HP 2100 - HP 2100

Minipočítač řady HP 1000 E s duálními 8palcovými jednotkami „flexibilní diskové paměti“ 9895A.

HP 2100 je série 16-bitových minipočítačů , které byly vyrobeny pomocí Hewlett-Packard (HP) od poloviny 1960 do počátku 1990. Během jeho pětadvacetileté životnosti byly prodány desítky tisíc strojů v sérii, což z HP udělalo v sedmdesátých letech čtvrtého největšího prodejce minipočítačů.

Design začal v Data Systems Inc (DSI) a byl původně známý jako DSI-1000. Společnost HP koupila společnost v roce 1964 a sloučila ji do své divize Dymec. Původní model, 2116A postavený pomocí integrovaných obvodů a paměti s magnetickým jádrem , byl vydán v roce 1966. V průběhu příštích čtyř let byly modely A až C vydávány s různými typy paměti a rozšíření, jakož i se sníženými náklady 2115 a 2114 modelů. Všechny tyto modely byly nahrazeny řadou HP 2100 v roce 1971 a poté znovu jako řada 21MX v roce 1974, kdy byla paměť s magnetickým jádrem nahrazena polovodičovou pamětí.

Všechny tyto modely byly také zabaleny jako řada HP 2000 , která kombinuje stroj řady 2100 s volitelnými komponentami, aby bylo možné programovací jazyk BASIC provozovat způsobem sdílení času pro více uživatelů . HP Time-Shared BASIC byl populární v 70. letech minulého století a na platformě nebo pro ni bylo napsáno mnoho raných programů BASIC, nejvíce pozoruhodně klíčový Star Trek, který byl populární v rané domácí počítačové éře. Společnost People's Computer Company publikovala své programy ve formátu HP 2000.

Zavedení HP 3000 v roce 1974 poskytlo špičkovou konkurenci sérii 2100; celá řada byla v roce 1977 přejmenována na HP 1000 a umístěna jako počítače v reálném čase . Zcela přepracovaná verze byla představena v roce 1979 jako řada 1000 L , využívající ve velkém měřítku integrační čipy CMOS a představující stolní věžový model. Jednalo se o první verzi, která narušila zpětnou kompatibilitu s předchozími rozšiřujícími kartami řady 2100. Konečným upgradem byla řada A s novými procesory schopnými více než 1 MIPS výkonu, přičemž finální A990 byla vydána v roce 1990.

Dějiny

Původy

Společnost HP založila společnost Dynac v roce 1956, aby fungovala jako vývojový obchod pro projekty, které by hlavní společnost běžně neprováděla. Jejich původní logo bylo jednoduše logo HP obrácené vzhůru nohama a tvořilo něco přibližného „dy“ a tím inspirovalo název. Když se dozvěděli, že Westinghouse vlastní pod tímto jménem ochrannou známku, v roce 1958 jej změnili na Dymec. Společnost byla přivedena in-house v roce 1959, aby se stala Dymec Division, a v listopadu 1967 byla přejmenována na Palo Alto Division.

Dymec původně vyráběl řadu produktů pro rodinu HP, ale postupem času se stal především integrátorem, testovacím zařízením budov a podobnými systémy, které používala společnost HP. V roce 1964 začali Kay Magleby a Paul Stoft experimentovat s využitím počítačů PDP-5 a PDP-8, které by fungovaly jako ovladače jejich složitých testovacích systémů, ale cítili, že stroje budou vyžadovat změny, aby skutečně vyhovovaly jejich potřebám. V té době byla společnost Digital Equipment Corporation (DEC) ještě malou společností a cílem převzetí. David Packard shledal Kena Olsena příliš obtížným na vypořádání, a takové plány nikam nevedly.

Při hledání dalšího designu, který by mohli koupit, byl Packard veden k pětičlenné společnosti Data Systems, Inc. (DSI) z Detroitu. DSI byla ve vlastnictví Union Carbide , a když se Packard zeptal, jak to, že Union Carbide přišel vlastnit počítačovou společnost, manažer HP Labs Barney Oliver odpověděl: „Na tuto otázku jsme nevyžadovali odpověď.“ Bill Hewlett zpočátku odmítal uvažovat o vývoji „minipočítače“, ale když jej Packard přeformuloval na „ovladač přístroje“, byla dohoda schválena.

DSI byl zakoupen v roce 1964 a původně zřízen v Dymecu se čtyřmi z původních pěti zaměstnanců DSI a řadou dalších zaměstnanců pocházejících z divizí instrumentace HP. Počítačová skupina se později přestěhovala do vlastních kanceláří v Cupertinu v Kalifornii v budově zakoupené od Varian Associates , čímž se stala Cupertinská divize.

První modely

Počítač HP 2115A na obrázku bez napájení.

Vedená Maglebym, nová divize dokončila návrh jako 2116A, který byl předveden 7. – 10. Listopadu 1966 na Společné počítačové konferenci v San Francisku. Byl to jeden z prvních 16bitových mini, které se dostaly na trh, ale v té době to bylo více pozoruhodné jako „neobvyklý nový přístrojový počítač“ s vysoce rozšiřitelným designem a podporou v reálném čase . Systém představoval nadrozměrnou skříň, která pojala až 16 rozšiřujících karet, nebo ji bylo možné dále rozšířit na 48 karet s externí rozšiřující klecí.

Systém byl spuštěn s 20 různými přístrojovými kartami, včetně „čítačů, jaderných škálovačů, elektronických teploměrů , digitálních voltmetrů , převodníků ac/ohmů, zesilovačů dat a vstupních skenerů“. Další sada přidala vstupní/výstupní zařízení, jako jsou páskové jednotky , tiskárny, děrné štítky a papírová páska a další periferie. Služba v reálném čase byla poskytována tak, že každému slotu pro kartu byl přiřazen vektor pevného přerušení, který volal příslušný ovladač zařízení .

Když stroj vstoupil na trh, rychle se ukázalo, že se prodává mnohem rychleji na trh zpracování obchodních dat než původně cílený trh přístrojů. To vedlo k zavedení 2115A v roce 1967, který odstranil velkou část možností rozšíření, aby byla nabídka pro komerční uživatele levnější. Další zjednodušená verze dodávaná jako 2114A v roce 1968, která měla pouze osm slotů, takže prostor pro napájení bylo začleněno do hlavního podvozku. 2115 a 2114 také postrádaly rozsáhlé řízení DMA 2116, odstranily některé matematické operace a běžely o něco pomalejšími rychlostmi.

Jedná se o původní modely využívající základní paměť a pevně zapojený procesor.

  • 2116A, takt 10 MHz, doba cyklu 1,6 mikrosekundy (µs). Běžně dodáván se 4k slovy, rozšiřitelný na 8k interně nebo 16k s externím paměťovým systémem. Šasi obsahuje 16 I/O slotů, také rozšiřitelných. Hmotnost 104 kg. Představeno v listopadu 1966. Znamenalo to první použití integrovaných obvodů společností HP.
  • 2116B, podporoval novou možnost rozšíření paměti o 32 kB. Hmotnost jako výše. Představený v září 1968.
  • 2116C, používalo menší jádro, takže se do hlavního šasi vešlo celých 32 tisíc. Představený v říjnu 1970.
  • 2115A, krátkodobá nákladově snížená verze, která odstranila DMA a některé matematické funkce, měla pouze 8 I/O slotů a běžela na taktu 8 MHz a době cyklu 2,0 µs. Váží 65 liber (29,5 kg), vyžaduje objemné externí napájení - celková hmotnost: 160 liber (72,6 kg). Představený v listopadu 1967.
  • 2114A, dále zjednodušený 2115 s novým předním panelem a interním napájecím zdrojem. Nemechanické dotykové spínače na předním panelu. Hmotnost 43,1 kg. Představený v říjnu 1968.
  • 2114B, 2114A s jediným kanálem DMA a novým předním panelem s osvětlenými tlačítky. Představený v listopadu 1969.
  • 2114C, jako 2114B s maximální pamětí 16k. Představený v říjnu 1970.

HP 2000

V listopadu 1968 společnost vydala systém 2000A Timeshare System, později známý jako HP 2000/Access. To bylo založeno na 2116B (2116A s rozšířenou 8k jádrovou pamětí) se systémem HP Time-Shared BASIC a používal samostatný 2114 jako terminálový server . TS BASIC umožnil vytvoření více uživatelských účtů s přihlášením až 16 uživatelů najednou.

Pozdější modely 2000, B až F, používaly novější verze základního CPU, jak byly představeny. Některé modely používaly nižší verze stejného CPU jako terminálový server; 2000F například používal 2100S jako hlavní procesor a primární řadič úložiště, zatímco 2100A fungoval jako terminálový server. Modely B, C a F byly dvouprocesorové. V poslední verzi byl použit procesor 2000F, procesor 2100S a 2100A, přičemž 2100A byl připojen až k 32 sériovým terminálům prostřednictvím rozhraní sériového multiplexeru.

Navzdory svým relativně vysokým nákladům-2000F stál 105 000 $ v roce 1974, nebo asi 551 002 $ v roce 2020-byl to první minipočítač, který nabízel časově sdílený BASIC, díky čemuž byl velmi populární od začátku do poloviny 70. let.

2100

Počítač HP 2100 (vlevo nahoře), zobrazen se dvěma páskovými jednotkami 7970, pevným diskem řady 7900, čtečkou papírových pásků 2748 a rázovou tiskárnou 2767A. Samostatné spínače a světla na předním panelu byly nahrazeny rozsvícenými tlačítky, která měla tendenci hořet.
Počítač HP 2100A

Přes 1970, lineup byl neustále zlepšován s novými modely, které zůstaly kompatibilní v softwaru a rozšíření s původním 2116.

Na začátku roku 1970 byl Fred Allard, dříve z divize Ampex 's Memory Core, požádán, aby pro systémy navrhl nový paměťový systém s magnetickým jádrem, než aby je nadále kupoval od Ampexu. Pomocí novějších 18  mil. Jader, z 22 mil., A pomocí jediné linky sense/inhibit, se jim podařilo vložit 8 kW paměť na jednu rozšiřující kartu. To bylo použito počínaje v modelech 2116C.

V roce 1971 nahradila aktualizovaná 2100A celou stávající sestavu 211x. Celkový systém byl podobný předchozím modelům a nadále byl založen na základní paměti. Fyzicky se nejvíce podobal 2114, protože napájecí zdroj byl vestavěný a měl omezenou vnitřní expanzi. CPU však bylo přestavěno na mikrokód, který lze naprogramovat uživatelem, přidalo se násobení a dělení hardwaru a přidal se jednoduchý systém ochrany paměti , který při spuštění způsobil přerušení s vysokou prioritou. Dvoukanálový řadič DMA zajišťoval vyšší propustnost. K dispozici byla také volitelná jednotka s plovoucí desetinnou čárkou . Tlačítka na předním panelu byla osvětlena malými žárovkami, které při používání shořely. Použití spínaného napájecího zdroje umožnilo podvozku být výrazně menší než u předchozích modelů.

V roce 1972 společnost HP dodala 4500 minis, což z ní činí jednu z největších společností na trhu. Ten rok spojili divizi Mountain View, která vyráběla magnetické páskové jednotky, s divizí Cupertino a vytvořila divizi Data Systems Division (DSD). Do této doby měl projekt HP 3000 vážné potíže a v únoru 1973 Packard vyslal Paula Elyho, aby převzal divizi. Prodeje řady 2100 zůstaly silné; 6 000. dodáno v srpnu 1973, 8 000. v únoru 1974 a 10 000. v únoru 1975. V roce 1978 byly prohlášeny za zastaralé.

  • 2100A, normálně se 4 kW, ale rozšiřitelný na 32 kW, 14 I/O slotů rozšiřitelných na 45. Zavedeno v roce 1971.
  • 2100S, 2100A dodávaný s možností s plovoucí desetinnou čárkou, generátor časové základny pro propojení s hardwarem závislým na čase a karta rozhraní dálnopisu. Představený v roce 1973.

21 milionů

V roce 1972 se divize rozhodla přejít na 4kbitové paměťové čipy SRAM místo jádra. Ty byly zhruba dvakrát rychlejší než současné nízkonákladové jádro a mnohem menší, což umožňovalo postavit stroje 32kword ve tvaru podobném 2114. V době, kdy se rozhodli, 4kbitové SRAM nebyly ve skutečnosti k dispozici, takže původně byly použity experimentální stroje využívající jádro z řady 2100, nahrazené 1kbitovým SRAM. Zpočátku to vypadalo, že 4k díly nebudou k dispozici v době, kdy byl zbytek stroje upgradován, a tak společnost oslovila různé výrobce a zjistila, že několik z nich agresivně vyvíjí díly 4k. Zejména společnosti Intel , Mostek , Motorola a Texas Instruments naznačovaly, že tyto díly budou k dispozici v množství do konce roku 1974.

Použití takových pamětí v rozšiřujícím šasi, jako dřívější systémy, znamenalo, že v rozsahu megawordů bylo místo pro mnohem více paměti. Využití 15bitových adres CPU však omezilo velikost na 32kwordů. Aby HP uspokojila touhu po větších systémech, vyvinula „Dynamic Mapping System“ neboli DMS. DMS rozšířilo formát adresy z 15 na 20 bitů, což umožnilo maximálně 1 048 576 slov, což je dramatické rozšíření původního systému.

Tyto změny vedly v roce 1974 k představení prvního ze strojů řady 21MX. To znamenalo procesor „21-M“ a paměť „21-X“, protože systémy řízení paměti byly odděleny od CPU, aby byla zajištěna flexibilita v případě, že byly během výroby změněny vybrané 4k části. To se v praxi ukázalo jako užitečné, protože stroje byly dodávány s pamětmi pomocí dílů Motorola nebo Texas Instruments a mohly být smíchány v jednom stroji, zatímco systém s vyšší hustotou založený na 16pólových součástkách Mostek by mohl být podporován výměnou normálních 21 -X/2 ovladač s 21-X/1.

Celá řada 2100 byla v roce 1974 nahrazena prvním z těchto strojů řady 21MX. Použitím dílů s nejvyšší hustotou by nové stroje mohly u největších modelů podporovat až 1,2 MB. Když byl v roce 1976 procesor dále upgradován, nové modely se staly „21MX řady E“ a původní modely se zpětně staly „21MX řady M“. Hlavní rozdíl mezi M a E byl v tom, že E použilo chytré časování ke zvýšení rychlosti přibližně na dvojnásobek oproti M. V rámci řady 21MX byla vydána širší škála stylů strojů, včetně menších systémů se čtyřmi sloty a většími ty s 9 nebo 14 sloty.

Řada 21MX představovala jednotku pro správu paměti a polovodičovou paměť rozšiřitelnou na 1 048 576 slov (jedno megaword ). Bitové displeje na tlačítkách na předním panelu používaly malé červené diody vyzařující světlo (LED) namísto žárovek náchylných k vyhoření používaných v dřívějších verzích.

  • Řada M-2105A, 2108A, 2112A (modrá čára na předním panelu)
  • Řada E-2109A, 2113A (žlutá čára na předním panelu; E pro rozšířené)
  • Řada F-2111F, 2117F (červená čára na předním panelu; F pro procesor s plovoucí desetinnou čárkou v samostatném šasi 2U)

21MX běžel na operačním systému HP RTE (Real Time) (Real Time). Začínali jako 19palcové rackové systémy velikosti chladničky se světly a spínači na předních panelech. Poslední modely by používaly 1čipový procesor a vešly by se pod stůl spíše pomocí konzolového terminálu než předního panelu.

Nové modely řady L a A měly schopnost rozhraní HP-IB , ale stejně jako u všech systémů HP v té době byly z předního panelu odstraněny blikající LED diody. Navzdory požadavkům zákazníků na schopnost v reálném čase a úsilí společnosti HP R & D používat instalovatelnou kartu v reálném čase nebyl operační systém RTE-A v operacích v reálném čase tak dobrý jako RTE na 21MX. To byl důležitý důvod, proč bylo těžké tento počítač zabít. Mnoho společností používá operace v reálném čase k měření a řízení procesů-zapnutí nebo vypnutí čerpadla, topení, ventilu, zrychlení nebo zpomalení motoru atd.

Řada 1000

Grafický terminál HP 2647A připojený k počítači HP 1000 E-Series.

Na konci roku 1977 byla celá řada přejmenována na „HP 1000“, čímž se staly „HP 1000 M-Series“ a „HP 1000 E-Series“. Příští rok byla představena „řada HP 1000 F“, což byla řada E s přidanou jednotkou s plovoucí desetinnou čárkou. V roce 1978, úspěch řady přiměl HP, aby se stal čtvrtým největším výrobcem v prostoru minipočítačů, končit pouze DEC, IBM a Data General .

V roce 1980 byla představena řada „HP 1000 L-Series“. To používalo nový procesor založený na velkém měřítku integračního křemíku HP na safíru . Rozšiřující karty byly navíc vybaveny vlastními procesory, které jim umožňovaly přístup do hlavní paměti a provádění vstupu/výstupu bez obtěžování procesoru. Ačkoli to způsobilo, že rozšiřující karty byly poprvé nekompatibilní s předchozími modely, také to výrazně zlepšilo celkový výkon. Tyto modely postrádaly jednotku pro správu paměti.

  • Silikonový procesor HP1000L na safírovém (SOS) procesoru a I/O procesorech

Řada L byla zase v roce 1982 nahrazena „HP 1000 A-Series“, která zahrnovala nový design procesoru „Lightning“, který dosahoval 1  MIPS , a ještě rychlejší „Magic“ CPU při 3 MIPS. Byla vyrobena široká škála různých modelů, včetně stolních věží a řady různých velikostí systémů pro montáž do stojanu. V roce 1986 byl představen low-end model A400 a konečný high-end A990 vydán v roce 1990. Každý adresovatelný až 32 MB RAM.

  • 1981:
    • A600-založený na procesoru Am2900 bit-slice , 1 MIPS, 53k FLOPS Codename: LIGHTNING
    • A600+-založený na procesoru Am2900 bit-slice, podporuje oddělení kódu a dat, volitelná paměť ECC (oprava chyb).
  • 1982 ??:
    • A700-založený na procesoru AMD AM2903 bit-slice, volitelný hardwarový procesor s plovoucí desetinnou čárkou, 1MIPS, 204 kFLOPS, mikroprogramování, volitelná paměť ECC . Krycí jméno: PHOENIX
  • 1984:
    • A900 - poskytuje pipeline datových cest, 3MIPS, 500kFLOPS, ECC paměti. Krycí jméno MAGIC
  • 1986:
    • A400-první jednodeskový procesor včetně 4 sériových linek; CPU vyrobené technologií VLSI s procesem CMOS-40, 512 kB RAM na palubě. Krycí jméno Yellowstone
  • 1992:
Minipočítače HP
Rok Stroj
Velikost mikročipu
Velikost mikrokódu
Druhy mikroordů
ALU		 Carry
Generator		 Mikro
sekvencer
1973 2100 s 24 1 tis 3 4 × 74181 74182 Oddělený
1974 Řada 1000 M 24 4K 4 4 × 74181 74182 Oddělený
1976 Řada 1000 E 24 16 tis 4 4 × 74S181 74S182 Oddělený
1978 1000 F-Series 24 16 tis 4 4 × 74S181 74S182 Oddělený
19 ?? Řada F FPP ? ? ? 4 × 74S181 74S182 Oddělený
1980 Řada 1000 L. ? ? ? Vlastní CMOS/SOS
1981 1000 A600 56 4K 5 4 × 2901B 74S182 2910+2904
1982 1000 A700 32 16 tis 11 4 × 2903 74S182 2911
1984 1000 A900 48 32 tis 4 4 × 74S381 74S182 Oddělený
1986 1000 A400 32 16 tis 11 Vlastní CMOS/SOS
1975 Ovladač 13037 24 4K 7 4 × 74S181 74S182 Oddělený
1980 Ovladač 13365 24 3K ? 2 × 2901 ?
1977 Řada 3000 I 32 4K 5 4 × 74181 74182 Oddělený
1978 Řada 3000 III 32 64 tis 5 4 × 74S181 74S182 Oddělený
1978 Řada 3000 33 32 6K ? Vlastní CMOS/SOS
198? Řada 3000 48 48 12 tis 2 4 × 74S181 74S182 Oddělený
1982 Řada 3000 64 64 8K ? 4 × 100181 100179 Oddělený
1985 Řada 3000 37 64 10 tis ? Vlastní pole brány CMOS

Dědictví

Řada HP 2000 byla představena v roce 1969, prodávána do června 1978 a byla podporována až do roku 1985.

Na platformě byly napsány nebo přeneseny verze mnoha klíčových ZÁKLADNÍCH her. Pozoruhodný mezi nimi byl Star Trek Mika Mayfielda z roku 1971. Jeho popularita způsobila, že jeho dialekt BASIC byl lingua franca a mnoho ZÁKLADNÍCH výpisů bylo běžně poskytováno v tomto formátu; jednotlivých lidová Počítač Firma zveřejnila své programy ve formátu HP 2000. Systémy HP byly také použity pro výuku statistiky, regresní analýzy a ekonomiky.

21. století

Označení 2000 a 2100 byla znovu použita:

  • HP 2000 označuje přenosný počítač
  • HP 2100 označuje tiskárnu LaserJet

Architektura

Organizace paměti

HP 2100 byl navržen v době, kdy RAM v podobě paměti magnetického jádra klesala z dolarů na haléře za bit, zatímco implementace registrů procesorů pomocí tranzistorů nebo integrace v malém měřítku zůstala velmi drahá. To upřednostňovalo návrhy s několika registry a většinou úložiště v paměti RAM, což zase ovlivnilo architekturu sady instrukcí (ISA) pro použití designu paměť-paměť nebo paměť- akumulátor . Tento základní koncept byl poprvé široce představen v klíčovém 12bitovém PDP-8, který vytvořil mnoho podobných návrhů jako 2100.

V 2100 jsou adresy 15bitové, což umožňuje celkem 32k 16bitových slov paměti (64kB moderně). Nejmenší adresovatelnou jednotkou paměti je 16bitové slovo, neexistují žádné instrukce, které by stáhly jeden 8bitový bajt. Adresa je rozdělena na dvě části, 5 nejvýznamnějších bitů odkazuje na jednu z 32 "stránek", zatímco 10 nejméně významných bitů je "posunutí" ukazující na jedno slovo na stránce o délce 1 024 slov. U systému DMS řady 21MX se místo toho použije horních 5 bitů k výběru jednoho z 32 registrů, z nichž každý pojme 12 bitů. Nejméně významných 10 bitů registru je pak umístěno před původní 10bitové posunutí, aby se vytvořila 20bitová adresa. Dva nejvýznamnější bity se používají k implementaci ochrany paměti .

Většina zpracování je zpracována ve dvou registrech A a B, každý o šířce 16 bitů. Registry jsou také přístupné na paměťových místech 0 a 1. To znamená, že je možné načíst hodnotu do akumulátoru pomocí normální operace uložení registru, například LDA 1LoaD uloží hodnotu registru A do paměťového místa 1, čímž zkopíruje hodnotu A do B.

Kromě registrů A a B obsahuje CPU také registr M, který uchovává aktuální adresu paměti, a registr T, který uchovává hodnotu na této adrese. Registr P se používá jako čítač programu a automaticky se zvyšuje s každou instrukcí, ale používá se také jako základní adresa pro některé přístupy do paměti (viz níže), které jsou vypočítány a umístěny do M. Existují také dva jednobitové registry, Přetečení a rozšíření, moderně by tyto bity byly považovány za stavový registr . Navíc je zde 16bitový registr S/D (Switch/Display), který slouží pro vstup a výstup z předního panelu.

Určité oblasti paměti jsou vyhrazeny pro zvláštní účely, například místa 0 a 1 využívaná akumulátory. Další slova v nejnižších 64 místech v paměti se používají pro přímý přístup do paměti (DMA) a vektorovaná přerušení (viz níže). V novějších modelech je pro zavaděč vyhrazeno 64 nejlepších dostupných paměti .

Instrukce

Původní instrukční sada obsahovala 68 nebo 70 instrukcí.

  • Aritmetika  - přidání, přírůstek a nebo exkluzivní nebo
  • Ovládání programu  - přeskočit, přeskočit, přejít na podprogram
  • Shift and Rotate- aritmetické a logické posuny, 16- a 17bitové rotace
  • Volitelné-násobení, dělení, 32bitové načítání a ukládání, 32bitové směny

Všech 68 instrukcí ve standardní sadě instrukcí má délku 16 bitů. Většina se spouští v jednom paměťovém cyklu nebo 16 hodinových cyklech, i když nepřímé adresování a ISZmůže použít až 36 cyklů. Podmíněné větvení se provádí pomocí podmíněné instrukce přeskočení přes jednu, přičemž jedna instrukce je normálně skoková instrukce . Neexistuje žádný zásobník pro podprogramy; místo toho je vyhrazeno první paměťové místo rutiny a návratová adresa do tohoto místa zapsána JSBinstrukcí. To znamená, že neexistuje žádná vnitřní podpora pro kód re-entrant ; podpora pro to musí být přidána prostřednictvím zásobníku implementovaného uživatelem.

V ISA existují tři základní styly instrukcí; odkazy na paměti, odkazy na registry a vstup/výstup. Některé modely rozšířily ISA o přídavný hardware, přidaly například instrukce s plovoucí desetinnou čárkou nebo další celočíselné matematické a paměťové instrukce, ale ty by spadaly do stejných tří základních kategorií.

Instrukce paměti používají pro instrukci čtyři bity a dva další pro speciální vlajky, celkem tedy šest bitů 16bitového slova. To ponechává prostor pro 10bitovou adresu v instrukci, uloženou v nejméně významných bitech (LSB), 0 až 9. Je-li nastaven bit 15, znamená to „nepřímé“ adresování místo „přímé“. V přímém režimu je adresa v instrukci adresou operandu, zatímco v nepřímém režimu byla adresa ukazatelem na jiné paměťové místo, které obsahovalo adresu operandu. Dalo by se také nastavit bit 15 na tomto místě, což by umožnilo, aby indirection měl jakoukoli požadovanou hloubku, končící, když jedno z umístění má 0 v bitu 15.

Kromě režimu Direct/Nepřímý bit 10 instrukce ovládá příznak Z/C. Když je nastaveno na 0, znamená to, že horních pět bitů adresy bylo nulových, zatímco dolních 10 bylo hodnota v instrukci. To umožňuje rychlý přístup na stránku Z (ero), prvních 1024 slov paměti. Když je nastavena na 1, adresa je konstruována kombinací 10 bitů v instrukci s horními 5 bity registru P, stránky C (urrent) paměti, což umožňuje přístup k paměti jako 32 stránek s 1024 slovy. V daném okamžiku lze tedy oslovit 2 048 slov; 1024 z nich na stránce nula a dalších 1024 na stejné stránce jako instrukce provádějící odkaz.

Pokyny k registraci nevyžadují adresu, a proto mají více volných bitů, se kterými lze pracovat. To se používá k zabalení čtyř nebo osmi instrukcí do jednoho paměťového slova, které při správném použití může výrazně urychlit operace. Zahrnuto je celkem 39 operací registru, které jsou rozděleny na pokyny pro posun a otočení a instrukce pro změnu a přeskočení, označené bitem 10, zatímco bit 11 ukazuje, zda je toto aplikováno na registr A nebo B.

Existují dvě obecné třídy registrových instrukcí, skupina shift-and-rotate a alter-and-skip. První se používá pro základní bitovou manipulaci s hodnotami v registru a může mít až čtyři instrukce na slovo, ačkoli dvě instrukce uprostřed jsou vždy a CLE,SLA/B(jasné E, přeskočit, pokud A/B je nula). Druhá skupina má osm instrukcí, které provádějí přírůstky na registrech a poté podmíněnou větev. Obvykle se používají k implementaci smyček.

I/O a přerušení

Vstupní/výstupní pokyny normálně komunikují přes akumulátory. Formát instrukce začíná bity „1000“ v nejvýznamnějších bitech, následuje jeden bit udávající, který registr se má použít (A = 0, B = 1), následovaný „1“, příznakovým bitem H/C, a pak tři bity pro instrukci a zbývajících šest bitů pro I/O zařízení ID nebo kanál, což umožňuje až 64 zařízení. Některá čísla zařízení používá samotný systém.

I/O je iniciováno vymazáním příznakového bitu pomocí STFa poté nastavením C bitu pomocí STC. Hardware si tohoto vzoru všimne a zahájí svoji činnost. Po dokončení operace zařízení nastaví příznakový bit a poté program načte výsledná data z karty pomocí LI*instrukce, nebo je odešle na kartu pomocí OT*.

Vlastní přenos dat se obvykle provádí pomocí systému přerušení. Paměťová místa 4 až 63 (desetinná) obsahují adresy rutin, na které se má přeskočit při spuštění přerušení, což poskytuje 60 úrovní přerušení. Umístění 4 až 7 jsou napevno připojeny k výpadkům napájení, chybám kontroly parity a v novějších modelech chybám ochrany paměti. Umístění 8 a výše jsou uživatelsky přístupné vektory přerušení, mapované na I/O kanál a uspořádané v prioritním pořadí. Pokud tedy I/O zařízení 13 způsobilo přerušení, CPU skočí na místo v paměťovém místě 13, ale pouze pokud není maskováno přerušením s vyšší prioritou, 1 až 12.

Další klíčovou vlastností řady 2100 je samostatný řadič přímého přístupu do paměti, který využívá krádež cyklu k přístupu do paměti, když ji CPU nepoužívá, například v době, kdy provádí interní výpočty. Pomocí této funkce lze dokončit zdlouhavé I/O procesy, zatímco CPU pracuje na jiných problémech. Systém je nastaven odesláním instrukce do řadiče DMA pomocí I/O příkazů; řadič DMA je kanál 6 a je mu původně zaslána instrukce obsahující číslo I/O zařízení, které chce používat DMA, ať už je to vstup (zápis do paměti ze zařízení) nebo výstup (čtení z paměti do zařízení), počáteční místo v paměti pro data a počet slov. Tento instalační kód je často nainstalován do jednoho z vektorů přerušení a automatizuje proces. DMS má samostatné tabulky pro systém CPU a DMA, takže DMA může načítat data do samostatných částí rozšířené paměti.

Programování

Společnost HP dodala pro stroj tříprůchodový assembler ve formátu odděleném sloupci. První oblast v levé části řádku kódu je štítek, který musí začínat ve sloupci 1, je -li přítomen. Dále přichází instrukce mnemotechnická pomůcka, pak parametry. Zbytek řádku lze použít pro komentář. Assembler umožňuje psát základní matematické výrazy přímo, místo použití mnemotechnických pomůcek, a také obsahuje řadu pseudonávodů, jako ORGje nastavení základní adresy programu.

Kromě assembleru a přidruženého linkeru byly stroje původně dodávány s kompilátorem FORTRAN 66 , operačním systémem a ovladači I/O. Postupem času byly přidány další jazyky, včetně BASIC, ALGOL , FORTRAN IV a FORTRAN 77 .

HP přeneslo implementace AGL na platformu, která přidala příkazy do jejich BASIC k produkci grafiky na jejich grafických terminálech a plotrech . Podobné rozšíření v jejich FORTRAN bylo nazýváno GRAFIKA/1000.

Operační systémy

2100s se běžně používaly s operačním systémem „Real Time Executive“, zkráceně RTE. Pro různé verze stroje bylo vydáno několik verzí RTE; RTE-II pro 2114-2116, RTE-III pro 2100s, RTE-IV pro řadu 21MX a RTE-A pro řadu „A“.

Plášť operačního systému, dokonce i na konci 70. let, byl velmi primitivní, s jednoúrovňovým souborovým systémem , Správcem souborů nebo FMGR. Například příkaz ke spuštění kompilátoru FORTRAN by byl následující: 

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

to znamená spustit program f77 pomocí speciálních znaků k rozlišení zdrojového souboru, objektu a spustitelných souborů.

HP 1000 byl také jedním z mála minipočítačů, které omezovaly názvy souborů pouze na pět znaků, nikoli na šest v té době běžných, což způsobilo, že přenášení a dokonce i psaní programů byla výzva. Pozdější RTE-A pro HP 1000 poskytoval konvenční adresářovou strukturu se 16,4 názvy souborů a dělal příkaz ru volitelný.

TODS (Test Oriented Disk System) byl vyvinut technikem v centru oprav desek HP, aby se zlepšila doba otáčení ve středu. Sloužilo k načítání diagnostiky z centrálního úložiště, na rozdíl od načítání jednotlivých papírových pásek. TODS byl také použit na modelech HP 2116 až 21MX-F pro testovací systémy pro rakety jako Phoenix (9206B), Harpoon (9500D-354), Tomahawk a mnoho dalších. Rané testovací sady byly 9500A, vyvíjející se na 9500D, následované ATS (Automated Test System); specifické testovací systémy HP, jako je testovací sada startovacích komponent 9500D-A46 Minuteman a testovací sada startovacích komponent ATS-E35 Peacekeeper/Minuteman; mikrovlnný ANA/ASA (automatický síťový analyzátor/automatizovaný spektrální analyzátor) HP 8580/8542 běžel na TODS; a TDRSS mikrovlnná transpondér testovací souprava určená Tods a byl velmi rozsáhlý systém.

Existoval také MTOS (Magnetic Tape Operating System) podobný TODS.

Potomci a varianty

Stolní počítač HP Model 9830A s volitelnou termální tiskárnou Model 9866.

Stolní počítače HP 9810, 9820 a 9830 používají pomalou, serializovanou verzi TTL procesoru 2116, přestože nakonec nepoužily žádný operační systém ani aplikační software, místo toho se spoléhaly na uživatelsky přívětivé tlumočníky založené na ROM , jako je BASIC , které fungují při zapnutí a integrovaných klávesnicích a displejích spíše než disky nebo standardní terminály . V roce 1975 společnost HP představila BPC, jeden z prvních 16bitových mikroprocesorů na světě , pomocí procesu HP NMOS -II. BPC byl obvykle zabalen v keramickém hybridním modulu s čipy EMC a IOC, které přidávaly rozšířené matematické a I/O instrukce. Hybrid byl vyvinut jako srdce nového stolního počítače 9825. Pozdější pracovní stanice 9845 přidala čip MMU . Jednalo se o předchůdce osobních počítačů a technických pracovních stanic.

Hlavní rozdíly mezi původní architekturou 2116 a mikroprocesorem BPC jsou zcela přepracovaná struktura I/O, odstranění více úrovní nepřímého adresování a zajištění zásobníku zásobníku pro podprogramové volání a návrat. Vyloučení vícenásobného přesměrování zpřístupnilo další bit v paměťovém slově obsahujícím nepřímou adresu, což umožnilo zvýšit maximální kapacitu paměti z 32 kB 16bitových slov na 64 kB. BPC také přidal vstup, který umožňuje, aby „aktuální stránka“ byla relativní k umístění aktuální instrukce, nikoli k zarovnané stránce síly dvou.

BPC byl používán v celé řadě počítačů, periferií a testovacích zařízení HP, dokud nebyl koncem 80. let minulého století ukončen.

Polsko vyrábělo klon HP 2114B od roku 1973. Polské klony se nazývaly MKJ-28 (prototyp, 1973), SMC-3 (pilotní výroba, 17 strojů, 1975-1977) a PRS-4 (sériová výroba přes 150 strojů, 1978 -1987).

Československo vyrobilo vlastní klony kompatibilní s HP 1000, označené ADT4000 (4300, 4500, 4700, 4900). Více než 1 000 jednotek dodali prodejci Aritma Praha (vývoj), ZPA Čakovice a ZPA Trutnov v letech 1973 až 1990. Tyto počítače sloužily v elektrárnách, včetně jaderných, jiných průmyslových, vojenských, na univerzitách atd., Za jejich vysokou spolehlivost a funkce v reálném čase. Operačními systémy byly DOS/ADT (několik verzí) a Unix. Nejstarší hybridní ADT7000 (1974) byl složen z digitálních dílů ADT4000 a analogových ADT3000, ale pouze digitální část byla pro zákazníky zajímavá. ADT4316 (1976) měl 16K slov feritové jádrové paměti, ADT4500 (1978) až 4M slova polovodičové RAM. ADT 4900 byl navržen jako jednodeskový počítač , ale jeho sériová výroba nebyla zahájena. Československá lidová armáda používala mobilní minipočítače MOMI 1 a MOMI 2 na bázi ADT zabudované do kontejneru přepravovaného nákladním vozidlem Tatra 148.

Poznámky

Reference

Citace

Bibliografie

externí odkazy