Monrobot XI

La Monroe Calculating Machine Mark XI (o Monrobot XI ) fue una computadora digital electrónica de uso general con programa almacenado introducida en 1960 por la Monroe Calculating Machine Division de Litton Industries . El sistema se comercializó principalmente para "facturación y redacción de facturas", pero también podía utilizarse para computación científica de bajo nivel. ^{[1] [2] : 6B (24)}

La computadora tenía una arquitectura inusual, ya que todos los datos fluían a través de una memoria magnética con tambor giratorio central. Esto permitía un bajo costo de hardware, con la desventaja de un rendimiento a baja velocidad. La máquina se comercializó como una computadora de nivel básico adecuada para pequeñas empresas.

En su lanzamiento en mayo de 1960, ^[3] el Monrobot XI se vendió por 24.500 dólares . Monroe también comercializó otros sistemas informáticos de la familia, como el Monrobot IX y el Monrobot MU, pero el Monrobot XI parecía ser el modelo más popular. ^[1]

En marzo de 1961, el ejército de los Estados Unidos informó ^[4] que se habían fabricado siete unidades. En noviembre de 1961, el precio se mantuvo sin cambios y el alquiler era de 700 dólares al mes. ^[5]

En 1966, había alrededor de 350 máquinas en el campo. En 2013, se creía que no quedaba ninguna máquina en existencia. ^[6] Sin embargo, en 2021, un coleccionista de Carolina del Norte reveló que posee media docena de Monrobots completos, junto con elementos auxiliares, manuales y programas en cinta. ^{[ cita requerida ]}

El Monrobot XI, con sus características básicas, se parecía a un escritorio de acero normal en longitud, anchura y altura, coronado por una máquina de escribir normal y un panel de control del tamaño de una panera con luces indicadoras e interruptores. Un lector de cinta de papel y una perforadora eran los únicos periféricos de medios de datos legibles por máquina en la configuración básica. ^[1] Con un peso de 375 libras (170 kg), ^{[4] [2] : 6B (24)} sus proveedores lo declararon "portátil". ^[7] Podía funcionar fuera de una habitación con aire acondicionado tolerando márgenes de voltaje de ±25% a una temperatura ambiente de 110 °F (43 °C) utilizando una línea de alimentación de red convencional (15 A , 110 V , servicio de 60 cps ) y aproximadamente la mitad de energía eléctrica (850 W) que una tostadora . ^{[7] [2] : 6B (24)}

A diferencia de prácticamente todas las computadoras digitales electrónicas jamás construidas, como una de las primeras ^[3] máquinas, la Monrobot XI pertenecía a la pequeña familia de computadoras que carecían totalmente de memoria de acceso aleatorio (RAM) , una tecnología alternativa que le habría permitido acceder a todas las palabras de memoria con la misma rapidez. Incluso en la época en que se introdujo, no era raro que las computadoras digitales electrónicas utilizaran memoria de núcleo magnético como RAM; el precio (por bit ) de esta memoria finalmente caería ^[8] de más de 1 dólar a principios de la década de 1950 a aproximadamente 0,20 dólares a mediados de la década de 1960.

En cambio, para mantener el costo de la máquina muy bajo, el Monorobot XI utilizó una forma de memoria en la que las palabras solo eran accesibles periódicamente en orden secuencial, a través de un dispositivo electromecánico en movimiento llamado memoria de tambor magnético . Por lo tanto, físicamente tenía cierta semejanza con la máquina de Turing teórica de la ciencia informática, aunque con la cinta de datos idealizada de longitud finita y unida de extremo a extremo, y luego finalmente replicada 32 veces en paralelo. ^{[ cita requerida ]} La larga latencia del acceso a la memoria, que se derivaba de la dependencia exclusiva de una parte móvil macroscópica, hizo que el Monrobot XI funcionara muy lentamente, ^{[ vago ]} a pesar del uso de electrónica no mecánica para funciones lógicas.

El Monorobot XI podría ser considerado como una versión modernizada (de estado sólido) y de bajo costo del IBM 650 , que había sido el primer ordenador producido en masa del mundo. El IBM 650 se alquilaba a 3250 dólares al mes ^[9] y se fabricaron aproximadamente 800 entre 1954 y 1958. En 1962, existían un total de 2000 ordenadores. Tanto el IBM 650 como el Monrobot XI utilizaban un tambor magnético como memoria principal, pero el primero utilizaba tubos de vacío y codificación biquinaria (en lugar de transistores y codificación binaria) para su electrónica.

Toda la entrada y salida se realizaba con un carácter a la vez, bajo control directo del programa. Solo un dispositivo de entrada podía estar activo a la vez, pero entre uno y tres dispositivos de salida podían funcionar simultáneamente en sincronización. ^{[10] : 35}

La memoria persistente ("no volátil") y reescribible del Monrobot XI consistía en un tambor magnético giratorio que almacenaba 1.024 palabras de 32 bits , cada una de las cuales podía registrar un único número entero o un par de instrucciones de dirección cero o única. El tiempo de acceso medio de 6 milisegundos (ms) se derivaba del hecho de que el tambor realizaba una rotación completa cada 11,7 ms (girando a 5.124 rpm ). ^{[10] : 10} Incluso los 8 registros de "alta velocidad" de la unidad central de procesamiento (CPU) residían físicamente en el tambor en dos pistas dedicadas, pero al ser replicados 16 veces (con 16 veces más cabezales de lectura/escritura distribuidos alrededor de la periferia del tambor), podían leerse o escribirse 16 veces más rápido que la mayor parte de la memoria persistente. ^{[10] : 12}

El zumbido del tambor se podía oír fácilmente, ya que giraba continuamente mientras la máquina estaba encendida. Se podía quitar una pantalla de metal perforada en el costado o en la parte posterior del gabinete, lo que permitía ver directamente el tambor recubierto de óxido de hierro de color marrón rojizo , rodeado de múltiples cabezales magnéticos de lectura/escritura estacionarios. No había ninguna disposición especial para protegerlo del polvo , ya que los cabezales magnéticos estaban montados rígidamente a distancias fijas de la superficie magnética y no utilizaban tecnología de " cabezal volante ". El diámetro del tambor era de aproximadamente 6 pulgadas (150 mm).

A excepción de las lámparas de neón en el panel de control y de 10 a 30 tubos de vacío de lámparas electroluminiscentes de color azul verdoso empleados para las pantallas de salida en versiones posteriores, la electrónica utilizaba únicamente componentes discretos de estado sólido, incluidos 383 transistores (en su mayoría 2N412) y 2.300 diodos (en su mayoría 1N636). ^[1] La unidad aritmética por sí sola utilizaba 190 transistores y 1.675 diodos. ^[1] Este sorprendentemente pequeño recuento de componentes activos (383) –poco más que en el Manchester Baby (250), la primera computadora completa de Turing con programa almacenado del mundo producida en 1948– contrasta marcadamente con los muchos miles de millones de transistores presentes en los microprocesadores modernos utilizados en los teléfonos móviles de mano . El bajo recuento de componentes era un beneficio clave de su lenta memoria electromecánica, que explotaba la sincronización con el ángulo de rotación de un tambor giratorio, en lugar de agregar interruptores electrónicos, para lograr la multiplexación de bits. A modo de comparación, incluso el primer microprocesador de Intel (1971), el Intel 4004 de cuatro bits , requería alrededor de 2.300 transistores en su diseño monolítico.

La construcción utilizaba placas de circuito impreso enchufables , lo que permitía el reemplazo parcial de un módulo defectuoso como principal medio de reparación. Esto continuaba una tradición de construcción electrónica iniciada cuando se habían utilizado los tubos de vacío relativamente poco fiables como componentes activos, antes del avance hacia los transistores más modernos utilizados en el Monorobot XI. A diferencia de los tubos de vacío, que siempre se conectaban a zócalos, los transistores discretos a menudo se soldaban de forma permanente en su lugar.

La unidad aritmética realizaba cálculos utilizando el sistema numérico binario , con programación en lenguaje de máquina utilizando dígitos hexadecimales (llamados "sexadecimales" en el manual del programador), ^{[10] : 3} y empleando el conjunto de caracteres inusual de {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,S,T,U,V,W,X}. ^{[10] : 3} La suma de números enteros de punto fijo de 32 bits requería de 3 a 9 milisegundos (ms), y la multiplicación requería de 28 ms a 34 ms. Las duraciones más largas reflejaban la latencia media (6 ms) de acceder a una ubicación de memoria persistente, en lugar de un registro, para recuperar el segundo de los dos operandos . ^[1]

Se implementaron funciones de división (500 ms) y de punto flotante más avanzadas en el software. ^[1] Las funciones matemáticas integradas avanzadas incluían raíz cuadrada , logaritmo y antilogaritmo (tanto en bases decimales como naturales ), además de funciones trigonométricas (en grados o radianes ). Se definieron un total de 27 instrucciones de código de operación de máquina. Se asignaron 10 bits al direccionamiento de la memoria de 1023 palabras. ^{[10] : 88} Se podía instalar un tambor opcional de 2048 palabras y direccionarlo a través de dos bits de dirección adicionales. ^{[10] : 88} El sistema se presentó en muchos sentidos como una calculadora programable avanzada, en consonancia con la herencia de su fabricante. Se admitían llamadas y retornos de subrutinas simples, al igual que el incremento automático de operandos.

El reloj del sistema y todos los tiempos se sincronizaban con la rotación del tambor de almacenamiento, ya que todo el flujo de datos pasaba hacia o desde su almacén de datos central. ^{[10] : 12, 72  [2] : 6B (24)} Los programas se podían optimizar manualmente para lograr la máxima velocidad considerando cuidadosamente el tiempo de rotación del tambor y la ubicación física de las instrucciones y los datos. ^{[10] : 72–74}

La computadora podía programarse utilizando un sistema de lenguaje ensamblador llamado QUIKOMP, pero su sencillo conjunto de instrucciones en lenguaje de máquina y su lenta velocidad de operación alentaron a muchos programadores a codificar directamente en códigos de operación numéricos. Se disponía de una tarjeta de referencia para ayudar a recordar los códigos de operación numéricos y los códigos de datos. Los bits se numeraban de forma idiosincrásica en el panel de control desde 16 (MSB, más a la izquierda) hasta 1 (LSB, más a la derecha), aunque el manual del programador los numeraba del 15 al 0 de una manera más estándar. ^{[10] : 2, 6}

El programa de carga mínima no tenía disposiciones para admitir varios usuarios en una sola máquina. Para dar cabida a varios usuarios de forma económica, la entrada manual de datos , que consumía mucho tiempo , se podía realizar sin conexión mediante el uso de varias máquinas de cinta de papel con teclado para perforar (llamadas máquinas "add-punch"), cuyos teclados exclusivamente numéricos eran versiones ligeramente modificadas de las calculadoras mecánicas de escritorio. Debido a que los teclados de estilo calculadora mecánica solo podían generar códigos decimales (base 10), los códigos de operación numéricos se especificaban en decimal, aunque el procesamiento real se hacía en binario.

También era posible editar y copiar cintas perforadas sin conexión y las cintas se podían unir utilizando cintas adhesivas especiales y plantillas de alineación . Los programadores experimentados pronto aprendieron a leer los códigos numéricos visualmente de las cintas de papel perforadas. Cuando una cinta de "agregar perforaciones" había sido revisada y corregida, estaba lista para ser cargada a través de un lector de cintas de papel en el Monrobot XI para su ejecución y depuración.

La terminal de consola era, por lo general, una máquina de escribir IBM modificada. Una opción era una Flexowriter de alta resistencia , que hacía vibrar y sacudir toda la máquina, especialmente cuando el pesado carro volvía con fuerza al comienzo de una nueva línea de impresión. La salida se hacía mediante papel impreso mecanografiado por la impresora de tipos o mediante una cinta de papel perforada y aceitada. Se podía añadir opcionalmente a la configuración básica un lector/perforador de tarjetas perforadas de 80 columnas.

Se podría mostrar un único registro de 16 bits en el panel de control, principalmente para fines de diagnóstico o resolución de problemas. ^{[10] : 62–65} El panel de control también se podría utilizar para ejecutar un solo paso, detener o iniciar el procesador, para depurar o resolver problemas. ^{[10] : 70} También había disposiciones para la conexión de un osciloscopio para una resolución de problemas técnicos más avanzada. ^{[10] : 70}

Se podrían utilizar ocho "interruptores de detección" diferentes en el panel de control para introducir datos simples en un programa en ejecución o para seleccionar diferentes modos de funcionamiento del programa bajo el control del software. ^{[10] : 53–55}

Un episodio de la serie de televisión animada Futurama , que se emitió originalmente en 2001, presentó a un robot humanoide parecido al símbolo sexual de mediados del siglo XX Marilyn Monroe , llamado "Marilyn Monrobot", como un personaje dentro de una película vista por el elenco del episodio.

• Especificaciones técnicas detalladas del Monorobot XI
• Página 75 (sobre el Monrobot XI) en Digitale Kleinrechner de Günter Schubert (Springer-Verlag, 13 de marzo de 2013)
• Portada de Breve historia de la computadora Monrobot XI, de Donald O. Caselli, 15 de mayo de 2011
• Memorias ilustradas (15 de marzo de 2007) de John Mann sobre el uso del Monorobot XI en el Scotch College de Melbourne, Australia, durante la década de 1970
• Fotografía del panel de control del Monrobot XI
• Fotografía de la tarjeta de referencia Monrobot XI QUIKOMP
• "Monrobot XI" (PDF) . Informes EDP estándar de AUERBACH . 6 : 715–804.
• Manual de programación Monrobot XI. 1964.
• "Ordenador Monrobot XI". www.dopecc.net .
• Vídeo de la charla en el Vintage Computer Festival East 7.0 (15 de mayo de 2011) - 'Aventuras con el ordenador Monrobot XI' - Don Caselli

• Ficha técnica del Monrobot XI (material promocional)
• Texto de Monrobot XI (material promocional)
• Materiales relacionados con el Monrobot XI (material promocional y manual)