モンロボットXI

モンロー計算機マークXI（またはモンロボットXI ）は、 1960年にリトン工業のモンロー計算機部門によって導入された汎用のプログラム内蔵型 電子デジタルコンピュータである。このシステムは「主に請求書作成と請求書作成用」として販売されたが、低レベルの科学計算にも使用できた。^{[1] [2] : 6B（24）}

このコンピュータは、すべてのデータが中央の回転ドラム磁気メモリを通過するという珍しいアーキテクチャを採用していました。これにより、低速パフォーマンスというトレードオフはあるものの、ハードウェア コストは低く抑えられました。このマシンは、中小企業に適したエントリー レベルのコンピュータとして販売されました。

1960年5月に発表されたとき、^[3] Monrobot XIは24,500ドルで販売されました。MonrobotはMonrobot IXやMonrobot MUなど、このファミリーの他のコンピュータシステムも販売していましたが、Monrobot XIが最も人気のあるモデルだったようです。^[1]

1961年3月、アメリカ陸軍は7台が製造されたと報告した^[4]。1961年11月、価格は変更されず、リース料は月額700ドルとなった^{[5] 。}

1966年までに、現場には約350台のマシンが存在していました。2013年には、現存するマシンは存在しないと考えられていました。^[6]しかし、2021年にノースカロライナ州のコレクターが、付属アイテム、マニュアル、テーププログラムとともに、完全なモンロボットを6台所有していることを明らかにしました。^[要出典]

必要最低限​​の機能を備えた Monrobot XI は、長さ、幅、高さともに普通のスチール製デスクに似ており、その上に普通のタイプライターと、表示灯とスイッチを備えたパン箱ほどの大きさのコントロール パネルが置かれていた。基本構成では、機械で読み取り可能なデータ メディア周辺機器は紙テープリーダーとパンチだけだった。 ^[1]重量は 375 ポンド (170 kg) で、^{[4] [2] : 6B (24)}の供給元はこれを「ポータブル」と称した。^[7]従来の主電源ライン (15 A、110 V、60 cpsサービス) とトースターの約半分の電力 (850 W) を使用して、周囲温度110 °F (43 °C)で ±25% の電圧マージンを許容する空調室の外で動作可能だった。^{[7] [2] : 6B (24)}

これまでに作られたほぼすべての電子デジタルコンピュータとは異なり、初期の^[3]マシンであるMonrobot XIは、ランダムアクセスメモリ（RAM）をまったく持たないコンピュータの小さなファミリの1つでした。RAMは、すべてのメモリワードに等しく高速にアクセスできる代替技術でした。導入された当時でも、電子デジタルコンピュータがRAMに磁気コアメモリを使用することは珍しくありませんでした。その価格（ビットあたり）は、最終的には1950年代初頭の1ドル以上から1960年代半ばには約0.20ドルにまで 下がりました^{[8] 。}

代わりに、マシンのコストを非常に低く抑えるために、モノロボット XI は、磁気ドラムメモリと呼ばれる電気機械式可動装置を介して、ワードが順番に定期的にのみアクセスできる形式のメモリを使用しました。したがって、理想的なデータテープは有限の長さで端から端まで結合され、最終的に並列に 32 回複製されるという点を除けば、物理的にはコンピューターサイエンスの理論上のチューリングマシンに似ています。 ^[要出典]マクロな可動部品に排他的に依存することから生じるメモリアクセスの長い待ち時間により、モノロボット XI は、論理機能に非機械式電子機器を使用しているにもかかわらず、 ^[不明瞭]非常に低速で動作しました。

モノロボット XI は、世界初の量産コンピュータであった IBM 650の近代化（ソリッドステート）低コスト版と考えるのが適切かもしれません。IBM 650 は月額 3,250 ドルでリースされ^[9]、1954 年から 1958 年の間に約 800 台が製造されました。1962 年までに、合計 2,000 台のコンピュータが存在していました。IBM 650 とモノロボット XI はどちらも主記憶装置に磁気ドラムを使用していましたが、前者は電子部品に真空管と2 進数コード（トランジスタと 2 進数コードではなく）を使用していました。

すべての入出力は直接プログラム制御により、一度に1文字ずつ実行された。一度にアクティブにできる入力デバイスは1つだけであるが、1～3つの出力デバイスが同時に同期して動作することができる。^{[10] : 35}

Monrobot XI の書き換え可能な永続的 (「不揮発性」) メモリは、32ビットの 1,024 ワードを格納する回転磁気ドラムで構成され、各ワードには単一の整数、または 0 アドレスまたは単一アドレスの命令のペアを記録できます。平均アクセス時間が 6ミリ秒(ms) であるのは、ドラムが 11.7 ミリ秒ごとに 1 回転する (5,124 rpmで回転する) という事実から導き出されました。^{[10] : 10}中央処理装置 (CPU)の 8 つの「高速」レジスタも、物理的にはドラム上の 2 つの専用トラックに存在していましたが、16 回複製されているため (ドラムの周囲に 16 倍の数の読み取り/書き込みヘッドが分散)、永続的メモリの大部分よりも 16 倍の速度で読み取りまたは書き込みを行うことができました。^{[10] : 12}

ドラムは電源が入っている限りずっと回転し続けるため、そのうなり音は容易に聞こえた。キャビネットの側面または背面にある穴あき金属スクリーンは取り外すことができ、複数の固定磁気読み取り/書き込みヘッドに囲まれた赤褐色の酸化鉄コーティングされたドラムを直接見ることができる。磁気ヘッドは磁気面から一定の距離にしっかりと取り付けられており、「フライング ヘッド」技術は使用されていないため、ほこりから保護するための特別な対策は講じられていない。ドラムの直径は約 6 インチ (150 mm) であった。

コントロールパネルのネオンランプと、後期のバージョンで出力表示に使用された10～30本の青緑色のEL 真空管を除けば、電子部品には383個のトランジスタ（ほとんどが2N412）と2,300個のダイオード（ほとんどが1N636）などの個別の固体部品のみが使用されていました。^[1]演算装置だけで190個のトランジスタと1,675個のダイオードが使用されていました。[ ^1]この驚くほど少ないアクティブ部品数（383）は、1948年に製造された世界初のプログラム内蔵型チューリング完全なコンピュータであるマンチェスターベイビー（250個）とわずかに異なる数で、ハンドヘルド携帯電話に使用されている現代のマイクロプロセッサに使用されている数十億個のトランジスタとは際立った違いがあります。部品数の少なさは、ビットの多重化を実現するために電子スイッチを追加するのではなく、回転ドラムの回転角度との同期を利用した低速の電気機械式メモリの主な利点でした。比較すると、インテルの最初の（1971 年）マイクロプロセッサである 4 ビットのIntel 4004でも、モノリシック設計に約 2,300 個のトランジスタが必要でした。

構造にはプラグ可能なプリント基板が使用され、主な修理方法として欠陥のあるモジュールの部分的な交換が可能になりました。これは、モノロボット XI で使用されるより現代的なトランジスタに進歩する以前、比較的信頼性の低い真空管が能動部品として使用されていた時代に開拓された電子機器構造の伝統を継承したものです。常にソケットに差し込まれていた真空管とは異なり、個別のトランジスタは恒久的にはんだ付けされることがよくありました。

演算装置は、2進数システムを使用して計算を実行し、機械語プログラミングでは16進数（プログラマーズマニュアルでは「6進数」と呼ばれる）を使用し、^{[10] : 3}、{0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、S、T、U、V、W、X}という珍しい文字セットを採用しました。^{[10] : 3} 32ビット固定小数点整数の加算には3〜9ミリ秒（ms）、乗算には28〜34ミリ秒かかりました。この長い期間は、2つのオペランドの2番目の値を取得するために、レジスタではなく永続的なメモリ位置にアクセスする平均レイテンシ（6ms）を反映しています。^[1]

除算（500 ミリ秒）とより高度な浮動小数点関数はソフトウェアで実装されました。^[1]高度な組み込み数学関数には、平方根、対数、逆対数（小数点と自然数の両方）、および三角関数（度またはラジアン）が含まれます。合計27のマシンオペコード命令が定義されました。1,023ワードのメモリのアドレス指定には10ビットが割り当てられました。^{[10] : 88}オプションで2,048ワードのドラムをインストールでき、2つの追加アドレスビットを介してアドレス指定できます。^{[10] : 88}このシステムは、メーカーの伝統に沿って、多くの点で高度なプログラム可能な計算機として提供されました。単純なサブルーチンの呼び出しと戻りがサポートされ、オペランドの自動インクリメントもサポートされていました。

すべてのデータフローは中央データストアに出入りするため、システムクロックとすべてのタイミングはストレージドラムの回転と同期していました。[ 10 ^{] : 12, 72  [2] : 6B (24)}プログラムは、ドラムの回転のタイミングと命令とデータの物理的な位置を慎重に考慮することで、最大速度になるように手動で最適化することができました。^{[10] : 72–74}

コンピュータは、QUIKOMP と呼ばれるアセンブリ言語システムを使用してプログラムできましたが、その単純な機械語命令セットと遅い動作速度のため、多くのプログラマーは数値オペコードで直接コーディングするようになりました。数値オペコードとデータコードを覚えるのに役立つリファレンスカードが用意されていました。コントロールパネル上のビットは、16 (MSB、左端) から 1 (LSB、右端) まで独特の番号が付けられていましたが、プログラマーのマニュアルでは、より標準的な方法で 15 から 0 まで番号が付けられていました。^{[10] : 2、6}

最小限のローダープログラムには、1 台のマシンで複数のユーザーをサポートする機能はありませんでした。複数のユーザーを経済的にサポートするには、時間のかかる手動データ入力をオフラインで実行し、複数の別々のキー パンチ紙テープマシン (「アド パンチ」マシンと呼ばれる) を使用します。これらのマシンの数値専用キーボードは、機械式卓上計算機をわずかに改造したものです。機械式計算機スタイルのキーボードは10 進数(基数 10) のコードしか生成できないため、実際の処理は 2 進数で行われていましたが、数値オペコードは 10 進数で指定されていました。

パンチ テープはオフラインでも編集やコピーが可能で、特殊な粘着テープと位置合わせジグを使用してテープを接合できます。経験豊富なプログラマーは、すぐにパンチ ペーパー テープから数値コードを視覚的に読み取る方法を学びました。「パンチ追加」テープが校正され修正されると、紙テープ リーダーを介して Monrobot XI にロードして実行およびデバッグする準備が整いました。

コンソール端末は、通常、IBM タイプライターを改造したものだった。オプションとして、頑丈なフレキソライターがあったが、これは、特に重いキャリッジが新しい印刷行の先頭に強制的に戻るときに、機械全体をガタガタと揺らした。出力は、タイププリンターでタイプされた印刷用紙、または穴が開けられた油紙テープによって行われた。基本構成には、オプションで 80 列の穴あきカードリーダー/パンチを追加できた。

コントロールパネルには、主にトラブルシューティングや診断の目的で、1つの16ビットレジスタを表示できます。^{[10] : 62–65}コントロールパネルは、デバッグやトラブルシューティングのために、プロセッサをシングルステップ実行、停止、または起動するためにも使用できます。^{[10] : 70}より高度な技術的なトラブルシューティングのために、オシロスコープを接続するための設備もありました。^{[10] : 70}

8つの異なるコントロールパネル「センススイッチ」を使用して、実行中のプログラムに単純なデータを入力したり、ソフトウェアの制御下でプログラム操作のさまざまなモードを選択したりできます。^{[10] ：53–55}

2001年に放送されたアニメテレビシリーズ『フューチュラマ』のエピソードでは、20世紀半ばのセックスシンボル、マリリン・モンローに似た「マリリン・モンロボット」という人型ロボットが、エピソード出演者が鑑賞した映画内のキャラクターとして登場した。

• Monorobot XIの詳細な技術仕様
• ギュンター・シューベルト著『Digitale Kleinrechner』の 75 ページ (Monrobot XI について) (Springer-Verlag、2013 年 3 月 13 日)
• ドナルド・O・カセリ著「Monrobot XI コンピュータの簡潔な歴史」の表紙、2011 年 5 月 15 日
• ジョン・マンによる、1970年代にオーストラリアのメルボルンにあるスコッチ・カレッジでモノロボットXIが使用された様子を描いた回想録（2007年3月15日）
• Monrobot XI コントロールパネルの写真
• Monrobot XI QUIKOMPリファレンスカードの写真
• 「モンロボットXI」（PDF）。アウアーバッハ標準 EDP レポート。6 : 715–804。
• Monrobot XI プログラム マニュアル。1964 年。
• 「Monrobot XI コンピュータ」。www.dopecc.net。
• ヴィンテージ コンピュータ フェスティバル イースト 7.0 (2011 年 5 月 15 日) での講演ビデオ - 「Monrobot XI コンピュータの冒険」 - Don Caselli

• Monrobot XI データシート (販促資料)
• Monrobot XI テキスト（販促資料）
• Monrobot XI関連資料（販促資料・マニュアル）