Krátka prehliadka PDP-11, najvplyvnejšieho mikropočítača všetkých čias

saccade.com

Dá sa povedať, že história výpočtovej techniky sa delí na tri éry: históriu sálových počítačov, mikropočítačov a mikropočítačov. Mikropočítače predstavovali dôležitý most medzi prvými sálovými počítačmi a dnes všadeprítomnými mikropočítačmi. Toto je príbeh PDP-11, najvplyvnejšieho a najúspešnejšieho mikropočítača všetkých čias.

V súčasnosti sa mikropočítače používajú v rôznych aplikáciách. Slúžili ako ovládače komunikácie, ovládače prístrojov, veľké systémové procesory, stolné kalkulačky a procesory na zber údajov v reálnom čase. Ale tiež položili základy pre veľký pokrok v hardvérovom inžinierstve a významne prispeli k moderným operačným systémom, programovacím jazykom a interaktívnej výpočtovej technike, ako ich poznáme dnes.

V dnešnom počítačovom svete, kde na každom počítači beží nejaký variant systému Windows, Mac alebo Linux, je ťažké určiť, ktoré CPU sú pod operačným systémom. Ale boli časy, keď rozdiely v architektúre CPU boli veľkým problémom. PDP-11 pomáha vysvetliť, prečo je to tak.

PDP-11 bol predstavený v roku 1970, v čase, keď sa väčšina výpočtov vykonávala na drahých počítačoch GE, CDC a IBM, ku ktorým malo prístup len málo ľudí. Neexistovali žiadne notebooky, stolné počítače ani osobné počítače. Programovanie robilo niekoľko firiem, väčšinou montážne, COBOL a Fortran. Zadávanie prebiehalo na diernych štítkoch a programy prebiehali v neinteraktívnych skupinách.

Hoci prvý PDP-11 bol skromný, položil základ pre dobytie mikropočítačov, ktoré by umožnili ľahšiu dostupnosť novej generácie počítačov, čo v podstate znamenalo revolúciu vo výpočtovej technike. PDP-11 pomohla porodiť Operačný systém UNIX A programovací jazyk C. Výrazne to ovplyvní aj ďalšiu generáciu počítačových architektúr. Počas 22-ročnej životnosti PDP-11 – čo je na dnešné štandardy neslýchané obdobie – sa predalo viac ako 600 000 kusov PDP-11.

Prvé prototypy PDP-11 neboli príliš pôsobivé. Prvý PDP-11 11/20 stojí 20 000 dolárov, ale dodáva sa len s približne 4 kB RAM. Na skladovanie som použil papierovú pásku a mal som diaľkový ovládač tlačiarne ASR-33, ktorý tlačí 10 znakov za sekundu. Ale mal tiež pôsobivú 16-bitovú ortogonálnu architektúru, osem registrov, 65 KB adresného priestoru, 1,25 MHz čas cyklu a flexibilnú hardvérovú zbernicu UNIBUS, ktorá podporovala budúce periférie. Pre jeho tvorcu, spoločnosť Digital Equipment Corporation, to bola úspešná kombinácia.

READ  Ako si kúpiť Android TV Box bez škodlivého softvéru

Počiatočná implementácia PDP-11 zahŕňala riadenie prístrojového vybavenia v reálnom čase, automatizáciu závodu a spracovanie údajov. Keďže PDP-11 si získal povesť pre flexibilitu, programovateľnosť a cenovú dostupnosť, svoje využitie zaznamenal v systémoch riadenia semaforov, protiraketovej obrany Nike, riadenia letovej prevádzky, jadrových elektrární a výcvikových a komunikačných systémov námorných pilotov. Bola tiež priekopníkom v oblasti spracovania textu a údajov, ktoré dnes považujeme za samozrejmosť.

Účinok PDP-11 sa nápadne prejavuje v programovaní zostavy zariadenia.

Základy programovania v assembleri

Pred vynálezom jazykov na vysokej úrovni, ako sú Python, Java a Fortran, sa programovalo v jazyku symbolických inštrukcií. Programovanie v assembleri je možné vykonať s veľmi malou pamäťou RAM a úložným priestorom – ideálne pre prostredie v prvých dňoch výpočtovej techniky.

Assembler je nízkoúrovňový stredný formát, ktorý je konvertovaný do strojového jazyka, ktorý potom môže počítač spustiť priamo. Je to nenápadné, pretože priamo manipulujete s aspektmi počítačovej architektúry. Jednoducho povedané, programovanie zostavy presúva vaše dáta bajt po byte cez hardvérové ​​a pamäťové registre. Programovanie PDP-11 bolo odlišné v tom, že dizajn mikropočítača bol elegantný. Každý pokyn má svoje miesto a každý pokyn má zmysel.

16-bitový adresný priestor znamená, že každý register dokáže spracovať až 64 kB pamäte RAM, pričom najvyššie 4 kB je vyhradené pre vstup a výstup mapovaný do pamäte. PDP-11 dokáže spracovať celkom 128 kB pamäte RAM pomocou registračných klipov (viac o tom trochu). Takže aj keď sa systémy PDP-11 dodávali s iba 4 kB RAM, stále boli produktívne vďaka šikovnému využívaniu skorých programovacích techník.

program v assembleri

Najjednoduchšie je pochopiť tento koncept na príklade jednoduchého programu v assembleri PDP-11, o ktorom budeme diskutovať nižšie. Kľúčové slová začínajúce na „.“ Sú to pokyny k zhromaždeniu. .globl Exportujte štítok ako ikonu na prepojenie na použitie operačným systémom. .text Určuje začiatok segmentu kódu. .data Určuje začiatok samostatného segmentu údajov. Kľúčové slová končiace na „:“ sú taxonómie. Programovanie zostáv používa štítky na symbolickú manipuláciu s pamäťou. (Poznámka: s terminológiou PDP-11 a kódovaním, bez textu/komentára.)

READ  Dokončenie Roller Coaster Tycoon bude trvať 100 miliónov rokov
Kľúčové slová Preklad
.globl _main Exportujte označenie _main ako vstupný bod pre operačný systém
.text Začiatok inštrukčného bloku, kde sa nachádza kód len na čítanie
_hlavný: MOV VAL1, R0 Skopírujte hodnotu slova do pamäťového miesta VAL1 v registri 0
Pridajte 10 USD, R0 Pridajte 10 k hodnote v registri 0
MOV R0, VAL1 Skopírujte hodnotu v registri 0 do pamäťového miesta VAL1
_.údaje Začiatok segmentu údajov, kde sa údaje čítajú/zapisujú
VAL1: .slovo 100 dolárov Ponechajte si 2 bajty úložného priestoru na uloženie Val1, nakonfigurovaného na 100

Aj keď pre adresy v pamäti možno použiť číselné hodnoty, používanie štítkov namiesto kódovaných adries uľahčuje programovanie a umožňuje premiestnenie kódu v pamäti. To dáva operačnému systému flexibilitu pri spúšťaní kódu, čo zabezpečuje, že každý program je rýchly a efektívny.

Direktíva zberateľa údajov umiestňuje údaje do segmentu pamäte, ktorý je možné čítať a zapisovať. Pamäťová časť kódu je určená len na čítanie, aby sa predišlo chybám programovania, aby poškodili program a spôsobili zlyhania. Toto oddelenie inštrukcií a údajov na PDP-11 sa nazýva „rozdelenie inštrukcií a údajov“. Okrem pridania stability táto funkcia tiež zdvojnásobuje adresný priestor tým, že umožňuje 64 kB pre kód a 64 kB pre dáta – to sa v tom čase považovalo za veľkú inováciu. V súlade s tým mikropočítače X86 od Intelu hojne využívali sektory.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *