영국 전기 KDF9

English Electric KDF9
영국 전기 KDF9
개발자잉글리시 일렉트릭
제조원잉글리시 일렉트릭
시대2
발매일1964년; 58년 전 (연방)
출하된 유닛29
운영 체제COTAN, EGDON, Eldon 2, 타임셰어링 디렉터
CPU게르마늄 다이오드, 약 20,000개의 트랜지스터 및 약 2,000개의 트로이드 펄스 변압기로 구성된 변압기-결합 다이오드-트랜지스터 로직) @ 1MHz
기억48비트 코어 스토리지의 32,000워드(192,000바이트)
덩어리5.2 쇼트톤(4.7t)

KDF9은 영국의 초기 컴퓨터로서 잉글리시 일렉트릭에 의해 설계 및 제조되었습니다(1968년 International Computers Limited(ICL)에 합병되었습니다).첫 번째 기계는 1964년에 사용되기 시작했고 29대의 기계 중 마지막 기계는 1980년에 국립물리연구소에서 해체되었다.KDF9은 수학 및 과학 처리 분야를 위해 설계되어 거의 전적으로 사용되었습니다. 1967년에는 9개가 영국 대학과 [1]기술 대학에서 사용되었습니다.병렬로 개발된 KDF8은 상용 처리 워크로드를 목표로 했습니다.

KDF9은 프로그램을 별개의 가상 주소 공간으로 분리하기 위해 코어 메모리에 오프셋을 사용하여 멀티프로그래밍을 직접 지원하는 머신의 초기 예입니다.플랫폼용으로 개발된 운영체제는 스마트 터미널 서버 역할을 하는 PDP-8 머신을 통해 완전한 인터랙티브 사용을 제공하는 운영체제도 있습니다.많은 컴파일러가 사용 가능했는데, 특히 Algol 60용 컴파일러와 글로벌 최적화 컴파일러를 모두 사용할 수 있었습니다.

아키텍처

KDF9의 논리회로는 완전히 솔리드 스테이트였다.KDF9는 게르마늄 다이오드, 약 20,000개의 트랜지스터 및 약 2,000개의 트로이드 펄스 [2]변압기로 구성된 변압기-결합 다이오드-트랜지스터 로직을 사용했습니다.각 클럭 사이클에서 250ns, 500ns의 2개의 펄스를 전달하는 1MHz 클럭 상에서 동작했습니다.최대 구성에는 48비트 코어 스토리지(192,000바이트) 32,000개의 워드가 포함되어 있으며 사이클 타임은 6마이크로초입니다.각 단어에는 단일 48비트 정수 또는 부동소수점 숫자, 2개의 24비트 정수 또는 부동소수점 숫자, 6개의 8비트 명령 음절 또는 8개의 6비트 [3]문자를 포함할 수 있습니다.또한 정수 및 부동소수점 형식의 이중 워드(96비트) 숫자를 효율적으로 처리할 수 있는 프로비저닝도 제공되었습니다.그러나 바이트 또는 문자 주소 지정 기능이 없었기 때문에 비교에 의해 비숫자 작업이 어려움을 겪었습니다.표준 문자 집합은 Algol 60을 지향하는 Friden Flexowriter 종이 테이프 코드 버전이었고 Algol 첨자 10과 같은 특이한 문자를 포함했습니다.다만, 다른 I/O 디바이스 타입은, 각각 독자적인 서브셋을 실장했습니다.예를 들어, 종이 테이프에서 읽을 수 있는 모든 문자를 인쇄할 수 있는 것은 아닙니다.

레지스터

CPU 아키텍처는 3개의 레지스터 세트를 갖추고 있습니다.Nest는 16딥의 산술 레지스터 푸시다운스택이었고 SJNS(Subroutine Jump Nesting Store)는 유사한 리턴 주소 스택이었습니다.Q Store는 16개의 인덱스 레지스터로 구성되어 있으며 48비트는 각각 16비트의 카운터(C), 증분(I) 및 수정자(M) 부분으로 나뉩니다.메모리 참조 명령의 플래그는 주소가 Q Store의 M 부분에 의해 변경되어야 하는지 여부를 지정합니다.변경될 경우 C 부분은 1씩 감소해야 하는지, M 부분은 I 부분의 내용에 따라 증가해야 하는지 여부를 지정합니다.이것에 의해, 카운트 루프의 부호화가 매우 효율적으로 되었습니다.3개의 Nest 레벨과 1개의 SJNS 레벨이 운영체제인 Director용으로 예약되어 있어 명시적인 레지스터 저장 및 복원 없이 쇼트패스 인터럽트를 처리할 수 있습니다.그 결과 인터럽트 오버헤드는 3클럭 사이클에 불과했습니다.

명령 집합

지시문은 1음절, 2음절, 3음절이었다.주소 산술과 인덱스 갱신은 Q스토어에서 별도로 처리되었지만 대부분의 산술은 Nest의 상단에서 이루어졌으며 제로 주소, 1음절 명령을 사용했다.Q Store 처리 및 일부 메모리 참조 지시에서는 2글자를 사용했습니다.16비트 주소 오프셋, 대부분의 점프 명령 및 16비트 리터럴 로드 명령이 포함된 메모리 참조 명령은 모두 3글자를 사용했습니다.

고밀도 명령어 코딩과 레지스터 세트의 집중적인 사용은 스칼라 제품 및 다항식 내부 루프와 같은 공통 과학 코드에 필요한 저장소 액세스가 상대적으로 적다는 것을 의미했습니다.이는 상대적으로 느린 코어 사이클 시간을 상쇄하는 데 큰 도움이 되었습니다. KDF9은 훨씬 더 유명한 맨체스터/페란티 아틀라스 컴퓨터에 비해 약 3분의 1의 속도를 제공하지만 가격은 8배 더 비싸고 상업적으로 성공한 현대 모델인 맨체스터/페란티 아틀라스 컴퓨터에 비해 훨씬 낮습니다.

멀티프로그래밍(타임셰어링)

KDF9은 최초의 하드웨어 보안 멀티프로그래밍 시스템 중 하나였습니다.BA(Base Address) 레지스터와 NOL(Number of Locations) 레지스터에 의해 각각 자체 핵심 영역인 타임셰어링 디렉터(Timesharing Director)의 제어 하에 최대 4개의 프로그램을 동시에 실행할 수 있습니다.각 프로그램에는 스택과 Q스토어 레지스터의 자체 세트가 있어 해당 프로그램이 디스패치되었을 때 활성화되었기 때문에 컨텍스트 전환이 매우 효율적이었다.

각 프로그램은 하드웨어 I/O 디바이스를 직접 구동할 수 있지만 하드웨어 체크에 의해 디렉터가 할당한 것으로 제한됩니다.할당되지 않은 디바이스를 사용하려고 하면 에러 인터럽트가 발생.Nest 또는 SJNS를 과도하게 채우거나(또는 과도하게 제외) NOL 레지스터에 지정된 주소보다 높은 주소로 스토리지에 액세스하려고 하면 이와 유사한 인터럽트가 발생했습니다.다소 다른 점은 Lock-O 인터럽트입니다.이것은 I/O 디바이스에서 현재 사용되고 있는 스토어 영역에 액세스하려고 했기 때문에 DMA 버퍼에 대한 접근을 하드웨어 상호 배제한 것입니다.프로그램이 록아웃 시 차단되거나 I/O 전송이 종료될 때까지 자발적으로 대기함으로써 프로그램이 중단되고 디렉터가 차단되지 않은 최우선 프로그램으로 전환되었습니다.Lock-Out이 클리어되거나 대기 중인 전송이 종료되어 담당 프로그램이 현재 실행 중인 프로그램보다 우선순위가 높을 경우 I/O Control(IOC) 장치가 중단되어 컨텍스트 전환이 즉시 허용되었습니다.IOC는 또한 우선순위가 높은 프로그램이 우선순위가 낮은 프로그램에 의해 비지 상태가 되는 장치를 기다리는 우선 순위 반전을 피하기 위한 규정을 마련했으며, 이 경우 별도의 인터럽트를 요청했습니다.

리즈 대학의 Eldon[4] 2와 UKAEA Culham Laboratories가 글래스고 대학의 협력으로 개발한 COTAN을 포함한 이후 운영 체제는 터미널을 처리하기 위한 PDP-8 프런트 엔드를 갖춘 완전한 인터랙티브 멀티 액세스 시스템이었다.

키즈그로브와 휘트스톤 알골 60 컴파일러는 동급 최초의 컴파일러 중 하나였다.Kidsgrove 컴파일러는 최적화를 강조했고, Whetstone 컴파일러는 디버깅을 목적으로 한 해석 객체 코드를 생성했습니다.Brian Wichmann이 프로그램 동작에 대한 통계를 얻음으로써 과학적 [5]계산을 위한 Whetstone 벤치마크를 이끌어냈고, 이는 다시 비수치 워크로드에 [6]대한 Drystone 벤치마크를 영감을 주었다.

추억

기계 코드 순서는 공식적으로 음절 8진법[7]('슬롭-옥탈' 또는 '슬롭'[8][9] 표기법으로도 알려져 있음)의 형태로 작성되었습니다.8비트를 3자리 옥타진수로 나타내는데 첫 번째 숫자는 최상위2비트만 나타내고 나머지 2개의 그룹은 각각3비트씩을 나타냅니다.비록 '바이트'라는 단어는 IBM 7030 Stretch의 디자이너들에 의해 8비트 그룹으로 만들어졌지만, 아직 잘 알려지지 않았고, 잉글리시 일렉트릭은 현재 바이트라고 불리는 것을 'sylable'이라는 단어를 사용했다.

잉글리시 일렉트릭(English Electric) 내에서, 그 전신인 DEUCE는 GIP(General Interpreterptive Program)에 기반한 잘 사용되는 매트릭스 체계를 가지고 있었다.밸브 기계의 신뢰성이 떨어짐에 따라 매트릭스 연산의 [nb 1]오류를 검출하기 위한 합계 체크 메커니즘이 포함되었습니다.이 스킴에서는 고정 소수점 산술 하드웨어를 사용하여 블록 부동 소수점을 사용했습니다.이 하드웨어에서는 합계 체크가 정밀했습니다.그러나 KDF9에서 해당 체계가 구현되었을 때, 그것은 제한된 수학적 분석만을 가진 새로운 개념인 부동 소수점을 사용했다.합계 체크가 더 이상 정밀하지 않고 사용 가능한 체크를 제공하기 위해 프로젝트가 확립되었음을 금방 알 수 있었습니다(부동 소수점(A + B) + C는 A + (B + C)와 반드시 같지 않습니다). 즉, + 연산은 연관성이 없습니다).그러나 얼마 지나지 않아 트랜지스터 기계의 오류율은 문제가 되지 않았고, 올바르게 작동하거나 전혀 작동하지 않는다는 것이 인식되었습니다.결과적으로, 합계 수표의 개념은 포기되었다.초기 매트릭스 패키지는 이후에 개발된 보다 공식적인 테스트 패키지에 훨씬 앞서 장시간의 성능 검사를 생성할 수 있었기 때문에 매우 유용한 시스템 테스트 도구임이 입증되었습니다.

KDF9은 프로젝트 KD9(Kidsgrove Development 9)로 개발되었으며, 이 명칭의 'F'는 출시 시점에 머신의 이름을 무엇으로 할지에 대해 길고 지루한 논의를 거쳐 당시 회장이 제공했다는 전설이 있습니다. "F라고 불러도 상관없습니다."사실은 좀 더 평범합니다.이 이름은 마케팅 [10]매니저에 의해 본질적으로 무작위로 선택되었습니다.(상업용 컴퓨터의 병행 개발 및 사용에 대해서는 KDF8도 참조).

EGDON 운영체제는 UKAEA Winfrith로 가는 것이었기 때문에 그렇게 이름 붙여졌다: Thomas Hardy의 저서 The Return of the Native Winfrith Heath에서는 EGDON Heath라고 불린다. EGDON Fortran은 리즈 대학의 컴퓨터가 엘든 예배당에 있었기 때문에 그렇게 이름 붙여졌다.

물리적.

이 기계의 무게는 10,300파운드 (5.2 쇼트톤; 4.7톤) 이상이었다.인터럽트 타자기 300파운드(136kg), 메인 스토어 및 입출력 컨트롤 유닛 3,500(1,587kg), 산술 및 메인 컨트롤 유닛 3,500(1,587kg), 전원 유닛 3,000(1,360kg)[11]을 갖춘 컨트롤 데스크.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 매트릭스의 일부 또는 전부를 실수로 덮어쓸 경우, 합계 체크는 프로그래밍 오류에 대해서도 충분히 보호됩니다.

레퍼런스

  1. ^ Roberts, Goronwy (1967-03-06). "Computers". Hansard. UK Parliament. HC. Retrieved 2017-07-08.
  2. ^ "KDF9 컴퓨터 - 30년 전"
  3. ^ English Electric KDF9: Very high speed data processing system for Commerce, Industry, Science (PDF) (Product flyer). English Electric. c. 1961. Publication No. DP/103. 096320WP/RP0961. Archived (PDF) from the original on 2020-07-27. Retrieved 2020-07-27.
  4. ^ David Holdsworth (Winter 2009–10). "KDF9 Time Sharing: Eldon 2 is not EGDON!". Computer RESURRECTION – issue 49. Computer Conservation Society. Retrieved 2010-10-03.
  5. ^ Curnow, H. J. 및 Wichman, B. A. "합성 벤치마크" 컴퓨터 저널, 제19권, 제1호, 1976년 2월, 페이지 43-49.
  6. ^ Weiss, Alan. "Dhrystone Benchmark: History, Analysis, "Scores" and Recommendations" (PDF).
  7. ^ Director - Manual (PDF) (Flowchart). English Electric. c. 1960s. Archived (PDF) from the original on 2020-07-27. Retrieved 2020-07-27. (NB. sylabic octal이라는 용어를 언급)
  8. ^ Beard, Bob (Autumn 1997) [1996-10-01]. "The KDF9 Computer — 30 Years On" (PDF). Resurrection - The Bulletin of the Computer Conservation Society. No. 18. Computer Conservation Society (CCS). pp. 7–15 [9, 11]. ISSN 0958-7403. Archived (PDF) from the original on 2020-07-27. Retrieved 2020-07-27. [1] (NB).이것은 1996-10-01년 영국 맨체스터의 과학 산업 박물관에서 노스웨스트 그룹 오브 더 소사이어티 강연의 편집본입니다.'슬랍'과 '슬롭 옥탈'은 '슬랍 옥탈'에 해당된다.
  9. ^ "Architecture of the English Electric KDF9 computer" (PDF). Version 1. Computer Conservation Society (CCS). September 2009. CCS-N4X2. Archived (PDF) from the original on 2020-07-27. Retrieved 2020-07-27. (NB. 베어드의 1997년 기사를 참조합니다.)
  10. ^ a b "(re)Introducing the KDF9". www.findlayw.plus.com. Retrieved 2020-12-27.
  11. ^ "English Electric Selling the Computer Revolution Computer History Museum". www.computerhistory.org. p. 27.

외부 링크