PDP-1: первый миникомпьютер от DEC

PDP-1: первый миникомпьютер от DEC

Этот мини-компьютер стал первым компьютером корпорации Digital Equipment Corporation серии PDP и впервые был выпущен в 1959 году. PDP-1 был реализован на базе дискретных транзисторных схем, а не с обычными электронными лампами; интегральные схемы еще не использовались. Непосредственным разработчиком был основатель DEC Кеннет Олсен.

Машина легко узнаваема благодаря круглому экрану в шестиугольной раме. Непосредственным предшественником был компьютер ТХ-0 (1955/1956, Transistorized Experimental computer zero или Tixo), первый транзисторный компьютер, на нем уже запускались текстовые игры, крестики-нолики.

PDP-1, будучи наследником TX-0, был прост, эффективен и относительно недорог. Из периферии PDP-1 имел экран, световое перо (мышь тогда еще не была изобретена) и клавиатуру, то есть был вполне пригоден для работы в интерактивном режиме. PDP-1 известен тем что именно его появление стало толчком в создании хакерской субкультуры ( этот термин зачастую обозначает программистов-системщиков; в ранние годы компьютерных технологий слово "хакер" считали титулом, которого заслуживали лишь самые талантливые и неугомонные люди), возникшей с его появлением в Массачусетстком технологическом институте и его лаборатории искусственного интеллекта, а также в BBN Technologies (Bolt Beranek and Newman Inc. ), американской научно-исследовательской компании , расположенной близ Фришпорта, Кембридж, штат Массачусетс, США, и Калифорнийском университете Беркли, университете Карнеги - Меллона.

Контрольная панель PDP-1

С 1959 года было продано более 50 экземпляров этого компьютера. В то время цена его составляла 120 000 долларов (для сравнения, в 1959 году Cadillac Eldorado Biarritz продавался за 7 286 долларов, это (эквивалент 1 010 000 долларов США в 2018 году ). Тем не менее его стоимость составляла менее 5% стоимости IBM 7094.

Инженер DEC Боб Савель тестирует точечный ЭЛТ-дисплей PDP-1 Type 30 со встроенным световым пером. Эта комбинация была очень инновационной для своего времени и обеспечивала эффективное и интуитивно понятное взаимодействие пользователя с системой

Выпуск компьютера PDP-1 ознаменовал радикальный сдвиг в философии компьютерного дизайна: это был первый коммерческий компьютер, который сосредоточился на взаимодействии с пользователем, а не на эффективном использовании компьютерных циклов. Это был также первый компьютер Digital Equipment Corporation (DEC).

Программируемый процессор данных (PDP-1) - это высокоскоростной твердотельный цифровой компьютер, разработанный для работы со многими типами устройств ввода-вывода без каких-либо внутренних изменений машины. Быстродействие компьютера — 200 тысяч команд в секунду. Это один адрес, одна инструкция, компьютер с хранимой программой и мощными функциями программы. Пятимегасеточные схемы, память на магнитных сердечниках и полностью параллельная обработка делали возможным вычисление со скоростью 100 000 операций в секунду. PDP-1 был необычайно универсален. При этом он характеризовался простой установки, эксплуатации и обслуживания. Вес PDP-1 составлял около 730 килограммов (1600 фунтов). Весь компьютер занимал всего 17 квадратных футов площади и состоял из четырех корпусов, один из которых использовался в качестве рабочей станции. Для данного компьютера применялось обычное для США 110-вольтовое питание, не требовал ни кондиционирования воздуха, ни усиления пола, а его профилактическое обслуживание обеспечивалось встроенными концевыми контрольными цепями.

Схемы PDP-1 были основаны на конструкциях очень успешных и надежных системных модулей DEC. Триггеры и большинство переключателей использовали транзисторы. Основными активными элементами были транзисторы на микролегированных сплавах.

PDP-1 - считается первым коммерческим интерактивным компьютером. Использовался для управления процессами, научными исследованиями и графическими приложениями, а также для создания систем с разделением времени. PDP-1 позволил малым предприятиям и лабораториям получить доступ к гораздо большей вычислительной мощности, чем когда-либо прежде. Пятьдесят три экземпляра PDP-1 были проданы до завершения их производства в 1969 году. Для пользователя PDP-1 представлял беспрецедентную свободу взаимодействия человека с машиной. Вдохновленные программисты создадут множество программ: именно здесь получили жизнь первый текстовый редактор , первый текстовый процессор , первый интерактивный отладчик, первая рабочая компьютерная шахматная программа, одна из самых ранних систем разделения времени (BBN Time-Sharing System), и некоторые из самых ранних образцов компьютерной музыки. Первое упоминание о хакерстве связано также с этим компьютером : «телефонные хакеры», о которых сообщала в то время студенческая газета МИТ. Писалось, что "хакеры" МИТ с помощью компьютерных технологий вступили в схватку со студентами Гарварда, конфигурируя PDP-1 для бесплатных звонков, создания списков телефонных номеров методом сканирования, и провоцируя накопление больших телефонных счетов.

На PDP-1 в 1960 году была реализована интерактивная система «Lisp 1», включающая в себя интегрированные интерпретатор, редактор исходного кода и отладчик, позволявшая выполнять весь цикл работ над программой непосредственно в системе. Лисп (LISP, LISt Processing language — «язык обработки списков»; современное написание: Lisp) представляет собой семейство языков программирования, программы и данные в которых представляются системами линейных списков символов. Лисп был создан Джоном Маккарти для разработок по системам искусственного интеллекта и до сих пор остаётся одним из основных инструментальных средств в данной области. По сути, это была первая «среда программирования» в том смысле, который вкладывается в это понятие сейчас. Тогда же в журнале «Communications of ACM» вышла статья Маккарти «Recursive Functions of Symbolic Expressions and their Computation by Machine.», в которой Лисп был описан в виде алгебраического формализма на самом Лиспе. Статья стала классической, а формализм типа «Лисп на Лиспе» с тех пор стал одним из наиболее употребимых в литературе по теории программирования. Ещё одним технологическим новшеством, появившимся в связи с реализацией системы «Lisp 1» был изобретённый Маккарти механизм, позволявший запускать интерпретатор Лиспа одновременно с выполнением обычных вычислительных работ в пакетном режиме (система разделения времени).

Этот компьютер известен также тем, что именно на нем была реализована первая в истории компьютерная видеоигра. Это "Spacewar!" Стива "Snag" Рассела.

PDP-1 в Музее компьютерной истории рядом со Стивом Расселом , создателем Spacewar! В большом шкафу находится процессор. Основная панель управления находится прямо над столом, над ней устройство чтения бумажных лент, а над ним (вертикальная прорезь) вывод перфоратора бумажной ленты модели Telepe. К верхней панели прикреплен лоток для хранения восьми бумажных лент. Слева - пишущая машинка IBM Model B, модифицированная Soroban, а дисплей CRT типа 30 находится справа

Как уже говорилось в начале статьи, PDP-1 был создан на основе идей компьютера TX-0, созданного в Лаборатории Линкольна в МИТ. Команда разработчиков ТХ-0, TX-1 и ТХ-2 MIT Lincoln Laboratory покинула проект и основала компанию Digital Equipment Corporation, а PDP-1 стал первым продуктом компании. Серийный номер один данной модели компьютера был продан компании Bolt Beranek and Newman (BBN), а второй - подарен Массачусетскому технологическому институту.

Spacewar! считается одной из самых ранних видеоигр для цифрового компьютера. Первая версия была написана Стивом Расселом в 1961 году. Значительные улучшения в игре были сделаны весной 1962 года Питером Самсоном, Дэном Эдвардсом и Мартином Гретцем. Игра была быстро скопирована и стала основной программой для демонстрации сложных графических возможностей системы PDP-1

PDP-1 использовал 18-битный размер машинного слова и имел 4096 слов в качестве стандартной основной памяти (эквивалентно 9 216 восьмибитным байтам, хотя система фактически использовала шестибитовые байты), с возможностью обновления до 65 536 слов.

Барбара Стивенсон была первой женщиной-инженером в DEC. Она начинала в качестве инженера-прикладника для лабораторных и системных модулей DEC. 1964 год

Время перемагничивания цикла памяти на ферритовых магнитных сердечниках составляло 5,35 микросекунд (что примерно соответствует тактовой частоте 187 килогерц); большинство арифметических команд занимали 10,7 микросекунд (93 458 операций в секунду), они использовали два цикла памяти, потому что имели два обращения к памяти: одно для извлечения инструкции, другое для извлечения и сохранения операнда. PDP-1 имела вычислительную мощность примерно эквивалентную карманному органайзеру 1996 года, и ненамного меньше памяти.

Системный блок, 1103 карта

В PDP-1 использовались 2700 транзисторов и 3000 диодов. Он состоял из системных блоков серии DEC 1000 , спроектированных с использованием микролегированных и микролегированных диффузорных транзисторов с номинальной скоростью переключения 5 МГц. Системные блоки упакованы в несколько 19-дюймовых блоков. Сами стойки заключены в один большой корпус базового блока с шестиугольной панелью управления, содержащей переключатели и светодиоды, установленные на высоте столешницы на одном конце базового блока. Над панелью управления находится стандартное системное устройство ввода-вывода , устройство чтения и записи перфоленты.

Чтобы продемонстрировать портативность и универсальность PDP-1, DEC предоставил PDP-1 для проведения компьютеризированного подсчета очков на Шестом чемпионате мира по парашютному спорту в Оранже, штат Массачусетс. 1962 год

Пользователи PDP-1 использовали в работе устройство Flexdenriter Friden - телетайп, мощную электрическую пишущую машину, способную приходить в движение не только при наборе текста человеком, но и автоматически несколькими способами, включая прямое подключение к компьютеру и использование бумажной ленты. Для PDP-1 использовались специально разработанные для работы с кодировкой символов FIO-DEC модели. Типичная рабочая процедура PDP-1 заключалась в выводе текста на перфорированную бумажную ленту с использованием перфорации BRPE модели «Высокоскоростной» (60 символов в секунду) телетайпа PDP-1, а затем для переноса ленты на Flexowriter для автономной печати. В то время как устройство считывания с перфоленты у флексорайтера было механическим и его скорость не превышала 10 символов в секунду, считывающее устройство машины PDP-1 было построено на фотоэлементах и его быстродействие достигало 400 символов в секунду. Принцип работы флексорайтера был прост: инженер набирал текст как на обычной пишущей машинке, флексорайтер печатал его на бумаге и проделывал отверстия в перфоленте, после этого перфолента использовалась для ввода данных в ЭВМ.

Дисплей точечного плоттера DEC PDP-1 XY. 1961 год

Разработчики PDP-1 позаботились об оснащении его многочисленным дополнительным оборудованием, включая следующее:

Точный ЭЛТ-дисплей Тип 30
Сверхточный ЭЛТ-дисплей Тип 31
Генератор символов Тип 33
Световое перо тип 32
Осциллограф Тип дисплея 34
Контроль перфорации карты типа 40-1
Устройство чтения карт и тип управления 421
Магнитная лента Транспортный Тип 50
Запрограммированный контроль магнитной ленты тип 51
Автоматическое управление магнитной лентой тип 52
Автоматическое управление магнитной лентой тип 510
Параллельный барабан Тип 23
Автоматический линейный принтер и тип управления 64
18-битные часы реального времени
18-битный выходной релейный буфер типа 140
Мультиплексный АЦП тип 138/139
Все операции ввода-вывода выполнялись через регистр ввода-вывода или через высокоскоростные каналы ввода-вывода.

Некоторые из периферийных устройств были не оригинальными, а были созданы корпорацией IBM.

Печатная плата NJE от PDP-1

PDP-1 использовал перфорированную бумажную ленту в качестве основного носителя информации. В отличие от перфокарт , которые можно сортировать и упорядочивать вручную, на бумажную ленту такое физическое воздействие затруднено. Это послужило причиной создания таких программ для редактирования текста, как Expensive Typewriter (дорогая пишущая машинка) и "TECO". Expensive Typewriter получил свое название в духе своей предшественницы, Collossal Typewriter (колоссальной печатной машинки) в связи с тем, что мог управлять печатной машиной IBM Selectric. Стефен Пайнер, один из наиболее изобретательных студентов хакеров MIT, и написал программу для PDP-1, которая помогала студентам редактировать текст составленных ими программ для компьютера, а также - это было предусмотрено - курсовые проекты. Пайнер шутливо окрестил свою программу «дорогая пишущая машинка», подчеркивая тем самым, что столь сложная и дорогостоящая машина используется для работы, которая обычно выполнялась при помощи простой пишущей машинки. Expensive Typewriter можно считать первой программой для обработки текста. Этот редактор был написан и оптимизировался между 1961 и 1962 годами Стивом Пайнером и Л. Питером Дойчем. С PDP-1 связано и появление TJ-2 ( Type Justifying Program ) Питера Самсона (май 1963 года), которая считается первой программой для верстки. В это же время появляется печатная машинка IBM Selectric. В отличие от механических печатных машин, в IBM Selectric носителем литер являлся быстросменный шар, наполненный краской, который при печати перед ударом поворачивался нужной стороной. Несмотря на наличие электрического привода, электричество в машине использовалось исключительно в качестве источника энергии. Вместо «корзины» отдельных типографских панелей, которые поднимались, чтобы ударить по ленте и странице в типичной пишущей машинке того периода, у Selectric был «элемент» (часто называемый «типболом», или, более неформально, «мяч для гольфа» ), который вращался и поворачивался в правильное положение перед ударом.

Элемент выбора Selectric

Элемент можно было легко изменить, чтобы использовать разные шрифты в одном и том же документе, напечатанном на одной и той же пишущей машинке. Селектрик также заменил горизонтально перемещающуюся каретку традиционной пишущей машинки на ролик (валик), который поворачивался для продвижения бумаги, но не двигался горизонтально.

Почти половина из примерно 50 когда-либо созданных компьютеров PDP-1 были специально модифицированными версиями, созданными для ITT для использования в их системе хранения и пересылки сообщений Automated Data Exchange (ADX 7300). 1962 год

В последующие годы в некоторые системы PDP-1 были добавлены накопители DECtape , что стало более удобным способом резервного копирования программ и данных, а также для обеспечения возможности быстрого распределения. Для этого последнего приложения обычно требовался дополнительный носитель данных для обмена программами и данными в памяти ядра и из нее, не требующих ручного вмешательства. Для этой цели ленты DECtaps намного превосходили бумажные ленты с точки зрения надежности, долговечности и скорости. Ранние системы на магнитной ленте были дорогими и ненадежными; если они были доступны и работали, то использовались главным образом для повышения скорости обмена информацией, а не для постоянного хранения файлов.

Панель управления PDP-1

Дисплейная станция PDP-1 была монохромной с прецизионным ЭЛТ-дисплеем, диаметром 16 дюймов с разрешением 1024 на 1024 точки (количество точек, которые могут быть заданы, в качестве граничных координат отображаемых отрезков). Специальная инструкция «Отображать одну точку на ЭЛТ» использовалась для создания изображений, которые необходимо обновлять много раз в секунду. ЭЛТ, который был первоначально разработан для использования в радаре, имел диаметр 19 дюймов (48 см) и использовал долговечный люминофор P7. Для выбора точек на дисплее можно использовать световое перо типа 30. Был также доступен дополнительный генератор символов и аппаратное обеспечение для генерации линий и кривых.

1962 год

Для кодирования музыки на PDP-1 Питером Самсоном из Массачусетского технологического института был разработан компилятор Harmony Compiler, первоначально предназначенный для компьютера ТХ-0. Компилятор синтезировал четыре голоса из входных данных в текстовой записи, используя для этого специальное аппаратное обеспечение - четыре триггера, непосредственно управляемых процессором (аудиосигнал фильтровался RC-фильтрами). Несмотря на то, что компилятор создавал музыку во многих жанрах, он был оптимизирован для музыки в стиле барокко. PDP-1 объединял потоки с четырех каналов и воспроизводил их в стереофоническом режиме. Музыка не прекращалась, если чтение шло с ошибками. С помощью него были записаны фуги Баха , все произведения Моцарта "Маленькой ночной серенады"( Серенада № 13 соль-мажор ), марш «Ода «К радости», кода симфонии № 9 Бетховена , рождественские гимны и многочисленные популярные песни.

PDP-1

Вся работа по созданию PDP-1 была выполнена силами совсем небольшого коллектива под личным руководством Кеннета Олсена. Компьютер получился непохожим на все, что существовало до него.

С момента своего появления компьютер PDP-1 оказался крайне востребован: вначале он использовался для обучения студентов, а один из первых экземпляров был поставлен в легендарную компанию BBN, где начинали создавать аппаратуру для Internet. Но все это были единичные поставки, а массовое тиражирование стало возможным в связи с выбором PDP-1 в качестве типовой вычислительной платформы, используемой для анализа сейсмической ситуации. Создание мобильных сейсмостанций, используемых для мониторинга ядерных испытаний, стало на тот момент очень актуальной задачей. Нужен был компактный компьютер, и заказ на него поступил в DEC от конгресса США; тогда же компьютер, остававшийся до того безымянным, нарекли Programmed Data Processor (PDP). Затем поступили заказы от NASA, от коммерческих организаций, и в итоге PDP-1 стал выпускаться большой серией.

Впоследствии было выпущено 16 моделей ЭВМ семейства PDP. Вторая модель PDP-2 не была запущена в серийное производство, а был создан только прототип. PDP-3 была разработана по заказу правительства (предположительно ЦРУ) в единственном экземпляре. Следующая модель семейства PDP - PDP-4 – была во многом схожа с PDP-1 и увидела свет в 1962 году. Важно отметить, что программной совместимости между машинами тогда еще не было.

Каждая последующая модернизация PDP повышала производительность ЭВМ, расширялась номенклатура периферийных устройств.

АНОНСЫ СТАТЕЙ БЛОГА "В МИРЕ ИТ" ЧИТАЙТЕ: