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Serie SDS Sigma

Panel frontal del ordenador SDS Sigma 5 en el Museo de Historia de la Computación , Mountain View, California. La serie SDS Sigma es una serie de computadoras de tercera generac...

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Panel frontal del ordenador SDS Sigma 5 en el Museo de Historia de la Computación , Mountain View, California.

La serie SDS Sigma es una serie de computadoras de tercera generación [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] que fueron presentadas por Scientific Data Systems de los Estados Unidos en 1966. [ 4 ] Las primeras máquinas de la serie son la Sigma 2 de 16 bits y la Sigma 7 de 32 bits ; la Sigma 7 fue la primera computadora de 32 bits lanzada por SDS. En ese momento, la única competencia para la Sigma 7 en el ámbito científico era el IBM System/360 .

Los sistemas Sigma 5, 6, 7, 8 y 9 utilizaban direccionamiento por palabras, y el tamaño de la memoria se expresaba en kilopalabras (K ). Por ejemplo, la memoria base del Sigma 5 era de 16K. La memoria física máxima no estaba limitada por la longitud del campo de dirección de instrucción de 17 bits, es decir, 128K, ya que la dirección efectiva podía ampliarse mediante el mapeo de memoria. Debido al ancho de los registros de mapeo, la memoria física máxima era de 512K.

El ordenador CII 10070 era una versión renombrada del Sigma 7 y sirvió de base para los ordenadores Iris 50 e Iris 80 , que, si bien eran versiones mejoradas, seguían siendo compatibles. Los ordenadores de la serie Xerox 500 , introducidos a partir de 1973, también fueron actualizaciones compatibles con los sistemas Sigma, que utilizaban tecnología más reciente.

En 1975, Xerox vendió su negocio de ordenadores a Honeywell, Inc. , que continuó ofreciendo soporte para la línea Sigma durante un tiempo.

Una XDS Sigma 9 en el Museo de la Computación Viviente , Seattle, Washington, EE. UU., 2014

El Sigma 9 podría tener el récord de la vida útil más larga de una máquina vendida cerca del precio minorista original . Las computadoras Sigma 9 todavía estaban en servicio en 1993. En 2011, el Living Computer Museum en Seattle , Washington, adquirió un Sigma 9 de una empresa de servicios (Applied Esoterics/George Plue Estate) y lo puso en funcionamiento. [ 5 ] Esa CPU Sigma 9 estuvo en la Universidad del Sur de Mississippi hasta noviembre de 1985, cuando la Universidad Andrews la compró y la llevó a Michigan. En febrero de 1990, la Universidad Andrews, a través de Keith Calkins, la vendió y la entregó a Applied Esoterics en Flagstaff, Arizona . Keith Calkins puso en funcionamiento el Sigma 9 para el museo en 2012/2013 e instaló el sistema operativo CP-V en diciembre de 2014. Los diversos otros componentes del sistema provenían de otros sitios de usuarios, como Marquette, Samford y Xerox/Dallas.

Modelos

Fuente: [ 6 ]

sistemas de 32 bits

sistemas de 16 bits

Formato de instrucciones

El formato para las instrucciones de referencia de memoria para los sistemas Sigma de 32 bits es el siguiente:

 +-+--------------+--------+------+---------------------------+ |*| Código de operación | R | X | Dirección de referencia | +-+--------------+--------+------+---------------------------+ bit 0 1 7 8 1 1 1 1 3 1 2 4 5 1 El bit 0 indica dirección indirecta. Los bits 1-7 contienen el código de operación (opcode). Los bits 8-11 codifican un operando de registro (0:15). Los bits 12-14 codifican un registro de índice (1:7). El valor 0 indica que no hay indexación. Los bits 16 a 31 codifican la dirección de una palabra de memoria.

Para el Sigma 9, cuando se habilita el direccionamiento extendido real, el campo de dirección de referencia se interpreta de manera diferente dependiendo de si el bit de orden superior es 0 o 1:

 +-+--------------+--------+------+-+-------------------------+ | | | | |0| Dirección en las primeras 64.000 palabras| |*| Código de operación | R | X +-+-------------------------+ | | | | |1| Los 16 bits inferiores de la dirección | +-+--------------+--------+------+-+-------------------------+ bit 0 1 7 8 1 1 1 1 1 3 1 2 4 5 6 1

Si el bit de orden superior es 0, los 16 bits inferiores de la dirección se refieren a una ubicación en las primeras 64K palabras de la memoria principal; si el bit de orden superior es 1, los 16 bits inferiores de la dirección se refieren a una ubicación en un bloque de memoria de 64K palabras especificado por la dirección de extensión en los bits 42-47 de la palabra doble de estado del programa, donde la dirección de extensión se concatena con los 16 bits inferiores de la dirección de referencia para formar la dirección de palabra.

A la dirección de palabra de la instrucción se le añaden dos bits cero para calcular una dirección de byte.

Para las instrucciones que hacen referencia a bytes, los bits 13-31 del registro de índice se suman a la dirección del byte para formar la dirección efectiva. [ 7 ] : 11–12

Para las instrucciones que hacen referencia a medias palabras, a los bits 14-31 del registro de índice se les añade un bit 0, y ese valor se suma a la dirección del byte para formar la dirección efectiva; el bit de orden inferior de esa dirección siempre es 0. [ 7 ] : 11–12

Para las instrucciones que hacen referencia a palabras, a los bits 15-31 del registro de índice se les añaden dos bits 0, y ese valor se suma a la dirección del byte para formar la dirección efectiva; los dos bits de menor orden de esa dirección siempre son 0. [ 7 ] : 11–12

Para las instrucciones que hacen referencia a palabras dobles, a los bits 16-31 del registro de índice se les añaden tres bits 0, y ese valor se suma a la dirección del byte para formar la dirección virtual; los tres bits de menor orden de esa dirección siempre son 0. [ 7 ] : 11–12

Características

UPC

Los sistemas Sigma ofrecían un rendimiento variable, que se duplicaba aproximadamente desde el Sigma 5, el más lento, hasta el Sigma 9 Modelo 3, el más rápido. Por ejemplo, los tiempos de multiplicación de punto fijo de 32 bits oscilaban entre 7,2 y 3,8 μs; la división de punto flotante de 64 bits oscilaba entre 30,5 y 17,4 μs.

La mayoría de los sistemas Sigma incluían dos o más bloques de 16 registros de propósito general. El cambio de bloques se realiza mediante una sola instrucción (LPSD), lo que proporciona un cambio de contexto rápido, ya que no es necesario guardar ni restaurar los registros.

Memoria

En los sistemas Sigma, la memoria se puede direccionar como bytes individuales, medias palabras, palabras o palabras dobles.

Todos los sistemas Sigma de 32 bits, excepto el Sigma 5 y el Sigma 8, utilizaban un mapa de memoria para implementar la memoria virtual . La siguiente descripción se aplica al Sigma 9; otros modelos presentan pequeñas diferencias.

La dirección virtual efectiva de una palabra tiene 17 bits de ancho. Las direcciones virtuales del 0 al 15 están reservadas para referenciar el registro de propósito general correspondiente y no se asignan. En el modo de memoria virtual, los ocho bits de orden superior de una dirección, denominados número de página virtual , se utilizan como índice para una matriz de 256 registros de mapeo de memoria de 13 bits . Los trece bits del registro de mapeo, junto con los nueve bits restantes de la dirección virtual, forman la dirección utilizada para acceder a la memoria real.

La protección de acceso se implementa mediante una matriz independiente de 256 códigos de control de acceso de dos bits, uno por página virtual (512 palabras), que indican una combinación de acceso de lectura/escritura/ejecución o la ausencia de acceso a esa página.

De forma independiente, una matriz de 256 registros de control de acceso de 2 bits para las primeras 128.000 palabras de memoria real funciona como un sistema de "llave y cerradura" junto con dos bits en la palabra doble de estado del programa. El sistema permite marcar las páginas como "desbloqueadas" o que la llave sea una "llave maestra". De lo contrario, la llave en el PSD tendría que coincidir con la cerradura en el registro de acceso para poder referenciar la página de memoria.

Instalaciones de diagnóstico

Todos los bastidores se alimentaban con una fuente de alimentación PT16B que recibía la entrada de alta frecuencia de un par PT14/PT15 montado en el bastidor trasero. Los PT16 podían ajustarse mediante un interruptor para aumentar o disminuir los voltajes (+4, +8 y -4) en un 5% con el fin de amplificar los componentes defectuosos. El panel de control también disponía de un interruptor para aumentar o disminuir la frecuencia de reloj básica por el mismo motivo. Estos dispositivos estaban destinados al personal de mantenimiento.

El Sigma 9 también contaba con una serie de registros denominados "SNAP". Estos recopilaban el estado de varios registros internos del sistema en cada ciclo de reloj. Los principales diagnósticos de la CPU (por ejemplo, 9Auto, 9Suffix), que probaban diversas instrucciones, se suministraban con una cinta de 9 pistas que contenía "Datos Snap". Esto permitía que, al detectar un error, el diagnóstico ejecutara la instrucción en "Modo Snap", lo que permitía al sistema repetir la instrucción fase por fase de la CPU y recopilar los datos reales en los registros Snap, comparándolos con los datos Snap de ejemplo correctos de la cinta. De esta forma, un ingeniero podía identificar rápidamente dónde fallaba un bit de registro, entre otros tipos de fallos.

Periféricos

La entrada/salida se realiza mediante una unidad de control denominada IOP (procesador de entrada/salida). Un IOP proporciona una ruta de datos de 8 bits hacia y desde la memoria. Los sistemas admiten hasta 8 IOP, cada uno de los cuales puede conectar hasta 32 controladores de dispositivos. [ 8 ] [ 9 ]

Un procesador de E/S (IOP) puede ser un procesador de E/S selector (SIOP) o un procesador de E/S multiplexor (MIOP). El SIOP ofrece una velocidad de datos de hasta 1,5 megabytes por segundo (MBPS), pero solo permite que un dispositivo esté activo a la vez. El MIOP, diseñado para admitir periféricos de baja velocidad, permite que hasta 32 dispositivos estén activos simultáneamente, pero ofrece una velocidad de datos agregada de solo 0,3 MBPS.

Almacenamiento masivo

RAD con la tapa abierta y el disco extraído para mantenimiento

El dispositivo de almacenamiento masivo primario , conocido como RAD ( disco de acceso aleatorio ), contiene 512 cabezales fijos y un disco grande (de aproximadamente 600  mm/24  pulgadas de diámetro) montado verticalmente que gira a velocidades relativamente bajas. Gracias a la disposición de los cabezales fijos, el acceso es bastante rápido. Las capacidades varían de 1,6 a 6,0 megabytes y se utilizan para almacenamiento temporal. Los discos multiplato de gran capacidad se emplean para almacenamiento permanente.

Comunicaciones

El subsistema de comunicaciones orientadas a caracteres ( COC ) del Sigma 7611 admite de una a siete unidades de interfaz de línea (LIU). Cada LIU puede tener de una a ocho interfaces de línea capaces de operar en modo simplex , semidúplex o dúplex completo . El COC fue diseñado para transmisiones de datos orientadas a caracteres de baja a media velocidad. [ 10 ]

El procesador de entrada/salida de comunicaciones (CIOP) opcional gestionaba hasta 128 líneas de comunicación a velocidades de 128 a 9600 baudios. Utilizaba 1 KB de memoria dedicada del ordenador central para el control y el estado de las líneas. [ 11 ]

Unidad de control del sistema

La Unidad de Control del Sistema (SCU) era un " procesador de datos microprogramable " que podía interactuar con una CPU Sigma, con dispositivos periféricos y analógicos , y con diversos protocolos de línea. [ 12 ] La SCU ejecuta microinstrucciones horizontales con una longitud de palabra de 32 bits. Un ensamblador cruzado que se ejecuta en un sistema Sigma puede utilizarse para crear microprogramas para la SCU.

Carnegie Mellon Sigma 5

La computadora Sigma 5, propiedad de la Universidad Carnegie Mellon, fue donada al Museo de Historia de la Computación en 2002. El sistema consta de cinco gabinetes de tamaño completo con un monitor, un panel de control y una impresora. Es posible que sea la última Sigma 5 que aún se conserva y está en funcionamiento. [ 13 ]

El Sigma 5 se vendía por 300.000 dólares estadounidenses con 16 kilopalabras de memoria de núcleo magnético de acceso aleatorio , con una actualización de memoria opcional a 32  kW por 50.000 dólares adicionales. El disco duro tenía una capacidad de 3 megabytes . [ 14 ]

software de 32 bits

Sistemas operativos

Los sistemas Sigma 5 y 8 carecen de la función de mapa de memoria. El Sigma 5 es compatible con el Monitor de Control Básico (BCM) y el Monitor de Procesamiento por Lotes (BPM). El Sigma 8 puede ejecutar el Monitor de Lotes en Tiempo Real (RBM), así como BPM/BTM.

Los modelos restantes inicialmente ejecutaban el Monitor de Procesamiento por Lotes (BPM), posteriormente ampliado con una opción de tiempo compartido (BTM); el sistema combinado se conocía generalmente como BPM/BTM. El Sistema Universal de Tiempo Compartido (UTS) estuvo disponible en 1971, ofreciendo funciones de tiempo compartido mucho más avanzadas. Una actualización compatible (o cambio de nombre) de UTS, el Programa de Control V (CP-V), estuvo disponible a partir de 1973 y añadió procesamiento en tiempo real, procesamiento remoto por lotes y procesamiento de transacciones . También estaba disponible un sistema operativo dedicado en tiempo real, el Programa de Control para Tiempo Real (CP-R), para los sistemas Sigma 9. El Sistema Operativo Xerox (XOS), concebido como un reemplazo para IBM DOS/360 (que no debe confundirse con PC DOS de una época posterior), también funcionaba en los sistemas Sigma 6/7/9, pero nunca alcanzó una popularidad significativa.

Sistemas operativos de terceros

Algunos sistemas operativos de terceros estaban disponibles para las máquinas Sigma. Uno se llamaba GEM (por Generalized Environmental Monitor) y se decía que era "bastante parecido a UNIX". [ 15 ] Un segundo se llamaba JANUS , de la Universidad Estatal de Michigan . [ 16 ] [ 17 ]

Software de aplicaciones

El software de Xerox, llamado procesadores , disponible para CP-V en 1978 incluía: [ 18 ]

  • Lenguaje de comandos del lenguaje ejecutivo de terminal (TEL)
  • Intérprete de comandos de control (CCI) contraparte por lotes de TEL
  • Procesadores de gestión del sistema de archivos  : copia de seguridad/restauración (fill, fsave y fres)
  • EASY  : entorno de depuración interactivo en línea para Fortran y BASIC.
  • FORTRAN IV extendido
  • ensamblador de macros Meta-Symbol
  • Ensamblador AP
  • BÁSICO
  • BANDERA  —FORTRAN Cargar y ejecutar
  • ANS COBOL
  • APL
  • TEXTO - procesamiento de textos
  • Juego de rol
  • Lenguaje de simulación (SL-l) † 
  • Cargador de enlace de una sola pasada LINK
  • Cargador superpuesto de dos pasadas LOAD
  • Interfaz de sintaxis simplificada de LYNX para CARGAR
  • Editor de módulos de carga GENMD
  • depurador de lenguaje máquina DELTA
  • Paquete de depuración de FORTRAN (FDP)
  • Depurador en línea de COBOL
  • EDITAR  : editor de texto principalmente para archivos de datos o de origen de idioma.
  • Lenguaje de conversión de periféricos (PCL)  — pronunciado "pickle"  — utilidad para mover/convertir datos
  • Otros procesadores de servicio como SYSGEN, analizador de volcados ANLZ, mantenimiento de bibliotecas
  • Ordenar/Combinar
  • Gestión de bases de datos EDMS † 
  • Simulador discreto de propósito general GPDS † 
  • Análisis del circuito CIRC, †
  • MANAGE  —sistema generalizado de gestión de archivos y generación de informes † 

† Producto del programa, con cargo

software de 16 bits

Sistemas operativos

El Monitor de Control Básico (BCM) para Sigma 2 y 3 proporcionaba "capacidad completa en tiempo real con cierta provisión para procesamiento por lotes en segundo plano". [ 19 ] El Sigma 3 también podía ejecutar RBM.

Clones

Después de que Honeywell descontinuara la producción de hardware Sigma (Xerox había vendido la mayoría de los derechos a Honeywell en julio de 1975), varias compañías produjeron o anunciaron sistemas clones. El Telefile T-85, presentado en 1979, era un reemplazo directo compatible con versiones anteriores para los Sigma de 32 bits. Ilene Industries Data Systems anunció el MOD 9000, un clon del Sigma 9 con una arquitectura de E/S incompatible. Realtime Computer Equipment, Inc. diseñó el RCE-9, un reemplazo directo compatible con versiones anteriores que también podía usar periféricos de IBM. [ 4 ] El Modutest Mod 9 fue rediseñado y construido por Gene Zeitler (Presidente), Lothar Mueller (Vicepresidente Senior) y Ed Drapell, es 100% compatible en hardware y software con el Sigma 9. Fue fabricado y vendido a Telefile, Utah Power and Light, Minnesota Power, Taiwan Power y Ohio College Library Center ( OCLC ). [ 20 ] [ 21 ] La empresa francesa CII produjo clones de Sigma 7, el CII 10070 , el Iris 50 y el Iris 80 .

A partir de 2023, el emulador SIMH puede emular un sistema Sigma 5, 6 o 7. [ 22 ] Una copia de CP-V versión F00 está disponible para ejecutarse en el simulador. [ 23 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Nelson, Richard R.; Centro de Política Científica y Tecnológica de la Escuela de Negocios de la Universidad de Nueva York (1982). Gobierno y progreso técnico: un análisis intersectorial . Pergamon Press. pág.  208. ISBN 9780080288376. En 1965-67, SDS presentó su Serie Sigma de tercera generación (...).
  2. ↑ Krickx, Guido Armand Marie Jules (1988). Evidencia histórica sobre la evolución de los mecanismos de intercambio vertical: ejemplos de la industria de sistemas informáticos . UCLA. pp. 167, 416. 
  3. ↑ "MÓDULOS DE LÓGICA DIGITAL IC. Serie T. Descripción y especificaciones" (PDF) (Revisión 5.ª ed.). Septiembre de 1969. EL ENFOQUE SDS PARA LOS MÓDULOS, pág. -1 (3) . Recuperado el 19 de marzo de 2019 . 
  4. 1 2 "Computadoras que no morirán: la SDS Sigma 7" .
  5. ↑ "Exposiciones de la sala de computadoras" . El Museo de la Computación Viviente . Consultado el 4 de septiembre de 2014 .
  6. ↑ "sigmaCPUs.txt en bitsavers.org" . Consultado el 22 de octubre de 2011 .
  7. 1 2 3 4 Manual de referencia del ordenador SDS Sigma 7 (PDF) . Scientific Data Systems . Octubre de 1969.
  8. ↑ Scientific Data Systems (1966). Procesadores de entrada/salida de la serie Sigma (PDF) . Beverly Hills, CA.: Scientific Data Systems.
  9. ↑ Mendelson, Myron J.; England, AW (7–10 de noviembre de 1966). The SDS Sigma 7: A Real-Time Time-Sharing Computer . 1966 Fall Joint Computer Conference. AFIPS Conference Proceedings. Vol. 29. San Francisco, California : American Federation of Information Processing Societies . doi : 10.1145/1464291.1464296 . Consultado el 18 de enero de 2024 . 
  10. ↑ Xerox Data Systems (1969). Equipo de comunicaciones orientado a caracteres Modelo 7611 (PDF) . pág. 143. 
  11. ↑ Day, Paul; Hines, John (1 de enero de 1973). "Argos: Un sistema operativo para una utilidad informática que admite el control interactivo de instrumentos" . ACM SIGOPS Operating Systems Review . 7 (4). Laboratorio Nacional Argonne, Argonne, Illinois: 23–37 . doi : 10.1145/957195.808046 . Recuperado el 18 de enero de 2024 .
  12. ↑ Xerox Data Systems (1973). Manual de referencia de la unidad de control del sistema (SCU) (preliminar) (PDF) . pág. 147. 
  13. ↑ "Sigma-5 de Carnegie Mellon se jubila tras 30 años de servicio" . Universidad Carnegie Mellon. Junio ​​de 2002. Consultado el 15 de agosto de 2007 .
  14. ↑ Spice, Byron (1 de octubre de 2001). "Despidiéndonos de Sigma 5" . Pittsburgh Post-Gazette . Consultado el 15 de agosto de 2007 .
  15. ↑ Kirkpatrick, Jim. "La era Sigma" . Consultado el 29 de agosto de 2013 .
  16. ↑ Keith G. Calkins (junio de 1984). "La computadora que no morirá: la SDS SIGMA 7" . Consultado el 29 de agosto de 2013 .
  17. ↑ Kopf, JO; Plauger, PJ (1968). "JANUS: un enfoque flexible para el tiempo compartido en tiempo real". Actas de AFIPS '68 (Otoño, Parte II) Actas de la Conferencia Conjunta de Computación de Otoño, Parte II, del 9 al 11 de diciembre de 1968. Conferencia Conjunta de Computación de Otoño. págs. 1033–1042 . doi : 10.1145/1476706.1476722 . S2CID 15577630 .  
  18. ↑ Honeywell Information Systems Inc. (1978). Manual de referencia de gestión del sistema de las computadoras Xerox 560 y Sigma 5/6/7/9 del programa de control Xerox-Five (CP-V) (PDF) .
  19. ↑ Scientific Data Systems (1969). Manual de referencia del monitor de control básico SDS Sigma 2/3 (PDF) . El Segundo, CA.: Scientific Data Systems/una empresa de Xerox.
  20. ^ Presidente de Modutest Systems, Gene Zeitler
  21. ↑ Shoor, Rita (16 de junio de 1980). "Modutest CPU emula Xerox Sigma 9" . Computerworld . Consultado el 20 de agosto de 2012 .
  22. ↑ "SIMH v4.0 - 19-01 Current" . GitHub . Simulador Sigma 5, 6 y 7 de Bob Supnik.
  23. ↑ Rector, Ken. "sigma-cpv-kit" . github . Consultado el 1 de junio de 2023 .

Lecturas adicionales

  • Scientific Data Systems (1968). Manual de referencia del ordenador Sigma 5 (PDF) . El Segundo, California: Scientific Data Systems. pág.  113.
  • Honeywell Information Systems (1971). Manual de referencia del ordenador Xerox Sigma 6 (PDF) . Waltham, Massachusetts: Honeywell Information Systems. pág.  137.
  • Honeywell Information Systems (1973). Manual de referencia de la computadora Xerox Sigma 7 (PDF) . Waltham, Massachusetts: Honeywell Information Systems. pág.  135.
  • Xerox Data Systems (1971). Manual de referencia de la computadora Xerox Sigma 8 (PDF) . El Segundo, California: Xerox Data Systems. pág.  151.
  • Xerox Data Systems (1974). Manual de referencia de las computadoras Xerox Sigma 9 (PDF) . El Segundo, California: Xerox Data Systems. pág.  188.
  • Sistemas en línea en Living Computers: Museum + Labs, un portal a la colección de ordenadores interactivos y de tiempo compartido de Paul Allen , incluido un Xerox Sigma 9 con CP-V .
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