первые модели

На фото компьютер HP 2115A без блока питания.

Новое подразделение под руководством Маглби завершило разработку модели 2116A, которая была продемонстрирована 7–10 ноября 1966 года на Объединенной компьютерной конференции в Сан-Франциско. Это был один из первых 16-битных мини-компьютеров, появившихся на рынке, но в то время он был более известен как «необычный новый инструментальный компьютер» с широкими возможностями расширения и поддержкой в реальном времени . Система имела увеличенный корпус, вмещавший до 16 карт расширения, или его можно было расширить до 48 карт с помощью внешнего каркаса расширения.

Система была запущена с 20 различными инструментальными платами, включая «счетчики, ядерные скейлеры, электронные термометры , цифровые вольтметры , преобразователи переменного / омического напряжения, усилители данных и входные сканеры». Дополнительный набор добавлен устройство ввода / вывод , как ленточные накопители , принтеры, перфокарты и бумажная лента и другие периферийные устройства. Служба в реальном времени обеспечивалась тем, что каждому слоту карты был назначен фиксированный вектор прерывания, который вызывал соответствующий драйвер устройства .

Когда машина вышла на рынок, быстро стало ясно, что она продается намного быстрее на рынке обработки бизнес- данных, чем первоначально нацеленный рынок контрольно-измерительных приборов. Это привело к появлению 2115A в 1967 году, в котором была удалена большая часть возможностей расширения, чтобы сделать предложение более дешевым для коммерческих пользователей. Еще одна упрощенная версия, поставляемая как 2114A в 1968 году, имела только восемь слотов, оставляя место для блока питания, который можно было встроить в основное шасси. 2115 и 2114 также не обладали обширным контролем прямого доступа к памяти, чем 2116, убрали некоторые математические операции и работали на несколько более медленных скоростях.

Это оригинальные модели с использованием основной памяти и встроенного ЦП.

• 2116A, тактовая частота 10 МГц, время цикла 1,6 микросекунды (мкс). Обычно поставляется с 4К словами, расширяемыми до 8К внутренне или 16К с внешней системой памяти. Шасси включает 16 слотов ввода / вывода, которые также могут быть расширены. Вес 230 фунтов (104 кг). Представлен в ноябре 1966 года. Он ознаменовал собой первое использование компанией HP интегральных схем.
• 2116B, поддерживает новую опцию расширения памяти до 32 КБ. Вес такой же, как указано выше. Представлен в сентябре 1968 года.
• 2116C использовало ядро ​​меньшего размера, поэтому в основное шасси могло поместиться полные 32 КБ. Представлен в октябре 1970 г.
• 2115A, недолговечная версия с уменьшенной стоимостью, которая удаляла DMA и некоторые математические функции, имела только 8 слотов ввода-вывода и работала с тактовой частотой 8 МГц и временем цикла 2,0 мкс. Весил 65 фунтов (29,5 кг), требовался громоздкий внешний источник питания - общий вес: 160 фунтов (72,6 кг). Представлен в ноябре 1967 г.
• 2114A, еще более упрощенный 2115 с новой передней панелью и внутренним блоком питания. Немеханические сенсорные переключатели на передней панели. Вес 95 фунтов (43,1 кг). Представлен в октябре 1968 года.
• 2114B, 2114A с одним каналом прямого доступа к памяти и новой передней панелью с кнопками с подсветкой. Представлен в ноябре 1969 года.
• 2114C, как 2114B с максимальной памятью 16 КБ. Представлен в октябре 1970 г.

HP 2000

В ноябре 1968 года компания выпустила систему таймшеров 2000A, позже известную как HP 2000 / Access. Это было основано на 2116B (2116A с расширенной памятью ядра 8k) с HP Time-Shared BASIC и использовало отдельный 2114 в качестве терминального сервера . TS BASIC позволял создавать несколько учетных записей пользователей с одновременным входом в систему до 16 пользователей.

Более поздние модели 2000 года, от B до F, использовали более новые версии базового процессора по мере их появления. В некоторых моделях использовались младшие версии того же процессора, что и в терминальном сервере; Например, 2000F использовал 2100S в качестве основного ЦП и контроллера памяти, в то время как 2100A действовал как сервер терминалов. Модели B, C и F были двухпроцессорными. В последней версии использовались ЦП 2000F, 2100S и 2100A, при этом 2100A был подключен к 32 последовательным терминалам через интерфейсы последовательного мультиплексора.

Несмотря на относительно высокую стоимость - 2000F стоил 105000 долларов в 1974 году или около 551 002 долларов в 2020 году - это был первый миникомпьютер, предлагавший BASIC с разделением времени , что сделало его очень популярным в начале-середине 1970-х годов.

2100

Компьютер HP 2100 (вверху слева), показан с двумя ленточными накопителями 7970, жестким диском серии 7900, устройством чтения бумажных лент 2748 и ударным принтером 2767A. Отдельные переключатели и освещение на передней панели были заменены кнопками с подсветкой, которые имели тенденцию перегорать.

Компьютер HP 2100A

В течение 1970-х годов модельный ряд постоянно улучшался за счет новых моделей, которые оставались совместимыми по программному обеспечению и расширению с оригинальной 2116.

В начале 1970 года Фреду Алларду, бывшему сотруднику подразделения Ampex по ядрам памяти, было предложено разработать новую систему памяти с магнитным сердечником для этих систем, а не продолжать закупать их у Ampex. Используя новые ядра на 18  мил , вместо 22 мил, и используя одну линию считывания / запрета, они смогли разместить память 8 кВт на одной карте расширения. Это использовалось, начиная с моделей 2116C.

В 1971 году обновленный 2100A заменил всю существующую линейку 211x. В целом система была похожа на предыдущие модели и по-прежнему основывалась на основной памяти. Физически он больше всего напоминал 2114, так как блок питания был встроенным и имел ограниченное внутреннее расширение. Однако ЦП был перестроен с использованием микрокода, который мог быть запрограммирован пользователем, добавлены аппаратные средства умножения и деления, а также добавлена ​​простая система защиты памяти , которая вызвала высокоприоритетное прерывание при срабатывании. Двухканальный контроллер DMA обеспечивал более высокую пропускную способность. Также был доступен дополнительный модуль с плавающей запятой . Кнопки на передней панели подсвечивались небольшими лампочками накаливания, которые перегорали при использовании. Использование импульсного источника питания позволило корпусу быть значительно меньше, чем у более ранних моделей.

К 1972 году HP поставила 4500 миниатюрных устройств, что сделало ее одной из крупнейших компаний на рынке. В том же году они объединили подразделение Mountain View, производившее магнитные ленточные накопители, с подразделением Купертино, чтобы создать подразделение Data Systems Division (DSD). К этому времени у проекта HP 3000 возникли серьезные проблемы, и в феврале 1973 года Packard отправил Пола Эли взять на себя управление подразделением. Продажи серии 2100 остались высокими; 6000-й отправлен в августе 1973 года, 8000-й - в феврале 1974 года, а его 10-тысячный - в феврале 1975 года. В 1978 году они были объявлены устаревшими.

• 2100A, обычно с 4 кВт, но с возможностью расширения до 32 кВт, 14 слотов ввода / вывода с возможностью расширения до 45. Представлен в 1971 году.
• 2100S, 2100A в комплекте с опцией с плавающей запятой, генератором временной развертки для взаимодействия с аппаратным обеспечением, зависящим от времени, и интерфейсной картой телетайпа. Представлен в 1973 году.

21MX

В 1972 году подразделение решило перейти на микросхемы памяти SRAM объемом 4 Кбит вместо ядра. Они были примерно в два раза быстрее, чем современные недорогие ядра, и намного меньше, что позволяло создавать машины на 32kword в форм-факторе, подобном 2114. В то время, когда они приняли это решение, 4-килобитные SRAM фактически не были доступны, поэтому первоначально использовались экспериментальные машины, использующие ядро ​​из серии 2100, замененное 1-килобитным SRAM. Сначала казалось, что к тому времени, когда остальная часть машины будет обновлена, не будет доступно 4k деталей, поэтому компания провела опрос различных производителей и обнаружила, что некоторые из них активно разрабатывают 4k детали. В частности, Intel , Mostek , Motorola и Texas Instruments предполагали, что такие детали будут доступны в большом количестве к концу 1974 года.

Использование такой памяти в шасси расширения, таком как более ранние системы, означало, что было место для гораздо большего объема памяти в мегапиксельном диапазоне. Однако использование ЦП 15-битных адресов ограничивало размер до 32 тыс. Слов. Чтобы удовлетворить потребность в более крупных системах, HP разработала «Систему динамического сопоставления» или DMS. DMS расширила формат адреса с 15 до 20 бит, допустив до 1 048 576 слов, что значительно расширило исходную систему.

Эти изменения привели к выпуску в 1974 г. первых машин серии 21MX. Это означало процессор «21-M» и память «21-X», поскольку системы управления памятью были отделены от ЦП, чтобы обеспечить гибкость в случае изменения выбранных частей 4k во время производства. Это оказалось полезным на практике, поскольку машины поставлялись с памятью, в которой использовались детали Motorola или Texas Instruments, и их можно было смешивать в одной машине, в то время как система с более высокой плотностью, основанная на 16-контактных деталях Mostek, могла поддерживаться заменой обычных 21 -X / 2 с контроллером 21-X / 1.

Вся серия 2100 была заменена в 1974 году первой из этих машин серии 21MX. Используя детали с самой высокой плотностью, новые машины могут поддерживать до 1,2 МБ в самых больших моделях. Когда в 1976 году ЦП был модернизирован, новые модели стали называться «21MX E-Series», а оригинальные модели задним числом стали «21MX M-Series». Основное различие между M и E заключалось в том, что в E использовался умный тайминг, чтобы увеличить скорость примерно в два раза по сравнению с M. В рамках серии 21MX было выпущено более широкое разнообразие стилей машин, включая системы меньшего размера с четырьмя слотами и больше. с 9 или 14 слотами.

Серия 21MX оснащена блоком управления памятью и полупроводниковой памятью с возможностью расширения до 1 048 576 слов (один мегазорд ). В битовых дисплеях на кнопках передней панели использовались маленькие красные светодиоды (светодиоды) вместо перегорающих ламп накаливания, используемых в более ранних версиях.

• M-серия - 2105A, 2108A, 2112A (синяя линия на передней панели)
• Серия E - 2109A, 2113A (желтая линия на передней панели; E для Extended)
• Серия F - 2111F, 2117F (красная линия на передней панели; F для процессора с плавающей запятой в отдельном шасси 2U)

21MX работал под управлением операционной системы (ОС) HP RTE (Real Time). Они начинались как 19-дюймовые стоечные системы размером с холодильник с подсветкой и переключателями на передних панелях. В последних моделях будет использоваться однокристальный процессор, и они будут помещаться под столом с использованием консольного терминала, а не передней панели.

Новые модели серий L и A имели интерфейс HP-IB , но, как и во всех системах HP того времени, мигающие светодиодные индикаторы были удалены с передней панели. Несмотря на требования заказчиков к возможностям реального времени и усилия HP по исследованиям и разработкам с использованием устанавливаемой карты реального времени, ОС RTE-A не так хорошо справлялась с операциями в реальном времени, как RTE на 21MX. Это была важная причина, по которой этот компьютер было трудно убить. Многие компании используют операции в реальном времени для измерения и управления процессами - включения или выключения насоса, нагревателя, клапана, ускорения или замедления двигателя и т. Д.

1000 серии

Графический терминал HP 2647A, подключенный к устройству HP 1000 E-Series.

В конце 1977 года вся линейка была переименована в «HP 1000», став «HP 1000 M-Series» и «HP 1000 E-Series». В следующем году была представлена ​​«HP 1000 F-Series», представлявшая собой E-серию с добавленным блоком операций с плавающей запятой. К 1978 году успех этой линейки позволил HP стать четвертым по величине производителем в области миникомпьютеров, уступая только DEC, IBM и Data General .

В 1980 году была представлена ​​«серия HP 1000 L». При этом использовался новый процессор, основанный на крупномасштабном интеграционном кремнии HP на сапфировом процессоре. Кроме того, карты расширения были оснащены собственными процессорами, которые позволяли им получать доступ к основной памяти и выполнять ввод / вывод, не беспокоя ЦП. Хотя это впервые сделало карты расширения несовместимыми с более ранними моделями, это также значительно улучшило общую производительность. В этих моделях отсутствовал блок управления памятью.

• Кремний HP1000L на сапфировом (SOS) ЦП и процессорах ввода-вывода

В свою очередь, L-серия была заменена в 1982 году на «HP 1000 A-Series», которая включала в себя новый процессор «Lightning», достигающий 1  MIPS , и еще более быстрый процессор «Magic» со скоростью 3 MIPS. Было произведено большое количество различных моделей, в том числе настольные башни и различные системы для монтажа в стойку. Младшая модель A400 была представлена ​​в 1986 году, а последняя high-end модель A990 была выпущена в 1990 году. Каждая из них имеет адресуемую до 32 МБ ОЗУ.

• 1981:
  • A600 - на базе процессора битовых срезов Am2900 , 1 MIPS, 53k FLOPS Кодовое имя: LIGHTNING
  • A600 + - основан на бит-срезовом процессоре Am2900, поддерживает разделение кода и данных, опциональную память с коррекцией ошибок (ECC).
• 1982 ??:
  • A700 - на основе процессора битовых фрагментов AMD AM2903, дополнительный аппаратный процессор с плавающей запятой, 1MIPS, 204kFLOPS, микропрограммирование, дополнительная память ECC . Кодовое имя: PHOENIX
• 1984:
  • A900 - обеспечивает конвейерный путь данных, 3MIPS, 500kFLOPS, память ECC. Кодовое имя MAGIC
• 1986:
  • A400 - первый одноплатный процессор с 4 последовательными линиями; ЦП изготовлен по технологии VLSI с их процессом CMOS-40, 512 КБ оперативной памяти на борту. Кодовое имя Йеллоустон
• 1992:
  • A990 - ЦП, реализованный с двумя 208-контактными КМОП - зависимыми интегральными схемами (ASIC), 298 инструкциями, поддерживает до 512 МБ памяти.

Наследие

Серия HP 2000 была представлена ​​в 1969 году, продавалась до июня 1978 года и поддерживалась до 1985 года.

Версии многих оригинальных игр BASIC были написаны на платформе или портированы на нее. Среди них выделялся « Звездный путь» Майка Мэйфилда 1971 года. Его популярность сделала диалект BASIC языком французского языка, и многие списки BASIC обычно предоставлялись в этом формате; Компания « Народный компьютер» издала свои программы в формате HP 2000. Системы HP также использовались для обучения статистике, регрессионному анализу и экономике.

21-го века

Обозначения 2000 и 2100 были использованы повторно:

• HP 2000 относится к портативному компьютеру.
• HP 2100 относится к принтеру LaserJet.

Архитектура

Организация памяти

HP 2100 был разработан в эпоху, когда объем оперативной памяти в виде памяти с магнитным сердечником падал с долларов до пенни за бит, в то время как реализация регистров процессора с использованием транзисторов или мелкомасштабная интеграция оставались очень дорогими. Это благоприятствовало проектам с небольшим количеством регистров и большей частью памяти в ОЗУ, что, в свою очередь, повлияло на архитектуру набора команд (ISA) для использования конструкции память-память или память- аккумулятор . Эта базовая концепция была впервые широко представлена ​​в 12-битной PDP-8, которая породила множество подобных конструкций, таких как 2100.

В 2100 адреса имеют длину 15 бит, что позволяет использовать в общей сложности 32 КБ 16-разрядных слов памяти (64 КБ в современных терминах). Наименьшая адресуемая единица памяти - это 16-битное слово, нет инструкций, которые выбирают один 8-битный байт. Адрес разбит на две части: 5 старших битов относятся к одной из 32 «страниц», а 10 младших битов - это «смещение», указывающее на одно слово на странице размером 1024 слова. В системе DMS серии 21MX верхние 5 бит вместо этого используются для выбора одного из 32 регистров, каждый из которых содержит 12 бит. Затем 10 младших битов регистра помещаются перед исходным 10-битным смещением для получения 20-битного адреса. Два самых старших бита используются для защиты памяти .

Большая часть обработки выполняется в двух регистрах A и B, каждый по 16 бит. Регистры также доступны в ячейках памяти 0 и 1 соответственно. Это означает, что можно загрузить значение в аккумулятор, используя обычную операцию сохранения регистра, например, LDA 1загрузит значение регистра A в ячейку памяти 1, тем самым скопировав значение A в B.

Помимо регистров A и B, ЦП также включает регистр M, в котором хранится текущий адрес памяти, и регистр T, в котором хранится значение по этому адресу. Регистр P используется в качестве программного счетчика и автоматически увеличивается с каждой инструкцией, но он также используется в качестве базового адреса для некоторых обращений к памяти (см. Ниже), которые вычисляются и помещаются в M. Также есть два однобитовых регистра, Переполнение и расширение, в современных терминах, эти биты будут считаться регистром состояния . Кроме того, имеется 16-битный регистр S / D (переключатель / отображение), который используется для ввода и вывода с передней панели.

Определенные области памяти зарезервированы для специальных целей, например ячейки 0 и 1, используемые аккумуляторами. Дополнительные слова в нижних 64 ячейках памяти используются для прямого доступа к памяти (DMA) и векторных прерываний (см. Ниже). В более поздних моделях 64 слова максимальной доступной памяти зарезервированы для загрузчика .

инструкции

Исходный набор команд содержал 68 или 70 инструкций.

• Арифметика  - сложение, приращение и, или, исключающее, или
• Управление программой  - пропуск, переход, переход к подпрограмме
• Сдвиг и поворот - арифметические и логические сдвиги, 16- и 17-битное вращение
• Необязательно - умножение, деление, 32-битная загрузка и сохранение, 32-битные сдвиги

Все 68 инструкций в стандартном наборе команд имеют длину 16 бит. Большинство из них выполняется за один цикл памяти или за 16 тактов, хотя косвенная адресация и ISZможет использовать до 36 циклов. Условное ветвление выполняется с помощью условной инструкции пропуска одной, причем эта одна инструкция обычно является инструкцией перехода . Для подпрограмм нет стека ; вместо этого первая ячейка памяти подпрограммы резервируется, и в эту ячейку записывается адрес возврата JSBинструкцией. Это означает, что нет внутренней поддержки для реентерабельного кода; поддержка этого должна быть добавлена ​​через реализованный пользователем стек.

В ISA есть три основных стиля инструкций; ссылки на память, ссылки на регистры и ввод / вывод. Некоторые модели расширяли ISA дополнительным оборудованием, добавляя, например, инструкции с плавающей запятой или дополнительные целочисленные математические инструкции и инструкции памяти, но они попадали бы в те же три основные категории.

Команды памяти используют четыре бита для инструкции и еще два для специальных флагов, всего шесть битов 16-битного слова. Это оставляет место для 10-битного адреса в инструкции, хранящегося в младших разрядах (LSB), от 0 до 9. Если бит 15 установлен, это указывает на «косвенную» адресацию вместо «прямой». В прямом режиме адрес в инструкции - это адрес операнда, в то время как в косвенном режиме адрес был указателем на другую ячейку памяти, которая содержала адрес операнда. Можно также установить бит 15 в этом месте, позволяя косвенному обращению иметь любую требуемую глубину, заканчиваясь, когда одно из местоположений имеет 0 в бите 15.

В дополнение к прямому / косвенному режиму бит 10 инструкции управляет флагом Z / C. Если установлено значение 0, это означает, что старшие пять бит адреса были нулевыми, а нижние 10 были значением в инструкции. Это обеспечивает быстрый доступ к странице Z (ero), первым 1024 словам памяти. Если установлено значение 1, адрес создается путем объединения 10 битов в инструкции с верхними 5 битами регистра P, C (текущей) страницы памяти, что позволяет обращаться к памяти как к 32 страницам из 1024 слов. Таким образом, в любой момент времени можно адресовать 2048 слов; 1024 из них на нулевой странице и еще 1024 на той же странице, что и инструкция, выполняющая ссылку.

Инструкции регистров не требуют адреса и, следовательно, имеют больше свободных битов для работы. Это используется для упаковки четырех или восьми инструкций в одно слово памяти, которое при правильном использовании может значительно ускорить выполнение операций. Всего включено 39 операций с регистрами, которые разбиты на инструкции сдвига и поворота и инструкции изменения и пропуска, обозначенные битом 10, а бит 11 указывает, применяется ли это к регистру A или B.

Есть два основных класса команд регистров: группа сдвига и поворота и команда изменения и пропуска. Первая используется для базовой побитовой обработки значений в регистре и может иметь до четырех инструкций на слово, хотя две инструкции в середине всегда являются a CLE,SLA/B(очистить E, пропустить, если A / B равно нулю). Вторая группа состоит из восьми инструкций, которые выполняют приращения регистров, а затем условный переход. Обычно они используются для реализации циклов.

Ввод / вывод и прерывания

Команды ввода / вывода обычно передаются через аккумуляторы. Формат команды начинается с битов «1000» в наиболее значимых битах, за которыми следует один бит, указывающий, какой регистр использовать (A = 0, B = 1), за которым следует «1», бит флага H / C, а затем три бита для инструкции и оставшиеся шесть битов для идентификатора устройства ввода-вывода или канала, что позволяет использовать до 64 устройств. Некоторые номера устройств используются самой системой.

Ввод / вывод инициируется очистка флаг бит с , STFа затем установив С помощью бит STC. Оборудование замечает этот шаблон и начинает свою работу. Когда операция завершена, устройство устанавливает бит флага, а затем программа загружает полученные данные с карты с помощью LI*инструкции или отправляет их на карту с помощью OT*.

Фактическая передача данных обычно осуществляется с использованием системы прерываний. Ячейки памяти с 4 по 63 (десятичные) содержат адреса подпрограмм, к которым нужно перейти при срабатывании прерывания, обеспечивая 60 уровней прерывания. Ячейки с 4 по 7 жестко привязаны к сбоям питания, ошибкам проверки четности и ошибкам защиты памяти в более поздних моделях. Ячейки 8 и выше являются доступными для пользователя векторами прерываний, отображенными на канал ввода-вывода и упорядоченными в порядке приоритета. Таким образом, если устройство ввода-вывода 13 сгенерировало прерывание, ЦП переходит в ячейку памяти 13, но только в том случае, если оно не замаскировано прерыванием с более высоким приоритетом, с 1 по 12.

Другой ключевой особенностью серии 2100 является отдельный контроллер прямого доступа к памяти, который использует кражу циклов для доступа к памяти, когда ЦП ее не использует, например, в то время, когда он выполняет внутренние вычисления. Используя эту функцию, можно выполнять длительные процессы ввода-вывода, в то время как ЦП работает над другими проблемами. Система настраивается путем отправки инструкции контроллеру DMA с помощью команд ввода / вывода; Контроллер DMA является каналом 6, и первоначально ему отправляется инструкция, содержащая номер устройства ввода-вывода, которое хочет использовать DMA, будь то ввод (запись в память из устройства) или вывод (чтение из памяти в устройство), начальное место в памяти для данных и количество слов. Этот установочный код часто устанавливается в один из векторов прерывания, автоматизируя процесс. DMS имеет отдельные таблицы для ЦП и системы DMA, поэтому DMA может загружать данные в отдельные части расширенной памяти.

Программирование

HP предоставила трехпроходный ассемблер для машины, использующий формат с разделителями-столбцами. Первая область слева от строки кода - это метка, которая должна начинаться в столбце 1, если таковой имеется. Далее идет мнемоника инструкций, затем параметры. Остальную часть строки можно использовать для комментария. Ассемблер позволяет писать основные математические выражения напрямую, вместо использования мнемоники, а также включает ряд псевдо-инструкций, таких как ORGустановка базового адреса программы.

Помимо ассемблера и связанного с ним компоновщика , машины изначально поставлялись с компилятором FORTRAN 66 , операционной системой и драйверами ввода-вывода. Со временем были добавлены дополнительные языки, включая BASIC, ALGOL , FORTRAN IV и FORTRAN 77 .

HP перенесла реализации AGL на платформу, которая добавила в свой BASIC команды для создания графики на своих графических терминалах и плоттерах . Аналогичное расширение в их ФОРТРАНЕ называлось GRAPHICS / 1000.

Операционные системы

2100-е обычно использовались с операционной системой Real Time Executive, сокращенно RTE. Было выпущено несколько версий RTE для разных версий машины; RTE-II для 2114-2116, RTE-III для 2100-х годов, RTE-IV для серии 21MX и RTE-A для серии "A".

Оболочка операционной системы даже в конце 1970-х была очень примитивной, с одноуровневой файловой системой , файловым менеджером или FMGR. Например, команда для запуска компилятора FORTRAN будет следующей:

ru, f77, &test,'test,%test

Это означает запуск программы f77, используя специальные символы, чтобы различать исходный файл, объект и исполняемые файлы.

HP 1000 также был одним из немногих миникомпьютеров, которые ограничивали имена файлов только пятью символами, а не шестью обычными в то время, что затрудняло перенос и даже написание программ. Более поздний RTE-A для HP 1000 обеспечивал обычную структуру каталогов с именами файлов 16.4 и делал команду ru необязательной.

TODS (Test Oriented Disk System) была разработана техническим специалистом центра ремонта плат HP для сокращения времени обслуживания в центре. Он использовался для загрузки диагностических данных из центрального хранилища, а не для загрузки отдельных бумажных лент. TODS также использовался на сериях HP 2116–21MX-F для испытательных систем для ракет, таких как Phoenix (9206B), Harpoon (9500D-354), Tomahawk и многих других. Ранними тестовыми наборами были 9500A, эволюционировавший до 9500D, за которым последовала ATS (автоматизированная тестовая система); специальные тестовые системы HP, такие как набор для тестирования компонентов запуска 9500D-A46 Minuteman и набор для тестирования компонентов запуска ATS-E35 Peacekeeper / Minuteman; СВЧ-анализатор HP 8580/8542 ANA / ASA (автоматический сетевой анализатор / автоматический анализатор спектра) работал на TODS; и набор для тестирования микроволнового транспондера TDRSS использовал TODS и был очень большой системой.

Также существовала MTOS (операционная система с магнитной лентой), аналогичная TODS.

Потомки и варианты

Настольный компьютер HP модели 9830A с дополнительным термопринтером модели 9866.

Настольные компьютеры HP 9810, 9820 и 9830 используют медленную сериализованную TTL- версию ЦП 2116, хотя в конечном итоге они не используют какую-либо операционную систему или прикладное программное обеспечение, вместо этого полагаясь на удобные для пользователя интерпретаторы на основе ПЗУ , такие как BASIC. , которые работают при включении питания и встроенных клавиатурах и дисплеях, а не диски или стандартные терминалы . В 1975 году HP представила BPC, один из первых в мире 16-разрядных микропроцессоров , использующий процесс HP NMOS- II. BPC обычно упаковывался в керамический гибридный модуль с микросхемами EMC и IOC, которые добавляли расширенные математические инструкции и инструкции ввода-вывода. Гибрид был разработан как сердце нового настольного компьютера 9825. Более поздняя рабочая станция 9845 добавила микросхему MMU . Это были предшественники персональных компьютеров и технических рабочих станций.

Основные различия между исходной архитектурой 2116 и микропроцессором BPC - это полностью переработанная структура ввода-вывода, удаление нескольких уровней косвенной адресации и предоставление стека для вызова и возврата подпрограмм. Устранение множественной косвенности сделало доступным дополнительный бит в слове памяти, содержащем косвенный адрес, что позволило увеличить максимальный объем памяти с 32 КБ 16-битных слов до 64 КБ. BPC также добавил вход, позволяющий «текущей странице» быть относительно местоположения текущей инструкции, а не страницы, выровненной по степени двойки.

BPC использовался в широком спектре компьютеров HP, периферийных устройств и испытательного оборудования, пока не был снят с производства в конце 1980-х годов.

Польша производила клон HP 2114B с 1973 года. Польские клоны назывались MKJ-28 (прототип, 1973), SMC-3 (опытное производство, 17 машин, 1975-1977) и PRS-4 (производство серийно более 150 машин, 1978. -1987).

Чехословакия произвела собственные совместимые клоны HP 1000, получившие обозначение ADT4000 (4300, 4500, 4700, 4900). Более 1000 единиц было поставлено поставщиками Aritma Prague (разработка), ZPA Čakovice и ZPA Trutnov в период с 1973 по 1990 год. Эти компьютеры служили на электростанциях, в том числе атомных, других промышленных, военных, университетах и ​​т.д. надежность и функции реального времени. Операционные системы были DOS / ADT (несколько версий) и Unix. Самый старый гибридный ADT7000 (1974 г.) состоял из цифровой части ADT4000 и аналоговой части ADT3000, но только цифровая часть интересовала потребителей. ADT4316 (1976 г.) имел 16К слов памяти с ферритовым сердечником, ADT4500 (1978) - до 4М слов полупроводниковой ОЗУ. ADT 4900 разрабатывался как одноплатный компьютер , но его серийное производство так и не началось. Чехословацкая народная армия использовала мобильные миникомпьютеры MOMI 1 и MOMI 2 на базе ADT, встроенные в контейнер, перевозимый грузовиком Tatra 148.

Примечания

использованная литература

Цитаты

Библиография

• Лейбсон, Стив (2017). «HP: случайно созданная компьютерная компания» . HP9825.COM .
• Компания Hewlett Packard. Домашняя страница HP1000 / RTE.
• Hewlett-Packard (март 1967 г.). «Раздел 2-26, Прямой / Косвенный». Компьютер HP 2116A: Технические характеристики и основные операции, Том 1 (PDF) . С. 2–3.
• Петерсон, Джеймс (2014). «Раздел 2-26, Прямой / Косвенный». Компьютерная организация и программирование на языке ассемблера . Академическая пресса. С. 369–378. ISBN 9781483268590.
• Путеводитель по компьютеру 2100 . Фирма Хьюлет-Паккард. Сентябрь 1972 г.
• Франкенберг, Роберт (октябрь 1974). «Вся полупроводниковая память выбрана для новой серии мини-компьютеров» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard . 26 (2): 15–20.

внешние ссылки

• Архив Джеффа Моффата HP2100, программное обеспечение и руководства
• Симулятор с исполняемыми двоичными файлами и исходным кодом на C
• Брошюра HP 2100 1972 г.
• смонтированная в стойке система HP2100 Изображение сайта Гильерме Биттенкура, показанное сверху вниз слева: компьютер 21MX серии E, компьютер 2100A, блок питания 2100 (PS), дисковод 7905, контроллер привода 13037; справа: считыватель бумажной ленты, перфоратор для бумажной ленты, дисковод 7900, 7900 PS.
• Музей компьютеров HP: серии 1000-L и A
• Музей истории компьютеров: Путь HP , HP 2116 , 1966 год .