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RISC iX

RISC iX es un sistema operativo Unix descontinuado diseñado para ejecutarse en una serie de estaciones de trabajo basadas en el microordenador Acorn Archimedes . [ 1 ] Basado en...

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RISC iX es un sistema operativo Unix descontinuado diseñado para ejecutarse en una serie de estaciones de trabajo basadas en el microordenador Acorn Archimedes . [ 1 ] Basado en gran medida en 4.3BSD , se completó inicialmente en 1988, un año después de Arthur pero antes de RISC OS . [ 2 ] Se introdujo en la estación de trabajo R140 basada en ARM2 en 1989, [ 3 ] seguido por las estaciones de trabajo de la serie R200 basadas en ARM3 en 1990. [ 4 ]

Características

Acorn eligió BSD 4.3 como base para RISC iX debido a sus orígenes académicos, que se consideraron más apropiados para el mercado objetivo principal de Acorn: la educación superior. Se citaron los sistemas SunOS y NeXTSTEP como ejemplos de otras "estaciones de trabajo modernas de alto rendimiento que utilizan BSD". Otras razones para elegir BSD incluían una mejor integración de las herramientas de red y conectividad en comparación con System V. [ 5 ]

Aunque Acorn había obtenido la licencia de NeWS de Sun Microsystems en 1987, la amplia adopción industrial del Sistema X Window, incluido el respaldo tardío de Sun, dio como resultado que las tecnologías X11 se incluyeran en RISC iX. [ 7 ] RISC iX 1.2 actualizó el servidor X11 a la versión 4 y fue certificado para cumplir con el perfil base de la Guía de Portabilidad Abierta 3 de X. [ 8 ] [ 9 ]

Curiosamente, la consola del sistema presentaba un mecanismo de copia de texto con dos cursores inspirado en la gama anterior de 8 bits de Acorn, incluido el BBC Micro . [ 10 ] Una de las razones aducidas para la inclusión de esta función era poder proporcionar herramientas de edición de línea de comandos para shells que no las ofrecían y compensar la exclusión de los shells que sí lo hacían. [ 5 ] : 42

El sistema implementó la paginación de demanda transparente de programas ejecutables comprimidos , [ 11 ] : 69 permitiendo que las páginas constituyentes de estos ejecutables comprimidos se carguen en la memoria mediante el mecanismo de paginación de demanda existente y luego se expandan en el lugar para su ejecución, aprovechando la disponibilidad de archivos dispersos (archivos con regiones rellenas con ceros) para reducir el espacio en disco ocupado por estas páginas. También se introdujo la compatibilidad con bibliotecas compartidas , que permite a los procesos compartir código de biblioteca, para solucionar otras consecuencias "desagradables" del tamaño de página de 32 KB del hardware , una de ellas es el exceso de espacio ocupado por los procesos que residen en la memoria principal, especialmente en situaciones donde se necesitan asignar páginas separadas. [ 12 ] [ 13 ] 

A pesar de estas soluciones, se consideraba que las estaciones de trabajo que ofrecían RISC iX se veían limitadas por la unidad de gestión de memoria (MMU) que utilizaba  páginas de 32 KB. [ 14 ] La MEMC, que proporcionaba las capacidades de MMU en la arquitectura del sistema, se diseñó para ser más sencilla de implementar que las MMU contemporáneas, [ 15 ] : 155 proporcionando una tabla de búsqueda de 128 entradas que particionaba efectivamente la RAM física en 128 páginas de igual tamaño, con un  espacio de direcciones de 4 MB dividido en 128 páginas, lo que resultaba en el  tamaño de página de 32 KB empleado en estos sistemas. Una página "lógica" o virtual solo podía asignarse de forma útil a una única página física mediante esta asignación. [ 16 ] Este enfoque recreaba casualmente el empleado por la arquitectura de memoria virtual Atlas de la Universidad de Manchester . [ 15 ] : 156

El hardware que soportaba RISC iX tampoco tenía capacidades de acceso directo a memoria para operaciones de disco, lo que significaba que la CPU dedicaba tiempo a atender interrupciones relacionadas con las transferencias de disco, lo que resultaba en "una reducción definida, pero no una pérdida total, de la potencia de CPU disponible durante las transferencias de disco". [ 17 ] Sin embargo, al reducir la cantidad de datos recuperados, la técnica de descompresión ejecutable redujo la participación de la CPU en la realización de transferencias de disco, aunque a costa de incurrir en el uso de la CPU en la descompresión de las páginas recuperadas. Los resultados positivos del esquema de descompresión también incluyeron una carga reducida en los dispositivos de almacenamiento, importante para el almacenamiento en red, y un rendimiento de transferencia de disco generalmente mejorado. [ 12 ]

Distribución

RISC iX se suministraba preinstalado en hardware informático nuevo o se instalaba in situ desde una unidad de cinta portátil por Granada Microcare, que se llevaba la cinta de instalación. Las actualizaciones a RISC iX 1.2 desde versiones anteriores comenzaban en 349 £ para máquinas R140, y las nuevas instalaciones para máquinas de la serie A400 comenzaban en 999 £. [ 8 ] Las instalaciones requerían 100  MB de espacio en un disco duro o almacenamiento en red adecuado, y se ofrecían paquetes de disco duro y tarjeta SCSI desde 1699 £ para máquinas R140 y desde 2326 £ para máquinas de la serie A400. [ 18 ]

Una vez instalado, era posible realizar una copia de seguridad del sistema operativo principal en tres disquetes , lo que permitía una reinstalación futura mediante el uso de sistemas de archivos remotos o medios de copia de seguridad para transferir archivos a una máquina. [ 19 ]

Hardware

Acorn A680 y Acorn R140

Según la documentación relativa a la disponibilidad de RISC iX 1.2, el sistema operativo podía utilizarse en los R140, R225 y R260, estando preinstalado en el R260, accesible a través de un servidor de archivos (como un R260) en el R225, y como actualización desde RISC iX 1.15 o anterior en el R140. El A540, siendo prácticamente idéntico al R260, [ 20 ] podía soportar RISC iX de fábrica, mientras que las máquinas de la serie A400 requerían una tarjeta SCSI Acorn, y las máquinas más antiguas de la serie A400 también necesitaban una actualización del controlador de memoria y que se hubieran realizado "todas las órdenes de cambio de campo apropiadas". Las máquinas de la serie A300 y el A3000 no eran compatibles, principalmente debido a posibles problemas de compatibilidad con las actualizaciones necesarias para que estas máquinas cumplieran con las especificaciones requeridas, además de las consideraciones de temperatura de funcionamiento con el A3000. [ 18 ] Las máquinas Archimedes posteriores, como los modelos A5000 y A30x0, se introdujeron sin ninguna indicación destacada de  compatibilidad con RISC iX, aunque el hardware de expansión del A5000 fue diseñado para admitir la misma forma de gestión de interrupciones de la tarjeta de expansión que el A540, la serie R y la serie A400/1, específicamente para poder admitir RISC iX . [ 21 ]

Se diseñaron varias máquinas específicamente para ejecutar RISC iX.

M4

Una máquina no comercializada, construida internamente por Acorn para el desarrollo de RISC iX. Se dice que solo se construyeron dos o tres, y una de ellas fue destruida posteriormente. Todos los ejemplares conocidos pertenecen al Museo Nacional de la Computación . [ 22 ]

Sistema de publicación técnica A680

Prototipado para un producto Olivetti pero no lanzado, el A680 contenía un procesador ARM2 , 8 MB de RAM , un disco duro de 70 MB que funcionaba desde un controlador SCSI integrado y una unidad de cinta de cartucho de 40 MB o una unidad de disquete de 2 MB. Se podían instalar hasta cuatro tarjetas de expansión "módulo", aunque una ranura estaba ocupada por la tarjeta de expansión de impresora láser (LBP) que admitía una impresora láser de bajo costo de accionamiento directo como alternativa a una impresora PostScript conectada a través del puerto serie. [ 23 ] : 2 El sistema estaba diseñado para ejecutar FrameMaker de Frame Technology bajo el sistema operativo "Acorn UNIX" y el entorno gráfico NeWS. [ 23 ] : 4 Para admitir 8 MB de RAM, se emplearon unidades de controlador de memoria dual (MEMC). [ 23 ] : 10     

Según se informa, el A680 fue el primer objetivo para RISC iX y se diferenciaba en ciertos aspectos de los modelos Archimedes y de la serie R. Por ejemplo, ninguna otra máquina de Acorn Computers incluía SCSI integrado . [ 22 ] Sin embargo, se rumorea que el sobrecalentamiento del controlador SCSI fue una de las razones por las que la máquina nunca se lanzó al mercado.

R140

Basado en el A440/1, el R140 utiliza el mismo procesador ARM2 de 8 MHz y 4 MB de RAM, además de un disco duro ST506 de 60 MB , con la opción de añadir un segundo disco duro mediante el mismo controlador interno. Se disponía de un adaptador SCSI (con un precio de 299 £ más IVA) para otros periféricos de almacenamiento. Dado que el hardware se basa en la serie Archimedes, se podían añadir las expansiones de módulos de Acorn, aunque habría sido necesario escribir los controladores correspondientes. [ 11 ] : 47   

En el momento de su lanzamiento inicial en 1989, el precio del R140 era de 3500 libras esterlinas para una estación de trabajo independiente sin conectividad Ethernet. Por el coste adicional de la expansión Ethernet (449 libras esterlinas más IVA), se podía configurar una estación de trabajo con capacidad de red. También se podía añadir una tarjeta de expansión de punto flotante [ 24 ] basada en el WE32206 (con un precio de 599 libras esterlinas más IVA). [ 25 ] A principios de 1990 se introdujo un descuento que ofrecía el R140 con expansión Ethernet y un monitor a color de 14 pulgadas con software de emulación de PC o un monitor monocromo de 19 pulgadas por 2999 libras esterlinas más IVA. [ 26 ]

Equipada con RISC  OS  2 en ROM, la máquina arrancaría ese sistema operativo y luego podría arrancar automáticamente RISC iX eliminando completamente RISC OS de la memoria o continuar ejecutando RISC  OS , reiniciándose opcionalmente en RISC iX en cualquier momento. [ 27 ]  

Un A440/1 común con al menos 4  MB de RAM y un disco duro adecuado también podría ejecutar RISC iX. [ 18 ]

R260

Basado en el A540, [ 28 ] el R260 originalmente contenía un procesador ARM3  de 30 MHz , 8 MB de RAM (actualizable a 16 MB), adaptador SCSI y un disco duro SCSI de 100 MB [ 4 ] [ 14 ] o 120 MB [ 29 ] (normalmente un Conner CP30100 ). Arrancaba del mismo estilo que el R140 anterior, pero normalmente estaba configurado para que los clientes arrancaran directamente en RISC iX. [ 30 ] La máquina se suministraba con un adaptador Ethernet .    

El sistema se lanzó en 1990 con un precio de 3995 libras esterlinas más IVA, [ 31 ] habiendo sido anunciado con un precio de 5000 libras esterlinas más IVA. [ 4 ] Un acelerador de punto flotante o "coprocesador aritmético", el FPA10, estuvo disponible en 1993 para el R260, así como para las máquinas A540 y A5000, con un precio de 99 libras esterlinas más IVA. Estas máquinas fueron diseñadas para admitir el dispositivo FPA a través de un zócalo dedicado en la tarjeta del procesador (o, en el caso del A5000, en la placa base), y ofrecían un rendimiento máximo de 5  MFLOPS a 26  MHz. [ 32 ]

Un A540 con una configuración similar podía ejecutar RISC iX. [ 18 ] La producción del A540 y el R260 se interrumpió a mediados de 1993. [ 33 ]

R225

El R225 era una versión sin disco del R260. Requería un servidor de archivos de red o un R260 para arrancar. [ 18 ] El sistema se lanzó junto con el R260 a un precio de 1995 £ más IVA, [ 31 ] habiendo sido anunciado con un precio de 3000 £ más IVA. [ 4 ]

Periféricos

Además del estándar Ethernet de la industria, se admitía el protocolo Econet propio de Acorn, lo que facilitaba la conectividad entre Econet y las redes Ethernet basadas en IP . [ 34 ] Además, la interfaz Econet en una estación de trabajo RISC iX podía tratarse como una interfaz de "red Unix", lo que permitía enviar solicitudes TCP/IP a través de Econet a hosts capaces de procesarlas. [ 35 ] En 1991, con la creciente difusión de Ethernet en las redes universitarias, Acorn ofreció un paquete de inicio de puerta de enlace de red que incluía el R140 equipado con adaptadores Econet y Ethernet a un precio de 2499 libras esterlinas, con una licencia para el paquete de protocolos TCP/IP incluida para permitir que los ordenadores Archimedes se comunicaran con dichas redes basadas en Ethernet a través de la puerta de enlace. [ 36 ]

Las capacidades de puerta de enlace Econet similares se extendieron posteriormente a ordenadores que ejecutaban RISC OS con el producto TCP/IP Protocol Suite de Acorn [ 37 ] y con el conjunto más amplio de tecnologías Acorn Universal Networking (AUN) [ 38 ] , y una actualización del controlador del dispositivo proporcionó finalmente un medio similar para enrutar comunicaciones TCP/IP a través de redes Econet para máquinas RISC OS. [ 39 ]

Software de aplicación

En 1989, Acorn anunció el soporte para el R140 de varios proveedores de software de aplicación, incluido Informix , junto con aplicaciones como Uniplex, Q-Office (de Quadratron), Tetraplan, Sculptor (de MPD), Sea Change (de Thomson), [ 40 ] Recital ("una base de datos relacional compatible con dBase ") y Q-Calc ("una hoja de cálculo compatible con Lotus "). [ 41 ] Las aplicaciones para administración escolar y gestión financiera - SIMS y SCRIPT (un sistema de administración escolar basado en COBOL [ 42 ] ) - también se ofrecieron en un paquete con la estación de trabajo R140. [ 43 ] La herramienta de desarrollo de aplicaciones de base de datos DataFlex se anunció para el R140 a mediados de 1990. [ 44 ]

Legado

A pesar de que Acorn declaró su intención de ofrecer un sistema Unix ya en 1982, [ 45 ] siendo la plataforma National Semiconductor 32016 el vehículo propuesto para dicho producto, las dificultades técnicas con el chipset del 32016 llevaron a que la estación de trabajo Acorn Cambridge , el producto superviviente de la gama de ordenadores empresariales Acorn , se comercializara con un sistema operativo propietario de Acorn en lugar de la oferta Unix basada en Xenix prevista . [ 46 ]

Sin embargo, con el desarrollo del chipset ARM, Acorn finalmente estuvo en condiciones de ofrecer su propio sistema capaz de ejecutar Unix, anunciando ya en otoño de 1987 el trabajo en una "estación de trabajo de gama alta basada en ARM para ejecutar el sistema operativo Unix" para su lanzamiento a mediados de 1988 para competir con los modelos Sun y Apollo en el mercado de la educación superior, con un "coprocesador aritmético" WE32206 incorporado. [ 47 ] Surgieron informes de que Acorn encargó a una pequeña empresa de portabilidad de Unix, XI Software, que entregara una versión de System V Release 2 para sus sistemas basados ​​en ARM, [ 48 ] presumiblemente referenciada como "Acorn UNIX" en la literatura para su Sistema de Publicación Técnica no lanzado, [ 23 ] : 4 también conocido como "Acorn RISC Unix" en ciertos catálogos de la historia de Unix. [ 49 ]

Finalmente, a principios de 1989, la compañía lanzó al mercado el R140, que ejecutaba el RISC iX derivado de BSD, junto con la segunda iteración de los modelos Archimedes de la serie 400 basados ​​en ARM2. En 1990, lanzó los modelos R225 y R260, junto con el Archimedes 540 de gama alta basado en ARM3, cumpliendo así sus ambiciones iniciales en el lapso de un par de años. La introducción de los R225 y R260 reavivó el entusiasmo de algunos comentaristas que admitían que el anterior R140 basado en ARM2, junto con la competencia basada en los procesadores 80386 , 68020 y 68030 , tenía poca potencia para ejecutar configuraciones complejas del sistema X Window, Motif, X.desktop y otros programas, pero consideraban que los productos ARM3 de Acorn, junto con la competencia basada en los procesadores 80486 , SPARC y 88000, eran más capaces de realizar dichas tareas. [ 50 ]

Sin embargo, Acorn suspendió la producción del R260 en 1993, [ 33 ] poco después de anunciar la unidad aceleradora de punto flotante, [ 51 ] que se había prometido para 1991 y se retrasó repetidamente, [ 52 ] y posteriormente no ofreció nuevos productos de sistema RISC iX. Aunque existían expectativas de que la empresa matriz de Acorn, Olivetti , pudiera haber brindado oportunidades para productos de estaciones de trabajo Unix basados ​​en ARM, aprovechando su relación con AT&T como propietaria de Unix, se hizo evidente que los propios intereses de AT&T se centraban en productos basados ​​en la arquitectura SPARC , [ 53 ] ya que AT&T también tenía una participación accionaria en Sun. [ 54 ] La propia estrategia de estaciones de trabajo de Olivetti fue incoherente a principios de la década de 1990, con la compañía anunciando productos basados ​​en las arquitecturas MIPS y Alpha antes de decantarse una vez más por la arquitectura de Intel. [ 55 ]

Rendimiento de la serie Acorn R y de varios competidores en orden cronológico aproximado de su introducción.

Olivetti había fabricado previamente una estación de trabajo, la CP486, basada en el Intel 80486 que ejecutaba SCO Unix o Xenix y ofrecía soporte para la unidad de punto flotante Weitek 4167 y el "acelerador de aplicaciones" Intel i860 . Esta máquina estuvo disponible en 1989 y se describió como la base de una "estación de trabajo de autoría de alto costo" en una iniciativa europea, [ 56 ] pero era bastante más cara que las estaciones de trabajo RISC iX de Acorn, costando $ 16,250 para una configuración con 4  MB de RAM y 150  MB de disco duro. [ 57 ] Las comparaciones de rendimiento de hardware rudimentarias basadas en pruebas de rendimiento de Dhrystone en entornos similares, tomando resultados de pruebas de rendimiento de CP486 ejecutadas en DOS y de pruebas de rendimiento de Archimedes ejecutadas en RISC OS [ 58 ] , indican que la CP486 era aproximadamente cuatro veces más rápida que la R140 y aún más rápida que la R260. El rendimiento de la aritmética de punto flotante del CP486 era aproximadamente el doble que el del R260 con FPA instalado. [ 57 ] De mayor relevancia para el propio RISC iX, en el contexto de las estaciones de trabajo desarrolladas para iniciativas europeas, el sistema Chorus se utilizaría como base del sistema operativo Unix proporcionado, tanto en la estación de trabajo de autoría basada en 486 como en la "estación de trabajo de entrega de bajo costo" basada en ARM3, [ 59 ] [ 60 ] habiendo Chorus portado al procesador ARM3. [ 61 ]

En términos de rendimiento computacional, el R140 de Acorn se comparó desfavorablemente con otros modelos de 1989, como el Sun SPARCstation 1 [ 62 ] y el Digital DECstation 3100, [ 63 ] particularmente en lo que respecta al rendimiento de punto flotante, aunque tales desventajas podrían haberse pasado por alto en una estación de trabajo de nivel básico que costaba alrededor de £4,000 o aproximadamente $ 6,545 , en comparación con $ 12,620 para el DECstation 3100, o $ 7,995 para el DECstation 2100 de nivel básico. [ 63 ] El R260 se comparó más favorablemente en términos de rendimiento de enteros con sus contemporáneos que empleaban procesadores como el Intel 486 y el Motorola 68030, pero se comparó menos favorablemente con los modelos basados ​​en 68040 y los modelos más nuevos de los proveedores tradicionales de estaciones de trabajo RISC. [ 64 ] En términos de precios, aunque el R260 mantuvo un precio similar al del R140, la creciente competencia de precios entre Digital y Sun hizo que modelos como el DECstation 2100 bajaran a $5,950 incluso antes de la introducción del R260 a un precio ya reducido de £3,995 , equivalente a $ 7,094 . [ 65 ] En el momento de la introducción del hardware de punto flotante para el R260 en 1993, el rendimiento del R260 era decididamente poco competitivo con los modelos DECstation basados ​​en MIPS finales y los modelos SPARCstation contemporáneos. [ 66 ]

En 1994, se lanzó el Risc PC con un chipset mejorado que permitía ejecutar Unix, y en medio de cierto interés en el "gran potencial" de Unix ejecutándose en la nueva máquina, [ 67 ] se anunció la iniciativa independiente RiscBSD en agosto de 1994 para llevar "una base de BSD4.4, probablemente la variante NetBSD" a esta plataforma de hardware. [ 68 ] Un " núcleo muy, muy alfa " fue presentado después de seis semanas de trabajo inicial por los desarrolladores de RiscBSD en la feria Acorn World a finales de 1994. Mientras tanto, otra iniciativa, ArcBSD, buscaba portar FreeBSD a "todas las máquinas Acorn de 32 bits con suficiente RAM y espacio en disco duro". [ 69 ]

Aunque no se desarrolló con una participación significativa de Acorn, RiscBSD finalmente se convirtió en NetBSD /arm32 (siendo importado en NetBSD 1.2 [ 70 ] ) y se utilizó en un producto basado en PC Risc vendido por la empresa conjunta educativa de Acorn, Xemplar, llamado NCServer. [ 71 ] El soporte para este producto continuó después de la adquisición de Xemplar por parte de Apple en 1999 a través de una empresa, Precedence Technologies, fundada para continuar el desarrollo después de haber adquirido el inventario restante de computadoras de red. [ 72 ] [ 73 ] El producto evolucionó para emplear hardware de servidor basado en la placa Simtec CATS, proporcionando acceso a archivos y aplicaciones almacenados en el servidor a través de una interfaz basada en HTML, con computadoras de red basadas en RISC OS que podían ejecutar el conjunto de aplicaciones NCWorks personalizadas a partir de varias aplicaciones conocidas de RISC OS como Draw, Paint, EasiWriter, DataPower y Schema. [ 74 ] El soporte de NetBSD para las máquinas Acorn se proporcionó finalmente mediante el puerto acorn32 para los modelos de la familia Risc PC y A7000 , [ 75 ] junto con el puerto acorn26 para los modelos Archimedes, de la serie A y de la serie R, aportando así una variante Unix más moderna a las estaciones de trabajo Unix originales de Acorn. [ 76 ]

Referencias

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