GEC 4000 시리즈

GEC 4000 series
1991년 GEC 컴퓨터 Dunstable Development Center의 GEC 4000 시리즈 컴퓨터
GEC 4080 전면[1] 패널

GEC 4000은 영국의 GEC Computers Ltd가 1970년대, 1980년대 및 1990년대 초에 생산한 16/32비트 미니 컴퓨터 시리즈입니다.

역사

GEC Computers는 GEC 대기업의 사업부로서 1968년에 설립되었습니다.이 회사는 엘리엇 오토메이션으로부터 노후화된 엘리엇 900 시리즈를 물려받았으며, 새로운 범위의 시스템을 개발해야 했습니다.내부적으로 알파, 베타, 감마라고 알려진 세 가지 범위가 확인되었다.알파가 최초로 등장하여 GEC 2050 8비트 미니컴퓨터가 되었다.베타판이 그 뒤를 이어 GEC 4080이 되었습니다.Gamma는 개발되지 않았기 때문에 Gamma의 강화된 특징 중 일부는 4080으로 되돌아갔다.GEC 4080의 주요 설계자는 Dr.였습니다.마이클 멜리아 스미스 그리고 4060과 4090의 주요 디자이너는 피터 맥클리였다.

4000 시리즈 시스템은 영국에서 Elstree Way에 있는 GEC Computers의 Borehamwood 사무실에서 개발 및 제조되었습니다.개발 및 제조는 1970년대 후반에 던스타블의 우드사이드 에스테이트에 있는 회사의 새로운 공장으로 이전되었습니다.1979년, GEC Computers는 4000 시리즈, 특히 [2]Nucleum의 개발에 대한 공로로 Queen's Technical Awarding for Technical Achievement를 수상했습니다.1991년에는 제조된 시스템의 수가 감소했기 때문에 제조는 GPT의 베스턴, 노팅엄셔 공장으로 이전되었고 개발은 보어햄우드로 반환되었습니다.마지막 시스템은 1995년경에 제조되었습니다.2018년에도 일부 GEC 4220 시스템이 Telent에서 유지보수를 제공받았으며 2013년까지 일부 GEC 4310이 운영되었습니다.런던 지하철은 2022년에도 GEC 4190 시스템을 계속 사용한다.

핵

GEC 4000 시리즈의 하드웨어와 펌웨어에는 [3]Nucleus라고 불리는 선구적인 설비가 포함되어 있습니다.Nucleus는 운영체제 커널 내에서 보다 일반적으로 구현되는 많은 기능을 구현하므로 GEC 4000 시리즈 시스템에서 실행되는 운영체제는 이러한 기능 자체를 직접 제공할 필요가 없습니다.Nuclear 펌웨어는 시스템에서 실행되고 있는 어떤 코드로도 재프로그래밍할 수 없습니다.이 때문에, 시스템은 많은 시큐러티 애플리케이션에 특히 적합합니다.

Nuclear의 성능:[4]

4000 시스템에서 슈퍼바이저/특권/커널모드 코드를 실행하기 위한 프로비저닝은 없습니다.모든 운영체제시스템 코드는 프로세스로 실행됩니다.따라서 디바이스 드라이버, 파일시스템 코드 및 운영체제 커널에서 자주 볼 수 있는 기타 기능은 4000 시스템 프로세스에서 실행해야 합니다.여기에는 기본적으로 모든 프로세스가 그렇듯이 서로 액션으로부터 보호되고 각각의 주소 공간에서 모두 실행됩니다.

Nuclear는 시스템 테이블 세트로 구성되며, Nuclear의 동작을 변경할 필요가 있는 프로세스는 관련 시스템 테이블에 접근할 수 있다.이는 다른 프로세스의 상태를 직접 변경하는 프로세스, 메모리 세그먼트를 할당 및 삭제하는 프로세스, 다른 프로세스 간의 메시지 라우팅을 변경하거나 프로세스에 대한 I/O 디바이스 매핑을 변경할 수 있는 프로세스 등이 해당됩니다.일반적으로 시스템 테이블접근은 신뢰할 수 있는 프로세스가 비교적 적습니다.또한 프로세스의 로드, 메모리 할당 등 작업을 수행해야 하는 다른 프로세스는 해당 신뢰할 수 있는 프로세스에 메시지를 전달하고 이를 확인한 후 작업을 수행하고 응답합니다.

명령 집합

4000 시리즈에는 CISC 명령 세트가 있습니다.8비트 바이트, 빅 엔디안, 바이트 주소 지정 가능 메모리, 2의 보완 산술 및 16의 초과 64 부동 소수점 형식(IBM System/[5]360과 동일)이 있습니다.

4090 미만의 모델 번호는 16비트 프로세서이며, 4090 이상의 모델 번호는 16비트와 32비트가 혼재되어 있습니다.이는 프로그램에서 사용할 수 있는 포인터 크기와 관련이 있습니다.모든 시스템은 CST(Current Segment Table) 어드레싱으로 알려진 16비트포인터를 지원합니다32비트 시스템은 PAS(Paged Address Space) 어드레싱으로 알려진 32비트 포인터도 지원합니다.각 프로세스에는 프로그램이 액세스할 수 있는 시스템 메모리 세그먼트를 나열하는 PAST(Program Accessible Segment Table)가 있습니다.CST 어드레싱에서는 4개의 PAST 엔트리를 주소 0, 16KiB, 32KiB 및 48KiB로 매핑할 수 있으며 16비트/64KiB 주소 공간을 확보할 수 있습니다.64KiB 이상의 메모리를 사용하는 프로그램은 언제든지 필요한 PAST 엔트리를 4개의 CST 엔트리에 명시적으로 매핑해야 합니다.단, Nucleus는 다른 코드세그먼트를 자동으로 CST에 매핑합니다.PAS 어드레싱을 사용하면 프로그램은 주소 공간을 플랫한 32비트 주소 공간으로 표시할 수 있으며, 연속된 PAS 엔트리가 매회 표시됩니다.16KiB 및 Nuclear가 자동으로 PASS 엔트리 세그먼트 매핑을 수행합니다.32비트 시스템은 같은 프로세스에서 CST와 PAS 주소 지정을 혼재시킬 수 있습니다.32비트인 일부 PAS 주소 지정 명령을 제외하고 모든 명령의 폭은 16비트입니다.명령어는 CST 주소 공간에서만 실행할 수 있습니다.

32비트 A 레지스터는 메인 어큐뮬레이터 레지스터입니다.32비트 B 레지스터도 있습니다.이것은 A 레지스터와 함께 배정도 부동소수점 연산을 위한 64비트 BA 레지스터로 가장 일반적으로 사용됩니다.16비트 X 레지스터는 주로 어레이 인덱싱을 위해 사용되며, 16비트 포인터로서 2개의 16비트 Y, Z 레지스터가 사용된다.16비트 L 레지스터는 기능 로컬 데이터를 가리키며, G 레지스터는 항상 16비트 글로벌 포인터로 사용할 수 있는 0과 8비트, 16비트 또는 32비트 제로 값을 포함합니다.16비트 S(시퀀스) 레지스터는 따라야 할 다음 명령을 가리킵니다.8비트 EC 레지스터에는 상태 코드 비트가 포함되어 있습니다.(이 중 일부는 GEC 2050의 훨씬 단순한 명령 세트에 설명되어 있습니다.)읽기 전용 '키' 레지스터를 사용하면 프로그램이 조작 직원이 전면 패널 전환 스위치에 설정한 값을 읽을 수 있습니다.32비트 PAS 포인터 레지스터는 존재하지 않습니다.32비트 PAS 포인터는 16비트 CST 주소 공간의 메모리에 존재하며 16비트 포인터를 사용하여 액세스합니다.스택에 대한 명령 집합은 지원되지 않습니다.실행 중인 프로세스의 4개의 CST, 마스터 세그먼트 및 PAS 세그먼트, 시스템 테이블을 가리키는 하드웨어 세그먼트 레지스터와 같이 Nucleus가 사용하는 프로그램에 액세스할 수 없는 레지스터가 다수 있습니다.

명령어 세트에는 register-register, store-register, register-store 및 store-store를 조작하는 명령이 포함되어 있습니다.패턴을 저장, 복사, 비교 또는 스캔하는 다양한 길이의 문자열 조작 명령이 있습니다.다른 프로세스 또는 페리페럴디바이스로의 메시지 송신, 메시지 또는 인터럽트 수신, 프로세스에 액세스 가능한 다른 세그먼트를 가리키도록 CST 엔트리를 변경하는 등의 태스크에는 다수의 Nuclear 명령이 있습니다.

4080에는 2단계 명령 파이프라인이 있습니다.이는 4220의 4단계 파이프라인이 되며, 이는 시리즈 중 최고 성능을 발휘하는 시스템입니다.엔트리 레벨 415x 및 4x6x 시스템에는 1단계 파이프라인만 있습니다.

CPU의 정상 작동 모드를 전체 핵이라고 합니다.모든 시스템은 Basic Test라고 불리는 제한된 작동 모드도 지원합니다.Basic Test(기본 테스트) 모드에서는 Nucleus(핵)가 비활성화되고 I/O가 다르게 수행되며 단일 프로그램만 실행할 수 있으며 저장소의 하위 64KiB로 제한됩니다. 그러나 다른 모든 비핵 및 비PAS 명령은 정상적으로 작동합니다.이 모드는 Nucleus에서 필요한 시스템테이블을 셋업하기 위해 부트 중에 매우 초기에 사용되며, 그 후 Switch Full Nucleus 명령을 따릅니다.시스템이 Full Nucleus(완전핵)로 전환되면 전면 패널에서 오퍼레이터가 개입하지 않으면 기본 테스트 모드로 돌아갈 수 없으며, 실제로 실행 중이던 운영 체제가 중단됩니다.Basic Test 모드는 특정 테스트소프트웨어(따라서 이름)를 실행하기 위해서도 사용됩니다.

입력/출력

4000 I/O 설계는 IOP라고 불리는 다수의 입출력 프로세서를 기반으로 합니다.각 프로세서는 스토어와 I/O컨트롤러 세트 간에 인터페이스됩니다.IOP는 CPU의 Nucleus 기능에 의해 제어되지만 I/O 이벤트가 트리거되면 I/O가 완료될 때까지 CPU와의 상호 작용 없이 자동으로 작동합니다.표준 인터페이스 IOP는 각각 최대 255 또는 256의 동시 I/O 작업을 지원할 수 있습니다.각각 다른 방법으로 동작합니다.각 IOP의 I/O 컨트롤러는 동시에 처리해야 하는 I/O 작업 수에 따라 각각 하나 이상의 방법을 사용합니다.IOP는 각 Way의 메인스토어에 대한 액세스를 폴리싱하여 현재 Way가 수행하고 있는 I/O 작업에 대해 정의된 연속 메모리 위치에만 액세스할 수 있도록 합니다.이전의 IOP는 8비트 및 16비트의 와이드 스토어 액세스를 수행했으며, 최대 8개의 전송을 동시에 수행하는 버스트 모드를 통해 높은 스루풋 I/O 컨트롤러를 구현했습니다.이후 IOP는 32비트 와이드 스토어 액세스를 추가했습니다.

모든 시스템에는 IOP가 1개 이상 있습니다.4080에서는 이 최초의 IOP는 Basic Multiplexer Channel([6]BMC)이라고 불리며 4080 전면 패널에서는 CPU와 BMC를 모두 제어할 수 있습니다.엔트리 레벨 415x 및 4x6x 시스템은 첫 번째 IOP(Integrated Multiplexer Channel, IMC)를 Nuclear 펌웨어에 통합하고 있습니다.따라서 IMC에서의 I/O 조작은 CPU 퍼포먼스에 영향을 미쳤습니다.단, 4x6x 시스템에서는 외부 IOP가 추가될 가능성이 있습니다.4000 시리즈 Nucleum I/O 명령 및 시스템 테이블에서는 최대 8 IOP를 사용할 수 있지만 4000 시리즈 제품군의 대부분의 모델에는 하드웨어 제한이 있어 이를 줄일 수 있습니다.408x 시스템에는 4포트의 스토어가 있어 CPU와 첫 번째 IOP가 이들 중 하나를 공유하고 나머지 스토어 포트에 최대 3개의 추가 IOP를 접속할 수 있습니다(이러한 추가 스토어 포트는 4080 프로세서를 사용하여 판매된 구성은 아니지만).이후 모델에는 시스템에 장착할 수 있는 스토어 포트 보드의 수에 따라 더 많은 스토어 포트가 있었습니다.4190은 8개의 IOP를 모두 지원할 수 있으며, 4190D는 2개의 CPU로 8개의 IOP를 지원합니다.

일반적으로 사용되는 I/O컨트롤러에는 인터벌타이머, 시스템콘솔컨트롤러, 펀치테이프 리더와 펀치컨트롤러, 라인프린터컨트롤러(모두 싱글웨이 사용), 최대 4대의 드라이브를 제어하기 위한 다수의 SMD(및 이전 디스크버스 인터페이스), Pertec PPC 자기테이프 컨트롤러가 있습니다.o 4개의 "Tape Drive" 및 다수의 멀티포트 동기 및 비동기 시리얼 통신 컨트롤러(4~32 Way 사용).디지털 I/O 보드(4 Ways 사용)는 일반적으로 직접 프로세스 제어 인터페이스와 시스템 간의 빠른 병렬 링크를 제공하기 위해 사용되었습니다.CAMAC crate 컨트롤러도 사용할 수 있었습니다(이것 역시 프로세스 제어 인터페이스용으로 사용).이들 컨트롤러가 접속되어 있는 일반 인터페이스 버스는 [7]공개 인터페이스이며, 많은 고객이 독자적인 프로세스 제어 요건에 맞추어 독자적인 컨트롤러를 구축했습니다.이전의 GEC 2050 미니컴퓨터는 8비트 버전의 Normal Interface를 사용했으며 대부분의 I/O Controller는 양쪽 시스템에서 사용할 수 있었습니다.

1970년대에 설계 및 구축된 모든 IOP는 I/O Controller에 동일한 일반 인터페이스 버스를 제공했으며, 일반적으로 I/O Controller는 모든 I/O Controller에서 사용할 수 있었습니다.1980년대에는 보다 전문적인 IOP가 설계되었다.DMAD(Direct Memory Access Director) IOP를 통해 메인 메모리에 보다 자유롭게 접근할 수 있는 새로운 유형의 I/O 컨트롤러가 가능해져 보다 인텔리전트한 통신 컨트롤러를 설계할 수 있게 되었습니다.SCSI IOP는 보다 최신 디스크를 연결하기 위한 SCSI 버스를 생성하고 통합 인터벌 타이머, 시스템 콘솔 컨트롤러 및 캘린더 클럭을 포함하므로 이러한 기능만 지원하기 위해 추가 일반 인터페이스 IOP 및 별도의 컨트롤러가 필요하지 않습니다.

고객들.

GEC 4000시리즈 시스템의 사용자는 많은 영국 대학 물리학과 공학과, 유니버시티 칼리지 런던(유클리드)의 중심 컴퓨팅 서비스와 킬 대학교, JANET academic/research 네트워크 X.25교환 척추 Rutherford-Appleton Laboratory,[8]Daresbury 연구소, Harwell 연구소, NERC기상청, C을 포함했다ERNICI, British Telecom, SIP(이탈리아 통신사), Plesey.브리티시 스틸 코퍼레이션과 BHP 스틸은 압연 제철소를 실시간 제어하기 위해, 브리티시 레일 및 런던 지하철은 실시간 열차 스케줄링을 위해, 런던 소방대와 더럼 소방대는 지휘 및 통제 시스템을 위해 그것들을 사용했습니다.이 컴퓨터들은 Prestel ViewData 서비스를 포함한 전 세계 대부분의 국내 비디오텍스 시스템을 통제했다.

러더포드-애플턴 연구소에서는 1998년까지 ISIS 중성자 파쇄 선원에 사용된 싱크로트론과 인젝터를 제어하기 위해 GEC 4000 시스템이 사용되었다.

GEC 4080M은 불운한 님로드 AEW.3 공중조기경보기의 [9]레이더 시스템의 중앙처리장치로 사용되었다.

중앙전력발전위원회는 3개의 그리드 제어센터에서 GEC 4080 프로세서를 사용했습니다.GI74로 알려진 이들은 변전소에서 데이터를 수집하여 벽 다이어그램과 표 형식의 VDU에 표시하기 위해 사용되었습니다.

모델

GEC 4000 프로세서는 다음과 같은 다양한 종류가 생산되었습니다.

  • 4080: 코어 메모리 64~256KiB 탑재 1973년 오리지널 모델
  • 4082: 4080 (최대 1 MiB 메모리 탑재)
  • 4070: 메모리 인터리빙이 없는 엔트리 레벨 모델
  • 4085: 4082 (반도체 메모리 탑재)
  • 4060: AMD Am2900 비트슬라이스 프로세서를 탑재한 엔트리 레벨 모델
  • 4062/4065: 4060 (최대 1 MiB 메모리 지원)
  • 4080M: 콤팩트하고 견고한 4080 (군사용)
  • 4090: Am2900 기반, 32비트 주소 지정 확장 기능 및 최대 4MiB 메모리 탑재
  • 4190: 리비전 4090 (최대 16 MiB 메모리 탑재)
  • 4180: 4190의 저렴한 저속 버전(메모리 캐시, 고속 멀티플 유닛 없음)
  • 4060M: 콤팩트하고 견고한 4060 (군사용)
  • 4160: 4065 (4090 32비트 주소 지정 확장 기능 포함)
  • 4150: 데스크톱 4160
  • 4162: 고속 통신 컨트롤러용 DMAD IOP 탑재 4160
  • 4195: 콤팩트 4190
  • 4185: 4195의 저렴한 저속 버전(메모리 캐시 없음, 고속 멀티플 유닛 없음)
  • 4151: 랙마운트 4150
  • 4190D: 듀얼 프로세서 4190
  • 4193: 기본 표준 인터페이스 IOP를 SCSI IOP로 대체한 4195
  • 4220: 게이트 어레이 프로세서 테크놀로지를 사용하여 4190을 재실장
  • 4310: Motorola 88100 MVME187 기반의 시스템으로 GEC 4220을 에뮬레이트

소프트웨어

GEC 4000 시리즈에는, 다음과 같은 몇개의 operating system이 준비되어 있습니다.

사용 가능한 프로그래밍 언어로는 배비지(고수준 어셈블리 언어), FORTRAN IV, CORAL 66, ALGOL, APL 및 BASIC이 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Central Processor Unit Controls and Monitoring" (PDF). GEC 4000 Computer. December 1977. Retrieved 15 June 2009.
  2. ^ "Press Release: GEC Computers wins Queens Award" (PDF). 21 April 1979. Archived from the original (PDF) on 22 October 2019.
  3. ^ "Central Processor Unit Nucleus Manual" (PDF). GEC 4000 Computer. December 1977. Retrieved 15 June 2009.
  4. ^ P. J. 데닝, "ACM 총재의 서한: 컴퓨터 아키텍처: 아직 완성되지 않은 몇 가지 오래된 아이디어", ACM의 커뮤니케이션, 24(9), 1981, 553 페이지.
  5. ^ "Central Processor Unit Instruction Set (GEC 4080)" (PDF). GEC 4000 Computer. December 1977. Retrieved 15 June 2009.
  6. ^ "C.P.U. Basic Multiplexer Channel" (PDF). GEC 4000 Computer. December 1977. Retrieved 15 June 2009.
  7. ^ "User Hardware Handbook – Interfaces (GEC 4080)" (PDF). GEC 4000 Computer. April 1977. pp. 4–25. Retrieved 15 June 2009.
  8. ^ "The last of the British minis". Engineering Computing Newsletter. Retrieved 7 January 2017.
  9. ^ "BAe Nimrod AEW 3". spyflight.co.uk. Archived from the original on 2 May 2012. Retrieved 17 May 2009.

외부 링크