Serie SDS 9

Las computadoras de la serie SDS 9 son una línea compatible con versiones anteriores de computadoras transistorizadas producidas por Scientific Data Systems en las décadas de 1960 y 1970. Esta línea incluye las computadoras SDS 910 , SDS 920 , SDS 925 , SDS 930 , SDS 940 y SDS 945. La SDS 9300 es una extensión de la arquitectura 9xx. La SDS 92 de 1965 es un sistema de 12 bits incompatible construido utilizando circuitos integrados monolíticos .

Los modelos 910 y 920 se comercializaron por primera vez en agosto de 1962. El modelo 9300 se anunció en junio de 1963. ^[1] El modelo 925 y el modelo 930 se anunciaron en 1964. ^[1] El modelo 940 se anunció en 1965, ^[2] y el modelo 945 en 1968. ^[3]

La serie 9 fue reemplazada por la serie SDS Sigma .

Todos los sistemas son máquinas de dirección única de 24 bits . Los registros a los que puede acceder el programador son A (acumulador), B (extensión), X (índice) y P (contador de programa: 14 bits), además de un indicador de desbordamiento. El 9300 tiene tres registros de índice X1 a X3 que se pueden utilizar como registros base para permitir el acceso a la memoria por encima de 16 000 palabras. Los registros W e Y se utilizan para entrada y salida.

El espacio máximo de direcciones es de 2 ¹⁴ o 16 384 palabras (16 KW—64 K caracteres) en los modelos 910 y 920. Los modelos 9300 y 930 admiten hasta 32 K (128 K caracteres), y los modelos 940 y 945 admiten hasta 64 K (256 K caracteres), aunque el método para acceder a la memoria por encima de 16 K difiere.

Los datos de punto fijo son de 24 bits, complemento a dos y big-endian .

El punto flotante se implementa en software mediante "operadores programados", excepto en el SDS 9300 que tiene punto flotante de hardware. Todos los números de punto flotante se almacenan como palabras dobles de 48 bits. La precisión simple tiene una fracción con signo de 24 bits y un exponente con signo de 9 bits, la precisión doble tiene una fracción de 39 bits y un exponente de 9 bits. Tanto el exponente como la fracción se almacenan en formato de complemento a dos big-endian. Se supone que el punto binario está inmediatamente a la izquierda del bit de orden superior de la fracción. El valor del número es , donde F es la fracción y E es el exponente.F*2E

Los formatos de punto flotante son:

Punto flotante de doble precisión +-+-----------------------+ |±| Fracción | palabra de orden superior +-+-----------+-+---------+ | frac(cont) |±|exponente | palabra de orden inferior +--------------+-+---------+bit 0 1 2 5 3Palabra de orden superior: bit 0 signo de fracción bits 1-23 parte de orden superior de fracciónPalabra de orden bajo: bits 0-14 parte de orden inferior de fracción signo exponente bit 15 bits 16-23 exponente

Punto flotante de precisión simple +-+-----------------------+ |±| Fracción | palabra de orden superior +-+-----------+-+---------+ | no utilizado |±|exponente | palabra de orden bajo +--------------+-+---------+bit 0 1 2 5 3El formato es el mismo que el de doble precisión excepto que solo se utilizan 24 bits de fracción.

Para la generación de direcciones, la indexación , si se especifica, se realiza antes de la indirección . La palabra en la dirección indirecta efectiva se decodifica como si fuera una instrucción (excepto que se ignora el código de instrucción), lo que permite que una dirección indirecta también especifique indirección o indexación. Se permiten múltiples niveles de direccionamiento indirecto.

La función de operador programado permite que el campo de código de instrucción indique una llamada a un vector de direcciones de subrutina. El código de instrucción de seis bits permite hasta 64 operadores programados (octal 00 a 77). Si se establece el bit P , un código de instrucción de xx se trata como una llamada a la ubicación 1xx (octal). La ubicación de la instrucción POP se guarda en la ubicación cero. El bit cero de la ubicación cero se establece en el valor actual del indicador de desbordamiento y el indicador se reinicia. El bit 9 de la ubicación cero se establece en '1'b para indicar una dirección indirecta, lo que permite que la rutina del operador programado acceda indirectamente a los datos especificados en la dirección de la instrucción POP.

La memoria principal del 910 tiene entre 2048 y 16384 palabras de memoria de núcleo magnético con un tiempo de ciclo de 8 μs. Una instrucción de suma de punto fijo tarda 16 μs, una multiplicación de punto fijo tarda 248 μs. Dos interrupciones de hardware son estándar y hasta 896 más opcionales.

El formato de instrucciones para los sistemas 910 y 920 es el siguiente:

 +-+-+-+------+-+--------------+ |0|X|P|Código de operación|I| Dirección | +-+-+-+------+-+--------------+ 1 2bit 0 1 2 3 8 9 0 3Los bits 0-2 se denominan "etiqueta".El bit 0 siempre es cero.El bit 1 '1'b indica que se debe indexar la dirección del operando.El bit 2 '1'b indica que esta instrucción es un operador programado (POP).Los bits 3 a 8 son el código de instrucción o la identificación del operador programado.El bit 9 '1'b indica que la dirección del operando debe ser indirecta. (indexación previa a indirección), potencialmente recursiva.Los bits 10-23 contienen la dirección del operando.

El SDS 910 pesaba alrededor de 900 libras (410 kg). ^[4]

La memoria principal del 920 tiene entre 4096 y 16384 palabras de memoria de núcleo magnético. El tiempo de adición de punto fijo es el mismo que el del 910 (16 μs), pero la multiplicación de punto fijo es aproximadamente el doble de rápida, 128 μs. El 920 puede tener hasta 1024 interrupciones de prioridad.

El 920 pesaba alrededor de 1.000 libras (450 kg). ^[5]

El 930 ofrece un "sistema de extensión de memoria" que permite direccionar más de 16284 palabras. Se proporcionan dos "registros de memoria extendida" de 3 bits, llamados EM2 y EM3, que se pueden cargar con un valor que se utilizará como los tres bits de orden superior de la dirección efectiva. Las direcciones 00000 ₈ –17777 ₈ (las primeras 8192 palabras de memoria) siempre permanecen sin modificar. Si el dígito octal de orden superior de la dirección en la instrucción es dos, el contenido de EM2 reemplaza al dígito de orden superior en la dirección efectiva; cuando el dígito es tres, se utilizan los contenidos de EM3.

Para mantener la compatibilidad con modelos anteriores, cuando se inicia la computadora, el valor de EM2 se establece en 2 y el de EM3 en 3, lo que permite que los programas accedan a las primeras 16384 palabras de memoria. Estos registros pueden ser cargados por el programa.

El cargador de programas utiliza el bit de orden superior de la instrucción, ignorado por todos los modelos, como un indicador que indica que la instrucción que se está cargando actualmente debe ser reubicada.

La memoria 930 tiene un tiempo de ciclo de 1,75 μs. Una suma de punto fijo tarda 3,5 μs y una multiplicación de punto fijo, 7,0 μs. El sistema de interrupción prioritaria permite entre 2 y 38 interrupciones de entrada/salida y hasta 896 interrupciones del sistema.

El formato de instrucciones del sistema 930 es compatible con los sistemas anteriores, excepto por los bits utilizados para la memoria extendida:

 +-+-+-+------+-+--+----------+ |0|X|P|Código de operación|I|EM| Dirección | +-+-+-+------+-+--+----------+bit 0 1 2 3 3 9 11 1 2 01 2 3Los bits 10 y 11 especifican que no hay memoria extendida. (EM='00'b—hace referencia a las primeras 8K palabras de memoria)o anteponer el contenido de EM2 (EM='10'b) o EM3 (EM='11'b) para formar la dirección efectiva.

El modelo 940 añade modos de funcionamiento para admitir varios usuarios. El modo de funcionamiento de los modelos anteriores se denomina ahora modo normal . Un nuevo modo de monitorización limita el acceso a la entrada/salida y a ciertas instrucciones privilegiadas. Se utiliza un modo de usuario para ejecutar los programas de aplicación de los usuarios.

Se utiliza un conjunto de registros de mapas de memoria para mapear direcciones virtuales a físicas. Hay ocho registros de mapas de memoria, cada uno de los cuales mapea 2K palabras, para proporcionar un espacio de direcciones de 16K.

El formato de instrucción para el modo normal es el mismo que para el 930. El direccionamiento difiere entre el modo de usuario y el modo de monitor. ^{[6] : p.6}

Formato de instrucción del modo de usuario SDS 940: +-+-+-+------+-+---+---------+ |U|X|P|Código de operación|I|Blk| Dirección | +-+-+-+------+-+---+---------+bit 0 1 2 3 3 9 1 1 2 0 3 3El bit 0 se ignora en el modo de usuario a menos que la posición de bit 2 (P)Indica que este es un operador programado. En este caso, un '1'b en la posición de bit 0 indica que se trata de un "POP del sistema" o "SYSPOP", en lugar de un operador programado estándar.En el modo de usuario, las posiciones de bit 10 a 12 "constituyen un número de bloque de memoria virtual", es decir, especifican un registro de mapa de memoria, y los bits 13 a 23 "especifican una ubicación dentro del bloque de memoria virtual".El contenido del registro del mapa de memoria se antepone a los bits de instrucción 13 a 23 para formar la dirección efectiva.

El 940 accede a la memoria a través de un mapa de memoria ^{[nota 1]} para proporcionar memoria virtual . Los formatos de mapa difieren ligeramente entre un mapa de memoria de usuario y un mapa de memoria de monitor .

Para los programas que se ejecutan en modo de usuario, los tres bits de orden superior del campo de dirección de una instrucción sirven como índice para una matriz de ocho registros (R0-R7). ^{[nota 2]} Cada registro contiene un valor de 5 bits ( R _n ) que se antepone a los 11 bits de orden inferior del campo de dirección de la instrucción para formar la dirección física de 16 bits. Esto divide la memoria virtual de manera lógica en ocho bloques de 2048 palabras cada uno. Los registros permiten el acceso a 16K palabras en cualquier momento de un posible total de 32K palabras de memoria física. Un sexto bit ( P _n ) en cada registro indica un bloque de almacenamiento de solo lectura. R _n = 0 y P _n = 1 indican un bloque sin asignar, y cualquier referencia provoca una trampa . Los registros de mapa solo se pueden configurar en modo de monitor.

El mapa de memoria para el modo de monitor es similar. No hay bits P ; los equivalentes R ₀ –R ₅ , llamados M ₀ –M ₅ , contienen los valores de solo lectura 0–5, proporcionando acceso directo a las direcciones físicas 0–8K-1 (00000–17777 ₈ ). Para las direcciones en el rango 8K–12K-1 (20000–27777 ₈ ), se utiliza el registro de extensión de memoria EM2 para formar la dirección física como en el modo normal. Para las direcciones 12K–16K-1 (30000–37777 ₈ ), se utiliza el contenido de los registros del mapa de memoria M ₆ y M _{7 para formar la dirección.}

El monitor puede utilizar el mapa de memoria del monitor o el mapa de memoria del usuario, determinado por el valor del bit 0 de la instrucción. Esto permite al monitor acceder al espacio de direcciones del usuario.

En el modo de usuario, los operadores programados funcionan de la misma manera que en el modo normal, accediendo a las ubicaciones virtuales del usuario 100-177 ₈ . El 940 también incluye una función para ejecutar operadores programados del sistema (SYSPOPS) , que se utilizan para llamar a los servicios de monitorización. Cuando se encuentra un SYSPOP en el modo de usuario (los bits de instrucción 0 y 2 son '1'b), la computadora primero ingresa al modo de monitorización y luego accede al vector de instrucciones en la ubicación virtual (física) 100-177 ₈ del monitor .

El 945 es una actualización del sistema de tiempo compartido 940. Se anunció que podía "admitir hasta 24 usuarios simultáneos y hasta 64 usuarios autorizados". ^[3]

El subsistema de unidad de cinta MAGPAK 9446 y el cartucho de cinta 9401 asociado ^[7] fueron desarrollados por SDS para la serie SDS 900 y anunciados en mayo de 1964 ^[8] Cada unidad de unidad de cinta consta de dos unidades de cinta magnética controladas independientemente montadas en un panel estándar de 10½ pulgadas por 19 pulgadas. ^[9] Los datos se graban a 7,5 pulgadas por segundo y 1.400 bits por pulgada. ^[7] La ​​unidad de control de cinta 9448 conecta la unidad de unidad de cinta a cualquier sistema de la Serie 900. ^[7] El cartucho de cinta contiene aproximadamente 600 pies de cinta Mylar con dos pistas independientes, cada una con aproximadamente 1,5 millones de caracteres IBM (6 bits más paridad), lo que produce una capacidad de aproximadamente 4 millones de caracteres de seis bits por cartucho.

El sistema operativo principal de la línea, excluyendo los modelos 940 y 945, es el sistema operativo MONARCH . MONARCH es un sistema operativo por lotes de una sola tarea . Originalmente residía en cinta magnética , las versiones posteriores pueden residir en un disco magnético de cabezal por pista llamado Archivo RAD (Datos de acceso rápido). MONARCH no es un sistema ejecutivo , ya que los programas de aplicación tienen el control de todos los recursos de la computadora cuando se ejecutan. En cambio, es un monitor , que proporciona transición de trabajo a trabajo y servicios de soporte a las aplicaciones.

La rutina de monitorización acepta información de control que, entre otras cosas, puede incluir una solicitud para cargar y ejecutar una rutina estándar del sistema especificada. El monitor realiza sus funciones entre trabajos y no ejerce control sobre la ejecución de un programa una vez que se ha cargado dicho programa y el monitor le ha transferido el control.
...
La parte del monitor que permanece en la memoria central durante la ejecución del programa consta de la rutina de arranque del monitor y la tabla de asignación de unidades.

Otras rutinas estándar del sistema que se incluyen en el monitor son: ^[10]

• El cargador MONARCH
• La rutina de actualización de MONARCH
• Subrutinas de entrada/salida estándar
• El ensamblador Meta-Symbol
• Compilador FORTRAN II

En 1969 ya estaba disponible un compilador ALGOL 60. ^[11]

• Manual de referencia para SDS 910
• Manual de referencia para SDS 920
• Manual de referencia para SDS 925
• Manual de referencia para SDS 930
• Manual de referencia para SDS 940
• Manual de referencia para SDS 9300