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PDP-1 解析 – 你需要了解的全部内容

pdp-1

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有关pdp-1的四个事实

  • pdp-1因在麻省理工学院和bbn的黑客文化发展中起到最重要的作用而闻名。
  • pdp-1是播放steve russell的spacewar!这款世界上的第一款迷你计算机游戏的原始硬件。
  • pdp-1因在的创造中具有重要意义而闻名。
  • 尽管对未来计算机设计产生了影响,但当时pdp-1在dec的商业上是一个失败。

pdp-1:历史

pdp-1是第六代使用微合金晶体管的迷你计算机。当pdp-1(programmed data processor-1)计算机开始销售时,它标志着计算机制造方式的重大变革。它是第一台设计用于与用户交互而不是高效运行的计算机。它也是由digital equipment corporation(dec)制造的第一台计算机。

1959年,一家小公司(于1957年成立),专门从事逻辑模块和其他实验室设备,位于马萨诸塞州梅纳德的一家旧毛纺厂,名为digital equipment corporation(dec),决定建造一台计算机。dec的创始人之一ken olsen回忆说:我们梦想着互动计算。普通计算被认为是庞大、昂贵、令人敬畏的,超出了普通人的能力。互动计算是令人兴奋和有趣的,人们可以直接与计算机进行互动。

快速事实

创建时间
1960年
创造者
benjamin gurley
最初用途
pdp-1被用于开发分时系统,以及处理控制、科学研究和图形应用。
成本

1960年宣布(第一台机器交付于1959年12月),digital的里程碑式第一台计算机pdp-1(programmed data processor-1)标志着计算机设计理念的彻底转变:它是第一台注重与人类用户交互而不是高效利用计算机周期的商用计算机。与之前的计算机不同,它以用户为中心,实际上是工程师、研究人员、学生和来自各种公司和组织的黑客,将dec对pdp-1的愿景变为现实。dec的人员和他们创造的机器产生了广泛的影响。

ben gurley – pdp-1的发明者

dec管理层将该项目交给了他们最优秀的工程师和来自麻省理工学院的同事ben gurley。benjamin gurley(1926-1963)是一位杰出的工程师和设计师,他从麻省理工学院的林肯实验室加入了dec,就像dec的创始人肯和斯坦·奥尔森以及哈兰·安德森一样。在麻省理工学院期间,gurley参与了上世纪50年代下半叶在麻省理工学院创建的tx-0和tx-2计算机的工作,因此他在麻省理工学院的计算机设计工作极大地影响了pdp-1的发展。由wesley clark(linc计算机的创造者)设计的tx-0和tx-2计算机是世界上最早的晶体管驱动计算机之一。

pdp-1的工作始于1959年夏天。gurley组建了一个小组与其他工程师和前林肯实验室员工一起工作,包括ken和stan olsen、dick best、bob savell和harlan anderson。令人惊讶的是,gurley在短短三个半月内几乎独自建造了整个系统,大量使用了dec现有的系统构建模块产品线——实验室模块。他曾开玩笑说他的任务是“从库存中制造[pdp-1]”。然而,事实是gurley从头设计了pdp-1中使用的大约一半模块。

pdp-1在1959年11月/12月的datamation杂志上

原型机于1959年11月完工,并在杂志datamation的11月/12月期刊上展示(请参见上图)。这篇介绍新机器各种特点的文章引起了人们对它在波士顿东部联合计算机会议上的亮相的浓厚兴趣。

pdp-1是一台固态数字计算机,主要由dec 1000系列系统构建模块组成,使用micro-alloy和micro-alloy-diffused晶体管,额定开关速度为5mhz。pdp-1具有18位字长和4千字的标准主存储器(相当于9千字节),可升级至64千字(144千字节)。磁芯存储器的周期时间为5微秒,因此大多数算术指令需要10微秒(每秒100,000次操作)因为它们有两个存储周期:一个用于指令,一个用于操作数获取。

pdp-1设计成可与多种类型的输入输出设备(包括打字机、纸带、阴极射线管、光笔、磁带等)一起工作,无需进行内部机器更改。

pdp-1是一台由digital equipment corporation(dec)的1000系列系统构建模块组成的固态数字计算机。它主要采用了micro-alloy和micro-alloy diffused晶体管,开关速度为5mhz。

尽管pdp-1只制造了少量(约50台),但它产生了重大影响。digital equipment corporation(dec)开创了一系列交互式且廉价的计算机。这为一种全新类型的计算机——“迷你计算机”奠定了基础。到1960年代中期,迷你计算机行业将迅速发展,使更多人可以接触到计算机,并为重要的新操作系统和界面铺平了道路。

pdp-1还被用作时间共享系统,用于过程控制、科学研究和图形应用。

pdp-1的工作原理是什么?

它是一种单地址、单指令、存储程序计算机,具有强大的程序功能。它支持完全并行处理,非常灵活。它易于安装、操作和维护。使用常规110伏电源,无需空调或地板加固,并通过内置的边际检测电路提供预防性维护。

pdp-1使用打孔纸带作为主要存储介质。与可以排序和重新排列的打孔卡片不同,纸带很难进行物理编辑。这激发了文本编辑程序(如昂贵的打字机和teco)的创建。

pdp-1(参见 pdp-1手册)是digital equipment corporation成功的14个成员pdp系列中的第一台计算机(最后一款型号pdp-16于1972年推出。辉煌的pdp-11一直生产到1996年)。它因在麻省理工学院(mit)、bbn和其他地方创造黑客文化而闻名。 pdp-1(配备可选的高分辨率图形显示器)也是世界上第一台在小型计算机上播放历史上第一款游戏的原始硬件,即steve russell的spacewar

作为世界上第一台商业交互式计算机,引人注目的pdp-1使其购买者能够开创分时系统,使得较小的企业和实验室可以获得比以往任何时候都更多的计算能力。

整个计算机占地不到2平方米,系统模块的尺寸为1.5 x 2.5 x 1米。 pdp-1由四个设备框架组成,其中一个用作操作站。

中央处理器

中央处理器包含控制、算术和内存寻址元素以及内存缓冲寄存器。字长为18位二进制数。指令按照每个内存周期五微秒的倍数执行。例如,加法、减法、存款和加载是需要10微秒的两个周期指令。乘法平均需要20微秒。程序功能包括:单地址指令、多步间接寻址和逻辑算术指令。控制台功能包括:翻转指示器,方便八进制阅读,六个程序标志用于自动设置和计算机感知,六个感应开关用于手动设置和计算机感知。

内存系统

pdp-1的标准并行电流磁芯存储器可容纳4096个18位的字。内存容量可以很容易地以4096个字的增量扩展,最多可扩展到65536个字。内存的读-写时间为五微秒,与基本计算机速率相同。驱动电流会自动调整以补偿50到110华氏度之间的温度变化。核心存储器存储可以通过最多24个磁带传输装置进行补充。

输入-输出

pdp-1设计用于操作各种缓冲输入输出设备。标准设备包括带有每秒400行的读取速度的穿孔带阅读器,用于在线输入和输出的字母数字打字机,以及每秒63行的穿孔带冲压机(字母数字或二进制)。还提供各种可选设备,包括以下设备:

  • 精密crt显示器型号30
  • 超精密crt显示器型号31
  • 符号生成器型号33
  • 光笔型号32
  • 示波器显示器型号34
  • 卡片冲压控制器型号40-1
  • 卡片阅读器和控制器型号421
  • 磁带传输装置型号50
  • 程序磁带控制器型号51
  • 自动磁带控制器型号52
  • 自动磁带控制器型号510
  • 并行鼓型号23
  • 自动线打印机和控制型号64
  • 18位实时时钟
  • 18位输出继电器缓冲器型号140
  • 多路复用a-d转换器型号138/139

所有的输入输出操作都通过输入输出寄存器或高速输入输出通道执行。

pdp-1

这款软件包含了诊断例程、汇编器、调试器、编辑器、转换例程等。

尽管对于计算机设计的哲学和其重要影响具有重要意义,pdp-1似乎是dec的一次商业失败,生产数量相对较少(53台,最后一台建于1969年)。一个配备齐全的系统的初始成本为12万美元(最低配置的机型为8.5万美元),而当时其他计算机的售价远远超过了100万美元。

pdp-1:历史意义

pdp-1是第六代计算机,是世界上第一款可供人们使用的商用计算机。pdp-1还使得小型企业和实验室能够获得比以往更多的计算能力。

对于用户来说,pdp-1是一种前所未有的人机交互水平。这导致了麻省理工学院、bolt beranek和newman等地的黑客文化的兴起。

购买pdp-1的人们利用它来启动时间共享系统,使得小型企业和实验室更容易获得比以往更多的计算能力。

整个计算机占据不到2平方米的地板空间,系统模块为1.5 x 2.5 x 1米。pdp-1由四个设备架构组成,其中一个用于运行机器。

昂贵的打字机和teco

pdp-1使用打孔纸带作为主要的数据存储方式。与可进行物理更改的打孔卡片组不同,纸带无法进行更改。这导致了诸如昂贵打字机和teco之类的程序的产生。因为它具有基于ibm电动打字机机制的在线和离线打印机,它可以打印出在1980年代称为“字母质量”的文档。这导致了tj-2,被认为是第一个文字处理器。

有一家叫做soroban engineering的公司制造了控制台上的打字机。它基于ibm model b电动打字机机制,通过添加开关来检测按键和线圈来启动打字条。打字条是使用大型字篮的升降来选择的。在soroban中,可以选择两色油墨带(红色和黑色)。接口允许您选择要使用的颜色。有很多计算机程序使用颜色编码,以便用户可以从计算机的输入中了解到他们的输入是做什么的与计算机的操作有何不同。不幸的是,soroban机制并不是很可靠,当您移动机箱或更换墨带颜色时,它可能会卡住。

friden flexowriters是最常见的离线设备。它们是为了与pdp-1使用的fio-dec字符编码配合而制造的。每个打字机都是围绕着与ibm电动打字机类似的机械机制构建的。另一方面,flexowriters非常耐用,经常用于长期打印会话。此外,flexowriters还配备了与打字机操作配合使用的打孔和读取纸带。

它们一起工作。人们在书写时每秒钟大约打出十个字符。在典型的pdp-1操作中,pdp-1的“高速”teletype型号brpe打孔器用于将文本输出到打孔纸带。然后,纸带被手动带到flexowriter上进行打印。

后来,一些pdp-1系统添加了dec磁带驱动器,以便更轻松地备份程序和数据,并使人们能够同时协同工作。这种应用通常需要第二个存储设备,可以在没有人工干预的情况下将程序和数据从核心内存中移入和移出。不幸的是,与dec磁带相比,纸带在可靠性、耐久性和速度方面不如磁带。早期的硬盘非常昂贵且不可靠。它们主要用于在文件切换时提高速度,而不用于长期存储(如果它们还能工作的话)。

type 30精密crt

type 30精密crt显示器可以以每秒20,000个点的速度显示1024 x 1024个点。它可以以每秒20,000个点的速度显示1024 x 1024个点。

使用特殊的“在crt上显示一个点”指令来构建图像。这些图像必须每秒更新多次,因此使用此指令。这款crt最初用于雷达,直径为19英寸(48厘米),具有持久的p7荧光物质。它最初是为雷达而设计的。可以使用光笔与type 30配合使用,在屏幕上选择点。还提供额外的字符生成器和用于创建线条和曲线的硬件。

音乐

mit的黑客还使用pdp-1以四声部的和声演奏音乐。他们使用特殊的硬件,例如由处理器控制的四个触发器(音频信号经过简单的rc滤波器过滤)。音乐是使用peter samson的harmony编译器编写的,这是一个复杂的基于文本的程序,具有一些可以快速编写巴洛克音乐的功能。总共为它创作了很多音乐,包括巴赫的赋格、莫扎特的《小夜曲》,贝多芬的第九交响乐末乐章,圣诞颂歌以及许多人们熟悉和喜爱的其他歌曲。

pdp-1当前情况

在计算机历史博物馆,仍然有三台pdp-1计算机处于活跃状态(chm)。其中一台是在mit使用的原型机,另外两台是真正的pdp-1c机器。每个月的两个星期六,后者之一,序列号55(最后一台pdp-1)重新工作并在博物馆展出。它也在展示并在每个月的两个星期六展示。在计算机历史博物馆的特定页面上,您可以阅读有关如何进行恢复的信息。这些演示包括以下内容:

pdp模拟器的spacewar!和pdp图形演示了像snowflake这样的模拟器。

pdp-1的软件模拟器包括bitsavers.org档案中的软件的二进制图像纸带,simh和mess还有pdp-1的二进制图像纸带。

Written by 小竞 (编辑)

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