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SDS 9 シリーズコンピュータは、1960 年代と 1970 年代にScientific Data Systemsが製造したトランジスタ コンピュータの下位互換性のあるラインです。このラインには、 SDS 910、SDS 920、SDS 925、SDS 930、SDS 940、およびSDS 945が含まれます。SDS 9300 は、 9xx アーキテクチャの拡張です。1965 年のSDS 92 は、モノリシック集積回路を使用して構築された互換性のない 12 ビット システムです。
910と920は1962年8月に初めて出荷されました。9300は1963年6月に発表されました。[1] 925と930は1964年に発表されました。[1] 940は1965年に発表され、[2] 945は1968年に発表されました。 [3]
9シリーズはSDSシグマシリーズに置き換えられました。
一般的な説明
すべてのシステムは24 ビットのシングル アドレス マシンです。プログラマがアクセスできるレジスタは、A (アキュムレータ)、B (拡張)、X (インデックス)、P (プログラム カウンタ - 14 ビット)、およびオーバーフロー インジケータです。9300 には、16K ワードを超えるメモリにアクセスするためのベース レジスタとして使用できる 3 つのインデックス レジスタ X1 から X3 があります。Wレジスタと Y レジスタは、入出力に使用されます。
910 および 920 の最大アドレス空間は 2 14または 16,384 ワード (16 KW - 64 K 文字) です。9300 および 930 は最大 32K (128 K 文字) をサポートし、940 および 945 は最大 64K (256 K 文字) をサポートしますが、16K を超えるメモリにアクセスする方法は異なります。
データ形式
固定小数点データは 24 ビット、2 の補数、ビッグ エンディアンです。
浮動小数点は、ハードウェア浮動小数点を持つ SDS 9300 を除き、「プログラムされた演算子」を使用してソフトウェアで実装されます。すべての浮動小数点数は、48 ビットのダブルワードとして格納されます。単精度は 24 ビットの符号付き小数点と 9 ビットの符号付き指数を持ち、倍精度は 39 ビットの小数点と 9 ビットの指数を持ちます。指数と小数点は両方ともビッグエンディアンの 2 の補数形式で格納されます。2 進小数は、小数の上位ビットのすぐ左にあると想定されます。数値は で、Fは小数点、Eは指数です。
F*2E
浮動小数点形式は次のとおりです。
倍精度浮動小数点
+-+-----------------------+
|±| 分数 | 上位ワード
+-+-----------+-+---------+
| frac(cont) |±|指数 | 下位ワード
+-------------+-+---------+
ビット 0 1 2
5 3
上位ワード:
ビット 0 小数点
ビット 1-23 小数の上位部分
下位語:
ビット 0-14 小数の下位部分
ビット 15 指数符号
ビット16-23 指数
単精度浮動小数点
+-+-----------------------+
|±| 分数 | 上位ワード
+-+-----------+-+---------+
| 未使用 |±|指数 | 下位ワード
+-------------+-+---------+
ビット 0 1 2
5 3
形式は、小数部の 24 ビットのみが使用されることを除いて、倍精度と同じです。
アドレス生成
アドレス生成では、インデックス付けが指定されている場合は、間接指定の前に実行されます。有効な間接アドレスのワードは、命令であるかのようにデコードされ (命令コードは無視されます)、間接アドレスで間接指定またはインデックス付けを指定することもできます。複数レベルの間接アドレス指定が許可されます。
プログラムされた演算子
プログラム演算子機能により、命令コード フィールドでサブルーチン アドレスのベクトルへの呼び出しを示すことができます。6 ビットの命令コードでは、最大 64 個のプログラム演算子 (8 進数 00 から 77) を使用できます。P ビットが設定されている場合、 xx の命令コードは、位置 1xx (8 進数) への呼び出しとして扱われます。POP 命令の位置は位置 0 に保存されます。位置 0 のビット 0 は、オーバーフロー インジケーターの現在の値に設定され、インジケーターはリセットされます。位置 0 のビット 9 は間接アドレスを示すために '1'b に設定され、プログラム演算子ルーチンが POP 命令のアドレスで指定されたデータに間接的にアクセスできるようにします。
安全データシート910
910 のメイン メモリは、2048 ～ 16384 ワードの磁気コア メモリで、サイクル時間は 8 μs です。固定小数点加算命令には 16 μs、固定小数点乗算には 248 μs かかります。2 つのハードウェア割り込みが標準で、オプションで最大 896 個まで追加できます。
910 および 920 システムの命令形式は次のとおりです。
+-+-+-+------+-+--------------+
|0|X|P|オペコード|I| アドレス|
+-+-+-+------+-+--------------+
1 2
ビット 0 1 2 3 8 9 0 3
ビット0～2は「タグ」と呼ばれます
ビット 0 は常にゼロです。
ビット 1 '1'b は、オペランド アドレスがインデックス付けされることを示します。
ビット2 '1'bは、この命令が
プログラム演算子 (POP) です。
ビット 3 ～ 8 は命令コードまたはプログラムされたオペレータ ID です。
ビット9 '1'bはオペランドアドレスが間接的であることを示す
(間接指定に先行するインデックス)、潜在的に再帰的。
ビット 10 ～ 23 にはオペランド アドレスが含まれます。
SDS 910の重量は約900ポンド（410kg）でした。[4]
安全データシート920
920 のメイン メモリは、4096 ～ 16384 ワードの磁気コア メモリです。固定小数点加算時間は 910 と同じです (16 μs) が、固定小数点乗算は 128 μs と約 2 倍高速です。920 は最大 1024 の優先割り込みを持つことができます。
920の重量は約1,000ポンド（450kg）でした。[5]
安全データシート930
930 は、16284 ワードを超えるアドレス指定を可能にする「メモリ拡張システム」を提供します。EM2 および EM3 と呼ばれる 2 つの 3 ビット「拡張メモリ レジスタ」が提供され、有効アドレスの上位 3 ビットとして使用する値をロードできます。アドレス 00000 8 ～ 17777 8 (メモリの最初の 8192 ワード) は常に変更されません。命令のアドレスの上位 8 進数が 2 の場合、EM2 の内容が有効アドレスの上位桁に置き換えられます。上位桁が 3 の場合は、EM3 の内容が使用されます。
以前のモデルとの互換性を保つために、コンピュータの起動時に EM2 の値は 2 に設定され、EM3 の値は 3 に設定され、プログラムはメモリの最初の 16384 ワードをアドレス指定できるようになります。これらのレジスタはプログラムによってロードできます。
プログラム ローダーは、すべてのモデルで無視される命令の上位ビットを、現在ロードされている命令が再配置されることを示すフラグとして使用します。
930 メモリのサイクル時間は 1.75 μs です。固定小数点加算には 3.5 μs、固定小数点乗算には 7.0 μs かかります。優先割り込みシステムでは、2 ～ 38 個の入出力割り込みと最大 896 個のシステム割り込みが可能です。
930 システムの命令フォーマットは、拡張メモリに使用されるビットを除いて、以前のシステムと互換性があります。
+-+-+-+------+-+--+----------+
|0|X|P|オペコード|I|EM| アドレス|
+-+-+-+------+-+--+----------+
ビット 0 1 2 3 3 9 11 1 2
01 2 3
ビット10と11は拡張メモリがないことを示します
(EM='00'b - メモリの最初の 8K ワードを参照)
または、
EM2 (EM='10'b) または
EM3 (EM='11'b)
有効なアドレスを形成します。
安全データシート940
940 では、複数のユーザーをサポートするために操作モードが追加されました。以前のモデルの操作モードは、通常モードに名前が変更されました。新しいモニター モードでは、入出力および特定の特権命令へのアクセスが制限されます。ユーザー モードは、ユーザーのアプリケーション プログラムを実行するために使用されます。
メモリ マップ レジスタのセットは、仮想アドレスを物理アドレスにマップするために使用されます。メモリ マップ レジスタは 8 つあり、それぞれ 2K ワードをマップして、16K のアドレス空間を提供します。
通常モードの命令フォーマットは930と同じです。アドレス指定はユーザーモードとモニターモードで異なります。[6] : p.6
SDS 940 ユーザーモード命令フォーマット:
+-+-+-+------+-+---+----------+
|U|X|P|オペコード|I|ブロック|アドレス|
+-+-+-+------+-+---+----------+
ビット 0 1 2 3 3 9 1 1 2
0 3 3
ビット位置2（P）でない限り、ビット0はユーザーモードでは無視されます。
これはプログラムされた演算子であることを示します。
この場合、ビット位置 0 の '1'b は、これが標準のプログラム演算子ではなく、「システム POP」または「SYSPOP」であることを示します。
ユーザー モードでは、ビット位置 10 ～ 12 は「仮想メモリ ブロック番号を構成」し、つまりメモリ マップ レジスタを指定し、ビット位置 13 ～ 23 は「仮想メモリ ブロック内の場所を指定します」。
メモリ マップ レジスタの内容は、命令ビット 13 ～ 23 の先頭に追加され、有効アドレスを形成します。
メモリマップ
940は仮想メモリを提供するためにメモリマップ[注1]を介してメモリにアクセスします。マップの形式は、ユーザーメモリマップとモニターメモリマップで若干異なります。
ユーザー モードで実行されているプログラムの場合、命令のアドレス フィールドの上位 3 ビットは、8 つのレジスタ (R0-R7) の配列のインデックスとして機能します。[注 2] 各レジスタには 5 ビットの値 ( R n ) が含まれており、これが命令アドレス フィールドの下位 11 ビットの前に付加されて 16 ビットの物理アドレスを形成します。これにより、仮想メモリが 2048 ワードの 8 つのブロックに論理的に分割されます。レジスタを使用すると、最大 32K ワードの物理メモリから 16K ワードに同時にアクセスできます。各レジスタの 6 番目のビット ( P n ) は、読み取り専用のストレージ ブロックを示します。R n =0 およびP n =1 は割り当てられていないブロックを示し、参照するとトラップが発生します。マップ レジスタは、モニター モードでのみ設定できます。
モニター モードのメモリマップも同様です。Pビットはありません。R 0～R 5に相当する M 0 ～M 5 には、読み取り専用の値 0 ～ 5 が含まれており、物理アドレス 0 ～ 8K-1 (00000 ～ 17777 8 ) に直接アクセスできます。8K ～ 12K-1 (20000 ～ 27777 8 )の範囲のアドレスの場合、メモリ拡張レジスタEM2 を使用して、通常モードの場合と同様に物理アドレスを形成します。アドレス 12K ～ 16K-1 (30000 ～ 37777 8 ) の場合、メモリ マップ レジスタM 6およびM 7の内容を使用してアドレスが形成されます。
モニターは、命令のビット 0 の値によって決まるモニター メモリ マップまたはユーザー メモリ マップのいずれかを使用できます。これにより、モニターはユーザーのアドレス空間にアクセスできます。
システムプログラムオペレータ
ユーザー モードでは、プログラムされた演算子は通常モードと同じように機能し、ユーザーの仮想位置 100-177 8にアクセスします。940 には、モニター サービスを呼び出すために使用されるシステム プログラムされた演算子 (SYSPOPS)を実行する機能も含まれています。ユーザー モードで SYSPOP が検出されると (命令ビット 0 と 2 が '1'b)、コンピューターは最初にモニター モードに入り、次にモニターの(物理的な) 100-177 8にある命令のベクトルにアクセスします。
安全データシート945
945 は 940 タイムシェアリング システムのアップグレード版です。「最大 24 人の同時ユーザーと最大 64 人の承認済みユーザーをサポート」できると宣伝されていました。[3]
マグパック
MAGPAK 9446 テープドライブサブシステムと関連する 9401 テープカートリッジ[7]は、SDS が SDS 900 シリーズ用に開発し、1964 年 5 月に発表されました[8]。各テープドライブユニットは、標準の 10½ インチ x 19 インチパネルに取り付けられた 2 つの独立制御磁気テープドライブで構成されています。[ 9]データは、毎秒 7.5 インチ、1,400 ビット/インチで記録されます。[7] 9448 テープ制御ユニットは、テープドライブユニットを任意のシリーズ 900 システムに接続します。[7]テープカートリッジには、約 600 フィートのマイラーテープが含まれており、2 つの独立したトラックにそれぞれ約 150 万の IBM 文字 (6 ビット + パリティ) が保持され、カートリッジあたり約 400 万の 6 ビット文字の容量が得られます。
ソフトウェア
940 と 945 を除くこのラインの主なオペレーティング システムは、MONARCHオペレーティング システムです。MONARCH は、シングル タスクバッチオペレーティング システムです。当初は磁気テープ上に常駐していましたが、後のバージョンでは、 RAD (Rapid Access Data) ファイルと呼ばれる、トラックごとにヘッドがある磁気ディスク上に常駐できるようになりました。MONARCH は実行システムではありません。アプリケーション プログラムが実行時にコンピュータのすべてのリソースを制御するためです。代わりに、これはモニターであり、ジョブ間の遷移を提供し、アプリケーションにサービスをサポートします。
モニター ルーチンは、制御情報を受け取ります。この情報には、指定された標準システム ルーチンをロードして実行する要求などが含まれます。モニターはジョブ間で機能を実行し、プログラムがロードされてモニターが制御を移した後は、プログラムの実行を制御しません。...
プログラム
実行中にコア メモリに残るモニターの部分は、モニター ブートストラップ ルーチンとユニット割り当てテーブルで構成されます。
モニターに含まれる他の標準的なシステムルーチンは以下のとおりです: [10]
- MONARCH ローダー
- MONARCH 更新ルーチン
- 標準入出力サブルーチン
- メタシンボルアセンブラ
- FORTRAN IIコンパイラ
1969年までにALGOL 60コンパイラが利用可能になった。[11]
注記
- ^ メモリ マップ レジスタの使用は、32 ビットの Sigma コンピュータにも引き継がれました。
- ^ 物理的には、メモリ マップは 2 つの 24 ビット レジスタ RL1 と RL2 に含まれており、それぞれがユニットとして設定およびクリアされます。
参考文献
- ^ ab カルキンス、キース。「死なないコンピュータ：SDS SIGMA 7」 。 2015年11月7日閲覧。
- ^ アメリカ原子力協会 (1965)。「<なし>」。原子力ニュース。第8巻。 2015年11月10日閲覧。
- ^ ab 「8年前：1968年5月29日」。Computerworld。1976年5月31日。 2015年11月10日閲覧。
- ^ Weik, Martin H. (1964 年 1 月)。「SDS 910」。ed -thelen.org。国内電子デジタル コンピューティング システムの第 4 次調査。
- ^ Weik, Martin H. (1964 年 1 月)。「SDS 920」。ed -thelen.org。国内電子デジタル コンピューティング システムの第 4 次調査。
- ^ Xerox Data Systems (1969年10月). リファレンスマニュアル XDS 940 コンピュータ(PDF) . 2015年11月12日閲覧。
- ^ abc 「テクニカルマニュアル - MAGPAK シリアル磁気テープシステムモデル 9446/9448」(PDF)。Bitsavers 。SDS。1965年 10 月。2019 年3 月 17 日閲覧。
- ^ 「SDS MAGPAK が小型コンピュータの操作の煩わしさを解消」Datamation 1964 年 5 月 2～3 ページ。
- ^ 「SDS 900 シリーズ MAGPAK」。archive.org。SDS。1964年頃。
- ^ Scientific Data Systems (1964年11月). SDS Monarch リファレンスマニュアル 900シリーズコンピュータ(PDF) . 2015年12月27日閲覧。
- ^ Scientific Data Systems (1969 年 12 月). 900 シリーズ/9300 コンピューター用 MONARCH リファレンス マニュアル(PDF) . 2015 年12 月 30 日閲覧。
外部リンク
- SDS 910 のリファレンスマニュアル
- SDS 920 のリファレンスマニュアル
- SDS 925 のリファレンスマニュアル
- SDS 930 のリファレンスマニュアル
- SDS 940 のリファレンスマニュアル
- SDS 9300 のリファレンスマニュアル