페란티 아르고스

Ferranti의 Argus 컴퓨터는 1960년대부터 1980년대까지 제공되는 일련의 산업 통제 컴퓨터였다.원래 군사적인 역할을 위해 고안된, 재포장된 아르고스는 공장 전체를 직접 제어하기 위해 사용된 최초의 디지털 컴퓨터였다.그것들은 유럽, 특히 소수의 사람들이 원자로에 대한 감시와 통제 시스템 역할을 계속하는 영국에서 다양한 역할에 널리 사용되었다.^[1]

오리지널 시리즈

청색 사절단, 보청기 컴퓨터

컴퓨터의 원래 개념은 블루 디셉트 미사일 프로젝트의 일환으로 개발되었다.이것은 사정거리가 320km인 매우 장거리 지대공 미사일 시스템이었다.이런 사정거리에 도달하기 위해 미사일은 발사 당시 거의 수직 궤도로 '로프트'돼 있어 얇은 고공 비행에 더 많은 시간을 할애했다.일단 고도에 도달하면, 그것은 뒤집혀 목표물을 추적하기 시작하곤 했다.초기 수직 상승 중에는 미사일의 레이더가 표적을 볼 수 없기 때문에 이 기간 동안 지상에서 유도된 명령을 받았다.^[2]

아르고스는 레이더 데이터를 읽고, 필요한 궤적을 계산해 비행 중인 미사일에 전송하는 시스템으로 시작했다.이 시스템은 궤적을 개발해야 할 뿐만 아니라 미사일의 제어면을 직접 제어해야 했기 때문에 완전한 제어 피드백 시스템을 갖추고 있었다.개발은 1956년부터 와이텐샤웨에 있는 페란티 자동화 부서의 모리스 그리블에 의해 수행되었다.이 시스템은 원래 보청기에 사용하도록 설계된 멀라드의 새로운 OC71 트랜지스터를 사용했다.25kHz의 저속에서만 달릴 수 있었지만, 이 정도면 과제 수행에 충분했다.^[3]

1957년 블루 디펜던트는 1957년 국방백서의 일환으로 취소되었다.Ferranti는 다른 용도로 컴퓨터의 개발을 계속하기로 결정했다.1957년 11월 에든버러 공작 필립공(Philip Prince of Edinburgh)의 방문 중 그들은 자동차 전조등을 손으로 움직여 벽의 어느 지점에서나 빛날 수 있는 손잡이에 연결한 시스템을 설치했고, 컴퓨터는 벽의 같은 지점에 놓여지기 위해 두 번째 전조등을 움직이려고 시도했다.^[4]

프로토타입 아르구스

Ferranti는 이 시스템의 개발을 계속했고 1958년 동안 그들은 11월에 올림피아에서 처음으로 공개했던 상업용 제품의 프로토타입을 완성했다.^[4]이 기계는 500kHz의 훨씬 빠른 속도로 작동하는 새로운 회로를 사용했다.^[5]"아르고스"(그 이름의 그리스 신으로부터)라는 이름은 그들의 컴퓨터에 그리스 이름을 사용하는 페란티 전통에 따라 다음 해에 배정되었다.그들은 아르고스를 선택했는데, 이것은 복잡한 시스템을 제어하는 기계에 적합한 만능 신이었기 때문이다.^[6]

이 새로운 시스템은 보청기와 많은 차이를 보였다.그 중에는 다양한 이벤트의 타이밍을 보다 잘 처리하기 위한 인터럽트의 도입이 있었다.초기 기계는 너무 느려서 이러한 종류의 문제들은 단순히 모든 물리적 입력을 반복해서 점검하는 것으로 처리되었지만, 새로운 설계의 훨씬 빠른 성능으로 인해 대부분의 시험에서 변화가 없어지고 따라서 낭비되기 때문에 이것은 더 이상 적절하지 않았다.이러한 종류의 작업은 이제 인터럽트에 의해 제어되므로, 장치는 언제 데이터가 처리될 준비가 되었는지를 나타낼 수 있다.이 시스템은 임시 저장을 위한 코어 메모리와 이전 시스템의 플립플롭을 교체하고 프로그래밍을 위한 플러그를 추가했다.^[7][8]

첫 번째 납품은^{[9][10][11][12][8]} ICI가 플릿우드에 있는 소다 애쉬/암모니아 공장의 제어 시스템으로 사용하기 위해 ICI(임페리얼 케미컬 인더스트리즈)에 제공될 것이다.^[13]1960년^[14] 3월에 합의가 이루어졌고 그 기계는 1962년 4월/5월에 설치되었다.^[15][16]이것은 디지털 컴퓨터에 의해 직접 통제된 최초의 큰 공장이었다.^[17][18]다른 유럽 판매도 그 뒤를 이었다.^[19]

아르고스 회로는 각각 2진수 1과 0을 나타내는 0볼트와 -6볼트의 게르마늄 트랜지스터를 기반으로 했다.그 컴퓨터는 24비트 명령어와 함께 12비트 단어 길이를 기반으로 했다.산술은 500kHz에서 작동하는 두 개의 병렬 6비트 ALU로 처리되었다.ALU에 추가된 것은 12µs가 필요했지만, 메모리 액세스 시간을 추가하면 간단한 지침이 약 20µs가 소요된다는 것을 의미했다.이중 길이(24비트) 산술 연산도 제공됐다.데이터 메모리는 12비트, 4096단어, 코어 메모리 저장소로 공급되었으며, 별도의 플러그판 배열에는 최대 64개의 명령어가 저장되어, 구멍에 떨어진 페라이트 페그를 사용하여 "1"을 만들었다.opcode는 6비트, 레지스터 3비트, 인덱스 레지스터(수정기)^[20] 2비트, 데이터 주소 13비트였다.

블러드하운드 마크 2세

1957년 블루 사절단이 취소된 직후, 1차 계약자인 페란티와 브리스톨 항공우주국의 긴급 회의는 블루 사절의 구성요소를 기존의 브리스톨 블러드하운드와 결합시켜 훨씬 더 유능한 디자인을 만들자는 발상으로 이어졌다.이로써 블러드하운드 마크 II는 약 121km로 사거리를 두 배로 늘렸고, 사절단의 새로운 레이더 시스템을 사용하여 미사일이 지상에서 훨씬 더 가까운 목표물을 추적할 수 있을 뿐 아니라 레이더 교란에도 훨씬 더 강한 내성을 갖게 되었다.^[21]

블러드하운드는 블루 사절과 달리 공격 전체를 통해 표적을 볼 수 있을 것으로 예상됐다.지침은 준능동 레이더 호밍(homing)으로, 조명기 레이더가 표적을 밝히고, 반사신호를 이용해 미사일에 있는 수신기가 추적하는 방식이었다.이를 위해서는 별도의 전술통제레이더의 정보를 이용해 조명기를 과녁을 겨누고, 미사일 코에 있는 수신기를 과녁을 겨누어야 했다.조명기와 미사일이 반드시 가까이 있는 것은 아니어서 계산이 복잡해질 것이다.^[22]게다가 수신기는 예상 도플러 이동 주파수 범위가 아닌 신호를 걸러내야 했기 때문에 수신기의 필터를 설정하기 위해 예상 주파수 이동도 계산해야 했다.^[23]

계산에 필요한 정확도는 그 점에 사용된 소형 군사용 컴퓨터의 능력을 넘어선 것이었다.^[24]데릭 화이트헤드가 디지털 컴퓨터를 사용한 실험 시스템은 쉽게 계산을 수행할 수 있었다.그는 이 정보를 미사일 배터리에 공급하는 계산 센터로서 컴퓨터를 오렌지 여만 레이더 사이트에 배치하자고 제안했다.^[25]

화이트헤드는 그리블의 친구였고 작은 컴퓨터에 대한 그의 작업을 알고 있었고, 1959년 가을쯤에 처음으로 문제를 제기했다.일단 디지털 컴퓨터로 옮기기로 결정되자 온갖 부차적인 작업이 기계에 넘겨졌다.여기에는 유지관리 시험부터 미사일 발사 제어, 목표물이 레이더에 직각으로 교차하면서 신호가 0으로 떨어질 것으로 예상되는 도플러 '영점' 계산까지 모든 것이 포함됐다.^[23]

아르고스 200과 100

원래의 설계는 1963년에 단일 ALU Argus 100에 의해 따랐으며, 가격은 약 2만^[26] 파운드(2020년에는^[update] 약 43만 파운드와 동일)^[a]이다.원본과 달리, Argus 100은 데이터와 코드를 모두 단일 메모리에 저장한 24비트 주소 지정 체계를 사용했다.기본 논리를 단순화하고 주소 비트를 얻기 위해 더 작은 5비트 opcode가 사용되었다.단일 ALU 및 기타 변경으로 기본 운전시간이 72μs가 되었다.아르고스 100의 주목할 만한 용도는 1964년 조드렐 뱅크 마크 II 망원경을 제어하는 것이었다.100년 개봉과 함께 원래의 디자인은 소급하여 아르고스 200으로 개명되었다.^[6]

아르고스 200 모델은 결국 63대의 기계를 판매하게 되고, 100대의 14대를 판매하게 된다.^[27]

아르고스 300

아르고스 300의 디자인은 1963년에 시작되었고, 1965년에 첫 배달을 하였다.^[16]이것은 이전보다 훨씬 더 느린 직렬 단위와는 달리 완전히 병렬로 설계되는 산술 논리 단위를 특징으로 하는 훨씬 빠른 기계였다.그럼에도 불구하고 그것의 명령 집합은 Argus 100과 완전히 호환되었다.300은 매우 성공적이었고 1960년대 내내 다양한 산업 역할에 사용되었다.

300의 변종은 아르고스 350으로, 코어에 대한 외부 접근을 허용하여 직접 메모리 접근을 허용하였다.이로 인해 입출력 성능이 향상되어 프로세서에서 실행 중인 코드를 통해 데이터를 이동할 필요가 없게 되었다.350대는 호위함, 잠수함, 헬리콥터 기반의 대잠수함 훈련을 위한 영국 해군, 블러드하운드 Mk를 위한 영국 공군 등 다양한 군사 시뮬레이터에 사용되었다.II 시뮬레이터와 비커스 VC10 비행 시뮬레이터는 레디폰에서 제작되어 1967년에 RAF Brize Norton에 납품되었다.VC10 시뮬레이터에 사용된 모델은 3520B로 (20)kWords of memory와 a (B)acking store를 가지고 있었다.레디폰은 1966년 봄 몬트리올에 설치된 에어캐나다 DC9 비행 시뮬레이터에도 350기를 사용했다.350대는 1967년에서 1969년 사이에 배달되었다.

실리콘 대체물

아르고스 400의^[28][29] 디자인은 아르고스 300과 동시에 시작되었다.논리적인 측면에서 400은 직렬 ALU를 사용한 이전 100과 유사했다.하지만, 그것은 완전히 새로운 전기 시스템을 특징으로 했다.이전의 기계들은 게르마늄 트랜지스터를 사용하여 논리 관문을 형성했다.아르고스 400은 마이크로NOR II라고 불리는 Ferranti Wytenshawe가 설계한 NOR 로직에서 실리콘 트랜지스터를 사용했으며,^[30] 0과 +4.5가 각각 이진수 1과 0을 나타내는 더 "기존" 논리가 있었다.그러나 나머지 세계에서는 0V를 0으로 나타내고 + 2.4(~5)V를 1로 나타내었다.이를 낸드 논리라고 했다.그들은 사실 둘 다 같은 회로다.텍사스 인스트루먼트사가 '74' 시리즈 집적회로를 내놓자 마이크로NOR II 사양이 4.5V에서 5V로 바뀌어 두 가족이 함께 작업할 수 있었다.그 기계는 표준 항공 운송 랙에 맞도록 포장되어 있었다.멀티레이어 PCB는 1963년에 일상적이지 않았고 Ferranti는 회로 보드를 통해 보드를 접합하고 도금하는 프로세스를 개발했다.도면 사무소는 다층 판자를 디자인하는 방법을 배워야 했다.테이프에 처음 실렸고 필름으로 옮겨졌지아르고스 400호가 생산에 들어가기까지 약 2년이 걸렸다(1966년 첫 인도).^[16][31]무게는 13kg(29lb)이 넘었다.^[32]

약 3년 후 설계한 아르고스 500은 병렬 산수를 사용했고 훨씬 빨랐다.19인치 랙 장착 프레임에 최대 4개의 코어 저장소(메모리) 유닛과 함께 플러그를 꽂도록 설계되었다.아르고스 400은 아르고스 500과 동일하게 재포장되었고 두 기계는 플러그 호환이 가능했다.Argus 400은 CPU에 18개의 작은 PCB를 사용했는데, 각각 70개의 미니어처 와이어 랩을 사용하여 백플레인에 와이어로 포장되었다.카드를 제거하는 것은 지루했다.Argus 500은 처음에 더 큰 보드에 같은 패키지를 사용했고 또한 와이어랩을 사용했지만, 이후 버전에서는 PCB에 평평하게 납땜되어 제거하기가 훨씬 쉬운 듀얼 인라인 IC를 채택했다.

이전의 설계와 마찬가지로, 400과 500은 동일한 14비트 주소 공간과 24비트 명령어 세트를 사용했으며 호환이 가능했다.500은 오프셋 인덱싱에도 축전지의 3비트를 사용하는 새로운 지침을 추가했다.두 기계 모두 이전 기계의 500kHz보다 훨씬 빠른 4MHz의 기본 클럭 사이클로 작동했다.두 사이클 모두 2μs의 코어 메모리를 사용했는데, Argus 400은 2μs의 코어를 사용했고, Argus 500은 초기 기계에서는 2μs, 이후 기계에서는 1μs의 코어를 사용함으로써 성능이 두 배로 향상되었다.400과 500의 차이는 500이 병렬 ALU를 가지고 있고 400이 직렬이라는 점에서 100과 300의 분할과 비슷했다.아르고스 400은 추가 시간(두 개의 24비트 번호 12μs)을 가졌다.아르고스 500(1μs 스토어 포함)은 3μs가 걸렸다.디바이드(가장 긴 지시)는 아르고스 400에 156μs, 아르고스 500에 9μs가 걸렸다.아르고스 500은 물론 훨씬 더 비쌌다.

Argus 500용 COLOR 66 고급 프로그래밍 언어 컴파일러는 영국 왕립신호 및 레이더 설정에 의해 산업 제어 및 자동화 프로젝트에 사용하기 위해 Ferranti와 계약에 따라 개발되었다.^[33]

대표적인 Argus 500 설비로는 화학 발전소(공정 제어)와 원자력 발전소(공정 감시)가 있었다.^[34][35]나중에 신청된 것은 글래스고의 스트래스클라이드 경찰에서 가장 유명한 것 중 하나인 폴리스 커맨드 앤 컨트롤 설치였다.이 시스템은 VDU 화면의 튜브에 있는 포트홀을 투영하는 35mm 슬라이드 프로젝터가 제공하는 지도를 사용하여 리소스 위치를 시각적으로 표시하는 최초의 기능을 제공했다.

1971년 조드렐 은행에서 100을 교체한 아르구스 400이 있었다.^[36]BOAC용 Boadicea 좌석 예약 네트워크를 위해 만들어진 Argus 400의 특별 버전이 있었다.이것은 곱하기와 나누기 기능을 없앴다. 왜냐하면 이것들이 많은 수의 값비싼 JK 플립플롭을 사용했기 때문이다. 그리고 이 24개 요소와 몇 개의 다른 요소들을 저장하는 것이 당시에 비용 효율적이었다.전체적으로 500개는 페란티가 가장 잘 팔리는 제품 중 하나임이 입증되었고, 1970년대 북해 유전 개방 때 특히 석유 플랫폼에서 널리 사용되었음을 알게 되었다.^[37]

아르고스 600과 700

과거와 결별한 다음 시리즈 아르고스 기계는 완전히 새로운 디자인이었고 역호환성이 아니었다.아르고스 600은 8비트 기계로, 비교적 간단한 컴퓨터나 프로그램 가능한 제어 장치를 필요로 하는 전기 및 전자 장비 제조업체가 사용하기 위한 것이었다.1024단어의 기본 핵심기억을 보유하고 있으며, 최대 8,192단어까지 같은 크기의 블록으로 확장할 수 있다.17개의 단일 주소 명령으로 구성된 ASSER라는 간단한 니모닉 프로그래밍 언어가 새로운 기계를 위해 개발되었다.1970년에 소개되었을 때 약 1,700파운드의 비용이 들었고, 당시 아르구스 600은 영국에서 구할 수 있는 가장 저렴한 디지털 컴퓨터였다.그것은 직접 또는 전화선을 통해 더 큰 컴퓨터와 연결될 수 있고 그것의 하드웨어 인터페이스는 필요에 따라 주변장치와 발전소 연결장비의 Argus 범위의 모듈들을 추가할 수 있게 했다.^[26]

이어 아르고스 600이 16비트 아키텍처를 사용한 아르고스 700이 뒤를 이었다.700의 디자인은 1968/9년경에 시작되었고 1980년대 중반에는 여전히 생산 중이었고 산업 및 군사 분야에서 국제적인 성공을 거두었다.^[38]700기는 2020년 영국의 몇몇 원자력 발전소에서 제어와 데이터 처리 애플리케이션에서 여전히 작동하고 있다.^[35][39]코닥 등 기업의 생산관리 플랫폼으로도 활용됐다.

Argus 700G 모델 MIPS 등급^[40]

모델 (단일 프로세서)	근사치 초당 백만 개의 지침
아르고스 700 GDL	0.7
아르고스 700 GL	0.8
아르고스 700 GX	2
아르고스 700 GZ	4

Argus 700은 공유 메모리 멀티 프로세서 구성으로 구성할 수 있다.^[40]아르고스 700E는 보급형 모델이었다.아르고스 700F는 최대 64k 16비트 워드의 500ns 사이클 타임 MOS 메모리를 사용했다.아르고스 700G는 최대 256k 단어의 메모리가 있는 가상 주소 공간을 지원했다.Argus 700S는 150ns의 고속 양극 메모리 옵션과 입력-출력 프로세서를 위한 독립 액세스가 가능했다.^[41]

아르고스 700은 영국의 패킷 교환 네트워크 개발에도 중요한 역사적 역할을 했다.이 기계들은 Ferranti가 General Post Office의 초기 실험 동안 초기 라우터의 기초로 사용하였다.^[42]이 점에서 그것들은 인터넷 개발 중에 유사한 역할을 하기 위해 미국에 구축된 인터페이스 메시지 프로세서와 유사하다.^[43]

토르네스 원자력 발전소의 제어 및 계측 시스템에는 70개 이상의 Argus 700G 프로세서가 사용되었는데, 이 제어 시스템은 원자로의 디지털 직접 제어(DDC)를 포함한 첨단 기체 냉각 원자로 비행대의 초기 구성원보다 훨씬 정교한 제어 시스템을 갖추고 있었다.처음 설치되었을 때 그것은 아마도 전세계 원자력 발전소를 위한 가장 정교하고 복잡한 컴퓨터화된 제어 시스템이었을 것이다; 이 시스템은 COLOR 고수준 프로그래밍 언어를 사용하여 구현되었다.이중 원자로 스테이션의 각 원자로에는 10대의 입력 멀티플렉싱 컴퓨터, 11대의 제어 이중 프로세서 컴퓨터, 그리고 대기 백업이 있는 감시 3중 프로세서 컴퓨터가 있었다.^[40][44]

M700

M700 컴퓨터 시리즈는 Ferranti Argus 700 컴퓨터 시리즈의 구조와 명령어 세트에 기초하였다.M700 컴퓨터와 Argus 700 컴퓨터 모두 공통적인 전체 명령어 세트를 가지고 있다.그러나 특정 모델이 반드시 완전한 명령 집합을 구현하는 것은 아니다.M700은 하드웨어와 소프트웨어 용어의 높은 수준의 호환성과 호환성을 보장하는 동일한 아키텍처 특징과 명령 집합에 기반을 둔 다양한 컴퓨터를 포함했다.이러한 한계 내에서 특정 상업적 및 애플리케이션 요구사항을 반영하기 위해 둘 이상의 제조업체로부터 서로 다른 구현이 존재했다.^[45][46]

메모들

참조

인용구

참고 문헌 목록

• Aylen, Jonathan (January 2012). "Bloodhound on my Trail: Building the Ferranti Argus Process Control Computer" (PDF). The International Journal for the History of Engineering & Technology. 82 (1): 1–36. doi:10.1179/175812111X13188557853928. S2CID 110338269.

외부 링크

• Argus 100-500, Micronor I 및 II: : CS1 maint: 기타(링크)