Řada SDS Sigma - SDS Sigma series

Přední panel počítače SDS Sigma 5 v Muzeu počítačové historie

Řada SDS Sigma je řada počítačů třetí generace, které byly představeny společností Scientific Data Systems ve Spojených státech v roce 1966. První stroje v řadě jsou 16bitová Sigma 2 a 32bitová Sigma 7; Sigma 7 byl první 32bitový počítač vydaný společností SDS. V té době byla jedinou soutěží pro Sigmu 7 IBM 360 .

Přírůstky velikosti paměti pro všechny počítače SDS/XDS/Xerox jsou uvedeny v kWordech, nikoli kBytech. Například základní paměť Sigma 5 je 16 kB 32bitových slov (64 kB bytů). Maximální paměť je omezena délkou pole adresy instrukce 17 bitů nebo 128 kB slov (512 kB bytů). Přestože se v dnešní technologii jedná o triviální množství paměti, systémy Sigma plnily své úkoly výjimečně dobře a jen málo z nich bylo nasazeno s maximální velikostí paměti 128 kB Word nebo ji potřebovalo.

Tyto Xerox 500 řady počítačů, zavedená od roku 1973, jsou kompatibilní s upgrady systému Sigma využívající novější technologie.

V roce 1975 Xerox prodal svůj počítačový obchod společnosti Honeywell, Inc., která po určitou dobu pokračovala v podpoře řady Sigma.

XDS Sigma 9 v Living Computer Museum , Seattle, Washington, USA, 2014

Sigma 9 může držet rekord v nejdelší životnosti stroje prodávajícího v blízkosti původní maloobchodní ceny. Sigmas 9s byly stále v provozu v roce 1993. V roce 2011 Living Computer Museum v Seattlu , Washington získalo Sigma 9 od servisního úřadu (Applied Esoterics/George Plue Estate) a zprovoznilo jej. Že procesor Sigma 9 byl na University of Southern Mississippi až do listopadu 1985, kdy jej koupila Andrews University a odvezla do Michiganu. V únoru 1990 Andrews University prostřednictvím Keith Calkins prodala a dodala společnosti Applied Esoterics ve Flagstaffu v Arizoně . Keith Calkins zprovoznil Sigmu 9 pro muzeum v letech 2012/13 a v prosinci 2014 vytvořil operační systém CP-V. Různé další systémové komponenty pocházely z jiných uživatelských stránek, jako jsou Marquette, Samford a Xerox/Dallas.

Modely

Zdroj:

32bitové systémy

Modelka datum Plovoucí bod Desetinný Bajtový řetězec Paměťová mapa Maximální paměť (kwords)
Sigma 7 1966 volitelný volitelný Standard volitelný 128
Sigma 5 1967 volitelný N/A N/A N/A 128
Sigma 6 1970 volitelný Standard Standard Standard 128
Sigma 9 1971 Standard Standard Standard Standard 512
Sigma 8 1972 Standard N/A N/A N/A 128
Sigma 9 model 2 ? Standard Standard Standard Standard 256
Sigma 9 model 3 1973 Standard N/A N/A Standard 512

16bitové systémy

Modelka datum Maximální paměť (kwords)
Sigma 2 1966 64
Sigma 3 1969 64

Instrukční formát

Formát pokynů k paměti pro 32bitové systémy Sigma je následující: 

   +-+--------------+--------+------+---------------------------+
   |*|   Op Code    |   R    |  X   |    Reference address      |
   +-+--------------+--------+------+---------------------------+
bit 0 1            7 8      1 1    1 1                         3
                            1 2    4 5                         1

Bit   0     indicates indirect address.
Bits  1-7   contain the operation code (opcode)
Bits  8-11  encode a register operand (0:15)
Bits 12-14  encode an index register (1:7). 0 indicates no indexing.
Bits 16-31  encode the address of a memory word.

U Sigma 9, když je povoleno skutečné rozšířené adresování, je pole referenční adresy interpretováno odlišně v závislosti na tom, zda je bit vyššího řádu 0 nebo 1: 

   +-+--------------+--------+------+-+-------------------------+
   | |              |        |      |0| Address in 1st 64K words|
   |*|   Op Code    |   R    |  X   +-+-------------------------+
   | |              |        |      |1| Low 16 bits of address  |
   +-+--------------+--------+------+-+-------------------------+
bit 0 1            7 8      1 1    1 1 1                       3
                            1 2    4 5 6                       1

Pokud je bit vyššího řádu 0, spodních 16 bitů adresy odkazuje na umístění v prvních 64 kB slov hlavní paměti; pokud je bit vyššího řádu 1, spodních 16 bitů adresy se vztahuje na umístění v bloku paměti o velikosti 64 kB určeném adresou rozšíření v bitech 42-47 dvojsloví programu Status, přičemž adresa rozšíření je zřetězena s nižšími 16 bity referenční adresy pro vytvoření fyzické adresy.

Funkce

procesor

Systémy Sigma poskytovaly řadu výkonu, zhruba zdvojnásobení z Sigma 5, nejpomalejší, na Sigma 9 Model 3, nejrychlejší. Například časy násobení 32bitových pevných bodů se pohybovaly od 7,2 do 3,8 μs; 64bitové dělení s pohyblivou řádovou čárkou se pohybovalo od 30,5 do 17,4 μs.

Většina systémů Sigma obsahovala dva nebo více bloků 16 registrů pro obecné účely. Přepínání bloků se provádí pomocí jediné instrukce (LPSD), která zajišťuje rychlé přepínání kontextu, protože registry není nutné ukládat a obnovovat.

Paměť

Paměť v systémech Sigma lze adresovat jako jednotlivé bajty, poloviční slova, slova nebo dvojitá slova.

Všechny 32bitové systémy Sigma kromě Sigma 5 a Sigma 8 používaly k implementaci virtuální paměti paměťovou mapu . Následující popis platí pro Sigmu 9, ostatní modely mají drobné rozdíly.

Efektivní virtuální adresa slova je 17 bitů široká. Virtuální adresy 0 až 15 jsou vyhrazeny pro odkaz na příslušný registr obecného účelu a nejsou mapovány. V opačném případě se v režimu virtuální paměti použije osm bitů adresy vyššího řádu, nazývaných číslo virtuální stránky , jako index pole 256 registrů map 13bitové paměti. Třináct bitů z mapového registru plus zbývajících devět bitů virtuální adresy tvoří adresu použitou pro přístup do skutečné paměti.

Ochrana přístupu je implementována pomocí samostatného pole 256 dvoubitových kódů řízení přístupu, jeden na virtuální stránku (512 slov), což označuje kombinaci čtení/zápisu/spuštění nebo žádný přístup na tuto stránku.

Nezávisle na tom pole 256 2bitových registrů řízení přístupu pro prvních 128k slov skutečné paměti funguje jako systém „lock-and-key“ ve spojení se dvěma bity ve dvojslově stavu programu. Systém umožňuje označit stránky jako „odemčené“ nebo jako klíč jako „hlavní klíč“. Jinak by klíč v PSD musel odpovídat zámku v přístupovém registru, aby odkazoval na paměťovou stránku.

Periferní zařízení

Vstup/výstup se provádí pomocí řídicí jednotky zvané IOP (Input-Output Processor). IOP poskytuje 8bitovou datovou cestu do az paměti. Systémy podporují až 8 IOP, z nichž každý může připojit až 32 řadičů zařízení.

IOP může být buď selektor I/O procesor (SIOP) nebo multiplexer I/O procesor (MIOP). SIOP poskytuje přenosovou rychlost až 1,5 megabajtů za sekundu (MBPS), ale umožňuje aktivní pouze jedno zařízení současně. MIOP, určený k podpoře periferních zařízení s pomalou rychlostí, umožňuje aktivní až 32 zařízení kdykoli, ale poskytuje souhrnný datový tok pouze 0,3 MBPS.

Velké úložiště

RAD s otevřeným krytem a vysunutým diskem kvůli údržbě

Primární velkokapacitní paměťové zařízení, známé jako RAD ( disk s náhodným přístupem ), obsahuje 512 pevných hlav a velký (přibližně 600 mm/24 v průměru) svisle uložený disk otáčející se relativně nízkými rychlostmi. Díky uspořádání pevné hlavy je přístup poměrně rychlý. Kapacity se pohybují od 1,6 do 6,0 megabajtů a slouží k dočasnému ukládání. K trvalému skladování se používají velkokapacitní disky s více plotnami.

Velkokapacitní paměťová zařízení Sigma
přístroj Typ zařízení Kapacita [MB] Prům. Doba hledání [ms] Prům. Rotační zpoždění [ms] Prům. Přenosová rychlost [kB/s]
3214 RAD 2,75 N/A 8.5 647
7202 RAD .7 N/A 17 166
7203 RAD 1.4 N/A 17 166
7204 RAD 2.8 N/A 17 166
7232 RAD 6.0 N/A 17 355
3231 Kazetový disk 2,4 odnímatelné 38 12.5 246
3232 Kazetový disk 4.9 vyjímatelné 38 12.5 246
3233 Kazetový disk 4,9 pevné
4,9 vyjímatelné		 38 12.5 246
3242 Kazetový disk 5.7 odnímatelný 38 12.5 286
3243 Kazetový disk 5,7 pevné
5,7 vyjímatelné		 38 12.5 286
7251 Kazetový disk 2.3 odnímatelné 38 12.5 225
7252 Kazetový disk 2.3 pevná
2.3 vyjímatelná		 38 12.5 225
3277 Vyměnitelný disk 95 30 8.3 787
7271 Vyměnitelný disk 46,8 35 12.5 245

komunikace

Subsystém Sigma 7611 Character Oriented Communications ( COC ) podporuje jednu až sedm jednotek linkového rozhraní (LIU). Každá LIU může mít jedno až osm řádkových rozhraní schopných pracovat v režimu simplex , half-duplex nebo full-duplex . COC bylo „určeno pro nízko až středně rychlostní znakově orientované datové přenosy“.

Řídicí jednotka systému

Řídicí jednotka systém (SCU) byl „ microprogrammable datový procesor“, který může komunikovat s Sigma CPU, a „okrajových a analogových zařízení, a na různé druhy protokolu linky.“ SCU provádí horizontální mikroinstrukce s 32bitovou délkou slova. K vytváření mikroprogramů pro SCU lze použít cross-assembler běžící na systému Sigma.

Carnegie Mellon Sigma 5

Počítač Sigma 5 vlastněný Univerzitou Carnegie Mellon byl darován Muzeu počítačové historie v roce 2002. Systém se skládá z pěti skříní plné velikosti s monitorem, ovládacím panelem a tiskárnou. Je to možná poslední přeživší Sigma 5, která je stále v provozu.

Sigma 5 se prodávala za 300 000 USD se 16 kilowordy paměti s magnetickým jádrem s náhodným přístupem , s volitelným upgradem paměti na 32 kW za dalších 50 000 USD. Pevný disk má kapacitu 3 MB .

32bitový software

Operační systémy

Systémy Sigma 5 a 8 postrádají funkci mapování paměti, Sigma 5 je podporována nástrojem Basic Control Monitor (BCM) a Batch Processing Monitor (BPM). Sigma 8 může provozovat dávkový monitor v reálném čase (RBM) i BPM/BTM.

Zbývající modely zpočátku provozovaly Batch Processing Monitor (BPM), později rozšířené o možnost sdílení času (BTM); kombinovaný systém byl obvykle označován jako BPM/BTM. System Universal Time-Sharing (UTS) byly k dispozici v roce 1971, podporuje hodně rozšířené časové sdílení zařízení. Kompatibilní upgrade (nebo přejmenování) UTS, Control Program V (CP-V) byl k dispozici od roku 1973 a přidal zpracování v reálném čase, vzdálenou dávku a zpracování transakcí. Pro systémy Sigma 9 byl k dispozici také vyhrazený operační systém v reálném čase, Control Program for Real-Time (CP-R). Operačního systému Xerox (XOS), které jsou určeny jako IBM DOS / 360 nahrazení (neplést s PC DOS části druhé éry) také běží na Sigma 6/7/9 systémy, ale nikdy získal skutečnou popularitu.

Operační systémy třetích stran

Pro Sigma Machines byly k dispozici některé operační systémy třetích stran. Jeden se jmenoval GEM (pro Generalized Environmental Monitor) a byl prý „spíše podobný UNIXu“. Druhý byl pojmenován JANUS z Michiganské státní univerzity .

Aplikační software

Software Xerox, nazývaný procesory , dostupný pro CP-V v roce 1978, zahrnoval:

  • Příkazový jazyk Terminal Executive Language (TEL)
  • Dávkový protějšek Control Command Interpreter (CCL) společnosti TEL
  • Různé procesory pro správu systému - zálohování/obnovení, účtování atd.
  • EASY - editor řádků TTY
  • Rozšířený FORTRAN IV
  • Meta-Symbol makro assembler
  • AP assembler
  • ZÁKLADNÍ
  • VLAJKA — FORTRAN Načtěte a jděte
  • ANS COBOL
  • APL
  • RPG
  • Simulační jazyk (SL-l)  †
  • LINK jednoprůchodový propojovací zavaděč
  • LOAD dvouprůchodový překryvný nakladač
  • Nakladač LYNX
  • Editor zaváděcího modulu GENMD
  • Debugger strojového jazyka DELTA
  • Balíček ladění FORTRAN (FDP)
  • COBOL On-line debugger
  • EDIT - řádkový editor
  • Peripheral Conversion Language (PCL) - výrazný „nálev“ - nástroj pro přesun/převod dat
  • Další servisní procesory jako SYSGEN, ANLZ dump analyzer, údržba knihovny
  • Třídit/sloučit
  • Správa databáze EDMS  †
  • Diskrétní simulátor GPDS pro obecné účely  †
  • Analýza obvodu CIRC, †
  • SPRÁVA — zobecněný systém pro správu souborů  †

† Programový produkt, za poplatek

16bitový software

Operační systémy

Základní kontrolní monitor (BCM) pro Sigma 2 a 3 poskytoval „Plnou schopnost v reálném čase s určitým zajištěním dávkového zpracování na pozadí“. Sigma 3 by také mohla provozovat RBM.

Klony

Poté, co společnost Honeywell ukončila výrobu hardwaru Sigma - společnost Xerox v červenci 1975 prodala většinu práv společnosti Honeywell - několik společností vyrobilo nebo oznámilo klonové systémy. Telefile T-85, představený v roce 1979, byl vzestupně kompatibilní náhradou za 32bitové Sigmas. Společnost Ilene Industries Data Systems oznámila MOD 9000, klon Sigma 9 s nekompatibilní architekturou I/O. Společnost Realtime Computer Equipment, Inc. navrhla RCE-9, vzestupně kompatibilní výměnu typu drop-in, která by mohla využívat také periferní zařízení IBM. Modutest Mod 9 byl přepracován a vyroben Gene Zeitlerem (prezident), Lotharem Muellerem (Senior VP) a Edem Drapellem, je 100% kompatibilní s hardwarem a softwarem se Sigmou 9. Byl vyroben a prodán společnosti Telefile, Utah Power and Light, Minnesota Power, Taiwan Power a Ohio College Library Center ( OCLC ).

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy

  • Požádejte o účet v Living Computers: Museum + Labs, portálu do sbírky časově sdíleného a interaktivního počítače Paul Allen , včetně Xerox Sigma 9 se systémem CP-V.