PDP-8 — первый успешный коммерческий миникомпьютер, производившийся корпорацией
Digital Equipment Corporation (DEC) в 1960-х годов. Представлен 22 марта 1965 года, в общей сложности продано более 50 тысяч экземпляров — самое большое количество для компьютерной техники для того времени. Являлся первым широко продаваемым компьютером серии DEC PDP (
PDP-5 был компьютером для решения специфических задач).
Машина PDP-8 по общему признанию была предвестником будущих персональных
компьютеров. Сейчас она стала заслуженным музейным экспонатом.
Семейство PDP-8
Для начала нужно отметить, что PDP-8 – это не одна машина, а целое семейство серийно выпускавшихся миникомпьютеров. Первая модель миникомпьютера PDP-8 была анонсирована 22 марта 1965 г ., уже к 1972-му было выпущено более 16 тыс. этих машин. А всё началось с того, что в 1957 г . только что родившаяся, основанная выпускниками
Массачусетского технологического института (МТИ) Кеннетом Олсеном (Kenneth Olsen) и Харланом Андерсоном (Harlan Anderson) компания выпустила свой первый компьютер –
PDP-1. Он стоил всего 120 000 долл. ($85 тыс. в минимальной комплектации) Нужно сказать, что оба учредителя знаменитой впоследствии корпорации не были новичками в вычислительной технике. До этого они выполнили б O льшую часть проектов при разработке машин AN/FSQ- 7, TX-0 и
TX-2 в лаборатории Lincoln Labs . Экспериментальная машина TX-0 оказала большое влияние на дальнейшее развитие компьютерных архитектур. Капитал компании при её создании составлял 100 тыс. долл., а её владельцем на 70% была инвестиционная компания American Research and Development.
Относительно следующих PDP уместно привести цитату из статьи Леонида Черняка: “Следующая за PDP-1 машина – PDP-4 – имела много общего со своей предшественницей, но между ними программной совместимости не было, представление об обязательности в преемственности программного обеспечения пришло позже. В каждой последующей модернизации PDP повышалась производительность, расширялась номенклатура периферийных устройств. PDP-15 стала первой моделью, построенной на микросхемах; до этого использовался навесной монтаж дискретных элементов. Машина PDP-7 вошла в историю благодаря тому, что на ней
Дэннис Ритчи и
Кен Томпсон начинали разработку операционной системы, которая позже была перенесена на PDP-11".
Компания росла, набиралась опыта и утверждалась, найдя свою нишу на рынке недорогих машин, которые впоследствии образовали отдельный класс, названный
миникомпьютерами . Отметим, что в это время в мире господствовали большие ЭВМ,
мэйнфреймы , стоившие более миллиона долларов. (В СССР этому направлению, появившемуся в 1952 г ., соответствовали машины
И. С. Брука, а затем серии машин “Наири” и “Мир”.) В 1963-м DEC выпустила миникомпьютер PDP-5, предшественник PDP-8 – первой машины семейства PDP-8, появившейся в 1965 г .
Ещё несколько цитат из статей, посвященных PDP-8:
“Машина PDP-8 была создана по заказу канадской энергетической компании для управления ядерным реактором. В своих воспоминаниях Олсен пишет, что, получив этот заказ, он решил отказаться от традиционного подхода, предполагавшего создание специализированной машины, и спроектировать универсальную, для которой задача данного заказчика была бы одной из возможных. Первые версии PDP-8 всё ещё собирались из дискретных компонентов, но в производстве компьютера использовались передовые технические решения, например автоматический монтаж задней панели. В результате снижалась себестоимость и открывалась возможность для массового серийного производства, чего раньше не было – каждая машина изготавливалась вручную, кустарно. В апреле 1965 года началось производство PDP-8, и эта машина стала первым в мире массовым компьютером. С четырьмя килословами памяти (слово 12 разрядов) и телетайпом она стоила всего 18 тыс. долл. (в базовой комплектации. — Прим. Э. П.), со временем цена ещё упала, и машина стала доступной практически для любого предприятия. Модель PDP-8/S выпускалась как экономичный вариант, с августа 1968-го начали производить PDP-8/I на интегральных микросхемах. В 1976 году появилась машина WPS-8, использовавшаяся в качестве специализированного текстового процессора".
“…мини-компьютеры начались с машины PDP-8, выпущенной в 1964 году под руководством Алана Котока и Эдсона Декастро. При её проектировании были продолжены традиции открытой архитектуры и детального документирования, заложенные в PDP-1. Машина весила “всего” 80 кг (на самом деле 45! – Прим. Э. П. ), могла устанавливаться на столе, к ней…. подключался телетайп. Открытость архитектуры позволила многим фирмам включиться в производство самой разнообразной периферии. Поддержка функционирования в режиме реального времени открыла возможность для широкомасштабного использования PDP-8 в автоматизированных системах управления технологическими процессами".
“PDP-8 была большей частью совместима снизу вверх с PDP-5, машиной, которая была объявлена 11 августа 1963 и влияние на которую оказали две более ранние машины: LINC и CDC 160. Обе эти машины были 12-разрядными, с ОЗУ в 4K слов и простым, но мощным набором команд. Хотя некоторые люди считают первым мини-компьютером CDC 160, но PDP-8 окончательно утвердил мини-компьютеры как класс. В конце 1973-го машины семейства PDP-8 были самыми продаваемыми на рынке”.
Семейство мини-компьютеров PDP-8 было создано корпорацией Digital Equipment Corporation (DEC) между 1965-м и 1990 годами. В конце 1973 г . оно было одним из наиболее успешно продаваемых в мире (уступив затем это звание
Apple II). PDP-8 применялась для управления производственными процессами и экспериментами, для обработки текстов и ведения бизнеса, а также многих других областях.
Под это семейство было разработано более 60 периферийных устройств и более тысячи программ. Из периферийных устройств важно отметить наличие
магнитных дисков и
лент, разработанных самой DEC, так и многими сторонними организациями. Кроме того, имелась возможность подключения накопителя на магнитной ленте (НМЛ)
IBM, 17 типов телетайпов, а также редких тогда графических дисплеев и, разумеется, устройств чтения перфоленты и вывода на перфоленту. Важно, что для PDP-8 были разработаны платы ввода и вывода аналоговых сигналов, что позволило применять её в составе лабораторного оборудования. Версия PDP-8/M является OEM-версией машины PDP-8/E, поэтому мы на ней останавливаться далее не будем. Выпуском машины занималось несколько заводов корпорации в США и Канаде (известно минимум четыре). При этом стоит отметить высокое качество производства, например, обеспечивался 100-процентный входной контроль всех комплектующих, введена система управления качеством, 100-часовое испытание в термокамере. (Вероятно, это потом позволило DEC стать одним из основных поставщиков ВТ в МО США.).
Интересно, что кроме программ, разработанных корпорацией, была программы, предложенные пользователями, объединёнными в сообщество пользователей DECUS (в начале 1980-х годов с подачи Владимира Китова я тоже стал членом этого сообщества), эти программы были собраны в библиотеку и продавались по цене 1 долл. за каждую.
Сейчас трудно поверить, но PDP-8 был 12-разрядным компьютером. Это означало, что его процессор мог адресовать (не самым простым способом) только довольно крохотную по нынешним меркам память в 32768 12-разрядных слов (48 Кб). Время обращения к памяти 1,2 мкс (сравните с нынешней 50—70 нс памятью).
Спецификация PDP-8/E
| Размер слова, разрядов | 12 |
| Максимальный объём ОЗУ, слов | 32К (8 банков по 4К слов) |
| Минимальное время исполнения команды, мкс | 1,2 |
| Условия эксплуатации |
| температура, °С | От 0 до 55 |
| влажность, % | От 10 до 90 |
| Потребляемая мощность | 450 Вт (может отличаться в зависимости от состава дополнительных модулей) |
| Габариты, дюйм (В x Ш x Г) | 10,5 x 19 x 24 |
| Масса, фунты | 100 (из них 45 — блок питания) |
| Цена, долл. |
| в минимальной конфигурации | 4490 за инсталляцию и 53 в месяц (в 1974-м) DEC за эксплуатационное обслуживание |
| за расширенную конфигурацию | 14 835 и 134 в месяц (в 1974-м) DEC за эксплуатационное обслуживание |
Производительность – 385 тыс. сложений в секунду. Операция вычитания занимает почти вдвое больше времени – 5 мкс, а умножение двух 12-разрядных чисел со знаком, дающее 24-разрядный результат, – 256,5 мкс. Совсем низкая производительность на делении – 342,4 мкс. Однако, естественно, для машины была разработана опциональная плата арифметического ускорителя (Extended Arithmetic Element), которая повышала скорость операций деления и умножения до 40 мкс.
В данном обзоре рассмотрение будет базироваться на описании PDP-8/E, поскольку версия PDP-8/M является OEM-версией этой машины и в целом мало отличается от PDP-8/E.
Из архитектурных новшеств PDP-8 отмечу появление в ней общей шины, названной OMNIBUS (одно из значений этого слова “охватывающий всех, общедоступный”) . Контроллер этой шины позволял подключать к ней до 20 устройств. Популярна версия, что сокращенное название этой шины и стало общеизвестным термином bus (шина).
PDP-8 мы обязаны и появлению термина
миникомпьютер . Его впервые употребил в своём отчёте руководитель по продажам отделения DEC в Англии Джон Ленг (John Leng). Словечко моментально стало сначала использоваться во внутрифирменном жаргоне, а затем и вне компании, хотя в маркетинговых целях этот термин был впервые использован компанией Interdata в 1968 г.
Первые машины DEC имели открытую архитектуру и потому совместимые с PDP-8 машины выпускались не только как ОЕМ внутри США, но и другими странами. Список совместимых и полусовместимых моделей дан в следующей таблице:
Компьютеры, совместимые с PDP-8 (таблица приведена с большими сокращениями).
| Модель | Год выпуска | Производитель | Примечание |
| TPA1001 | 1969 | Венгрия, KFKI | На транзисторах |
| TPA1001/i | 1971 | Венгрия, KFKI | Версия TPA1001на интегральных схемах |
| TPA/i | 1971 | Венгрия, KFKI | Переименованная TPA1001/i |
| TPA/l | 1977? | Венгрия, KFKI | Усиленная TPA / i |
| TPAl/128H | 1977? | Венгрия, KFKI | TPA/l с ОЗУ 128K слов |
| TPA/s | 1977? | Венгрия, KFKI | На базе кристалла ЦП фирмы Intersil |
| TPA Quadro | 1978? | Венгрия, KFKI | Совместимый с DECmate |
| Электроника-100 | ? | СССР | На транзисторах |
| Электроника-100И | ? | СССР | Возможно клон PDP-8/I |
| Electrotechnica-100I | ? | Югославия | Возможно, как и “Электроника-100И” |
| Саратов-2 | ? | СССР | Как PDP-8/M, но в больших габаритах |
| DCC-112 | 1970 | Digital Computer Controls | Клон PDP-8/L |
| DCC-112H | 1971 | Digital Computer Controls | |
| MPS-1 | 1974 | Fabritek | Клон PDP -8/ L |
Легенды и мифы
Миф первый. PDP-8 – 8-разрядный компьютер. Очевидно, что путаница здесь из-за цифры 8 в названии модели, которая по аналогии с названиями
Intel 8008 или Z-8 воспринимается как указание на разрядность. Так уж совпало, что в 1965 г . никто не думал о 8-разрядных процессорах и 8 здесь к разрядности отношения не имеет.
Миф второй. Архитектура PDP-8 оказала влияние на архитектуру
Intel 4004 , и она чуть ли не заимствовала её.
Судя по найденным мною кускам описания МП 4004, поклёп на Intel, что она якобы воспроизвела в нём черты PDP-8, совершенно не соответствуют действительности.
- 4004-й работает с ниблами (4 бита) данных, а не с 12-разрядными словами, т. е. процессор реально 4-разрядный, а не 12-ти, как PDP-8;
- В 4004-м исходно реализована Гарвардская архитектура, т. е. данные отделены от команд, что, правда, увеличило число шин, поэтому, наверное, в последующих МП Intel от неё отказалась. У PDP-8 — Пристонская архитектура (фон-неймановская, по старому);
- Система команд, действительно, не совпадает с PDP-8 как по форматам (в PDP-8 все команды 12-разрядные, а в 4004-м большинство команд 8-разрядные и есть пять 16-разрядных), так и по набору операций;
- Регистровые файлы у обоих процессоров кардинально разные, поскольку у 4004-го 16 регистров, а в PDP-8 — 5, но некоторые из них внутренние.
Так что утверждение о заимствовании можно тихо похоронить. Часто утверждается (например, в
http://en.wikipedia.org/wiki/PDP-8 ), что влияние архитектуры PDP-8 сказалось в том, что у этих процессоров всего один аккумулятор. Это утверждение лишено какого бы то ни было разумного основания, поскольку наличие одного аккумулятора диктовалось ограничением объема оборудования, обеспечивающего работу ЦП. Как только это перестало лимитировать разработчиков, число аккумуляторов в ЦП стало неуклонно возрастать.
Миф третий. Точные объёмы выпуска PDP-8 у разных авторов расходятся кардинально – называют и 100, и 300 тыс. Стоит подчеркнуть, что при этом мы говорим именно о машинах, а не о микропроцессорах с архитектурой PDP -8 – те сосчитать сейчас крайне сложно. То, что сама корпорация DEC указала в 1972 г . 16 000 машин, говорит, что 300 тыс. их никак не могло быть выпущено. На сайте
www.faqs.org/faqs/dec-faq/pdp8/ называется более реальная цифра – около 50 тыс. и, наверное, стоит остановиться на этом скромном по нынешним меркам, но громадном по тогдашним, объёме выпуска PDP-8. Отмечу, что появившаяся в 1970 г .
PDP-11 обладала более интересной архитектурой, поддерживала больший объём ОЗУ и обладала лучшей производительностью. Неудивительно, что именно она стала флагманской машиной Digital.
Легенда первая. PDP-8 – первый компьютер, который украли частные лица. Насколько я помню эту историю, кража PDP-8 произошла из лаборатории одного из американских университетов. Однако вместо того, чтобы вызвать полицию, отдел маркетинга корпорации DEC организовал PR-компанию вокруг этого события под лозунгом: “Наши компьютеры настолько хороши, что их даже воруют”.
История моделей PDP-8
До PDP-8 на рынке появились 12-разрядные мини-компьютеры LINC и CDC 160, также имевшие блоки ОЗУ по 4К слов. Поэтому неудивительно, что один из разработчиков PDP- 8 C . Gordon Bell заявил, что основная идея машины принадлежит не ему, а
Сеймуру Крэю (Seymour Cray) и была реализована в машине CDC 160, продававшейся как отдельно, так и служившей в качестве процессоров ввода-вывода первого суперкомпьютера Крея CDC 6600. Однако машина CDC 160 в отличие от PDP-8 имела шесть режимов адресации и команды переменной длины, команды ввода-вывода блокировали ЦП до завершения операции, были и другие существенные отличия (
www.faqs.org/faqs/dec-faq/pdp8).
Первая модель PDP-8 была представлена 22 марта 1965 г . на выставке WESCON. У нее было всего три регистра: счётчик команд (PC), аккумулятор (AC) и одноразрядный регистр переноса (L), память была на
магнитных сердечниках, среднее быстродействие — 0,333 MIPS. Остальные регистры появились в более поздних моделях. Ниже собрана информация обо всех DEC'овских моделях PDP-8.
- PDP-8 – Разработчики: Gordon Bell (общая конструкция), Alan Kotok, Edson DeCastro. Выпускалась с 1965 по 1969 гг. Продано – 1450 шт. Цена – $18 500.
- LINC-8 – Разработчик : Wesley Clark.
- PDP-8/S – Разработчик : Edson DeCastro. Выпускалась с 1966 по 1970 гг. Продано 1024 шт. Цена – $10 000. Медленная машина на транзисторах.
- PDP-8/I – Разработчик : Edson DeCastro. Выпускалась с 1968 по 1971 гг. Продано 3698 шт. Цена –$12800, технология TTL.
- PDP-8/L – Разработчик : Edson DeCastro. Выпускалась с 1968 по 1971 гг. Продано 3902 шт. Цена –$8500, технология TTL.
- PDP-12 – Выпускалась с 1969 по примерно 1973 гг. Продано около 3500 шт. Цена – $27 900.
- PDP-8/E – 8/E имела линейный блок питания, в корпус устанавливалось до 20 модулей (печатных плат), включая процессорную, цена машины – 6500 долл. Выпускалась с 1970 по 1978 гг.
- PDP-8/F – Полностью аналогична PDP-8/E, но с корзиной на 10 печатных плат и с импульсным источником питания для снижения стоимости. Выпускалась с 1972 по 1978 гг.
- PDP-8/M – выпускалась как OEM-версия PDP 8/F с 1972 по 1978 гг.
- PDP-8/A выпускалась с 1975 г . до ориентировочно 1984 г . Цена – $1317, объём выпуска – более 10 тыс. шт. (точно не известен).
- Совместимый с PDP-8 однокристальный микропроцессор Intersil 6100 для терминала VT78 (с 1978 по 1980 гг.).
- Совместимый с PDP-8 однокристальный микропроцессор Harris 6120. Применялся в станции DECmate (с 1980 по 1990 гг.)
Вместо заключения
О PDP-8 можно писать многие годы, открывая всё новые и новые интересные моменты в истории этого семейства машин. Данная работа носит только предварительный характер и должна быть продолжена и существенно дополнена, в первую очередь материалами по советским машинам “Электроника- 100” и “Электроника-100И”.
© Э. М. Пройдаков
для
Www.Computer-museum.Ru.
В начало
