Atlas (computadora) - Atlas (computer)

Computadora Atlas
Atlas de la Universidad de Manchester, enero de 1963.JPG
Atlas de la Universidad de Manchester en enero de 1963
Familia de productos Ordenadores de Manchester
Fecha de lanzamiento 1962
Unidades vendidas 3 (+ 3 Atlas 2 )

El ordenador Atlas fue uno de los primeros del mundo superordenadores , en uso desde 1962 hasta 1971. Fue considerado como el ordenador más potente del mundo en ese momento. La capacidad de Atlas promovió el dicho de que cuando se desconectaba, se perdía la mitad de la capacidad informática del Reino Unido. Se destaca por ser la primera máquina con memoria virtual (en ese momento denominada "almacenamiento de un nivel") que utiliza técnicas de paginación ; este enfoque se extendió rápidamente y ahora es omnipresente.

Atlas era una computadora de segunda generación que usaba transistores de germanio discretos . Atlas se creó en un esfuerzo de desarrollo conjunto entre la Universidad de Manchester , Ferranti International plc y Plessey Co., plc . Se construyeron otras dos máquinas Atlas: una para British Petroleum y la Universidad de Londres , y otra para el Laboratorio de Computación Atlas en Chilton, cerca de Oxford .

Ferranti construyó un sistema derivado para la Universidad de Cambridge . Llamado Titan , o Atlas 2, tenía una organización de memoria diferente y ejecutaba un sistema operativo de tiempo compartido desarrollado por el Laboratorio de Computación de la Universidad de Cambridge. Se entregaron dos Atlas 2 más: uno al Centro CAD en Cambridge (más tarde llamado CADCentre, luego AVEVA ), y el otro al Establecimiento de Investigación de Armas Atómicas (AWRE), Aldermaston.

El Atlas de la Universidad de Manchester fue dado de baja en 1971. El Atlas final, la máquina CADCentre, se apagó a finales de 1976. Partes del Atlas de Chilton se conservan en los Museos Nacionales de Escocia en Edimburgo; la propia consola principal fue redescubierta en julio de 2014 y se encuentra en el Laboratorio Rutherford Appleton en Chilton, cerca de Oxford .

Historia

Fondo

Durante 1956 hubo una creciente conciencia de que el Reino Unido se estaba quedando atrás de los EE. UU. En el desarrollo de computadoras. En abril, BW Pollard de Ferranti dijo en una conferencia informática que "hay en este país una gama de computadoras de velocidad media, y las únicas dos máquinas que son realmente rápidas son la Cambridge EDSAC 2 y la Manchester Mark 2, aunque ambas todavía lo son muy lento en comparación con las máquinas estadounidenses más rápidas ". Esto fue seguido por preocupaciones similares expresadas en el informe de mayo al Comité Asesor del Departamento de Investigación Científica e Industrial sobre Máquinas Calculadoras de Alta Velocidad, más conocido como el Comité Brunt.

Durante este período, el equipo de Tom Kilburn en la Universidad de Manchester había estado experimentando con sistemas basados ​​en transistores , construyendo dos pequeñas máquinas para probar varias técnicas. Este era claramente el camino a seguir, y en el otoño de 1956, Kilburn comenzó a sondear a posibles clientes sobre las características que querrían en una nueva máquina basada en transistores. La mayoría de los clientes comerciales señalaron la necesidad de admitir una amplia variedad de dispositivos periféricos, mientras que la Autoridad de Energía Atómica sugirió una máquina capaz de realizar una instrucción cada microsegundo, o como se conocería hoy, 1 MIPS de rendimiento. Esta solicitud posterior llevó al nombre del diseño prospectivo, MUSE, para el motor de microsegundos .

La necesidad de admitir muchos periféricos y la necesidad de funcionar rápido, naturalmente, están en desacuerdo. Un programa que procesa datos de un lector de tarjetas , por ejemplo, pasará la mayor parte de su tiempo esperando que el lector envíe el siguiente bit de datos. Para admitir estos dispositivos y al mismo tiempo hacer un uso eficiente de la unidad central de procesamiento (CPU), el nuevo sistema necesitaría tener memoria adicional para almacenar datos en búfer y tener un sistema operativo que pudiera coordinar el flujo de datos alrededor del sistema.

Muse se convierte en Atlas

Cuando el Comité Brunt se enteró de los diseños estadounidenses nuevos y mucho más rápidos, Univac LARC e IBM STRETCH , pudieron llamar la atención de la National Research Development Corporation (NDRC), responsable de trasladar tecnologías de los grupos de investigación de la era de la guerra al mercado. . Durante los siguientes dieciocho meses, mantuvieron numerosas reuniones con posibles clientes, equipos de ingeniería en Ferranti y EMI , y equipos de diseño en Manchester y el Royal Radar Establishment .

A pesar de todo este esfuerzo, en el verano de 1958, todavía no había fondos disponibles de la NDRC. Kilburn decidió hacer avanzar las cosas construyendo una Muse más pequeña para experimentar con varios conceptos. Esto se pagó utilizando fondos del Mark 1 Computer Earnings Fund, que recaudaba fondos alquilando tiempo en el Mark 1 de la Universidad. Poco después de que comenzara el proyecto, en octubre de 1958, Ferranti decidió involucrarse. En mayo de 1959 recibieron una subvención de 300.000 libras esterlinas de la NDRC para construir el sistema, que se devolvería con el producto de las ventas. En algún momento durante este proceso, la máquina pasó a llamarse Atlas.

El diseño detallado se completó a fines de 1959 y se estaba procediendo a la construcción de los compiladores . Sin embargo, el sistema operativo de Supervisor ya estaba muy atrasado. Esto llevó a David Howarth, recién contratado en Ferranti, a expandir el equipo del sistema operativo de dos a seis programadores. En lo que se describe como un esfuerzo hercúleo, liderado por el incansable y enérgico Howarth, el equipo finalmente entregó un Supervisor que constaba de 35.000 líneas de lenguaje ensamblador que tenía soporte para multiprogramación para resolver el problema del manejo periférico.

Instalaciones Atlas

El primer Atlas se construyó en la universidad a lo largo de 1962. El calendario se vio aún más limitado por el cierre previsto de la máquina Ferranti Mercury a finales de diciembre. Atlas cumplió con este objetivo y fue encargado oficialmente el 7 de diciembre por John Cockcroft , director de la AEA. Este sistema solo tenía una versión anterior de Supervisor, y el único compilador era para Autocode . No fue hasta enero de 1964 que se instaló la versión final de Supervisor, junto con los compiladores de ALGOL 60 y Fortran .

A mediados de la década de 1960, la máquina original estaba en uso continuo, basado en un programa de 20 horas por día, durante el cual se podían ejecutar hasta 1,000 programas. El tiempo se dividió entre la Universidad y Ferranti, el último de los cuales cobraba 500 libras la hora a sus clientes. Una parte de esto se devolvió al Fondo de ganancias informáticas de la Universidad. En 1969, se estimó que el tiempo de computadora recibido por la Universidad costaría £ 720,000 si se hubiera alquilado en el mercado abierto. La máquina se apagó el 30 de noviembre de 1971.

Ferranti vendió otras dos instalaciones Atlas, una a un consorcio conjunto de la Universidad de Londres y British Petroleum en 1963, y otra al Atomic Energy Research Establishment (Harwell) en diciembre de 1964. La máquina AEA se trasladó más tarde al Atlas Computer Laboratory en Chilton. unos metros fuera de la valla delimitadora de Harwell, que la colocaba en tierras civiles y, por lo tanto, era mucho más fácil de acceder. Esta instalación se convirtió en el Atlas más grande, con 48 kW de memoria central de 48 bits y 32 unidades de cinta. Se puso tiempo a disposición de todas las universidades del Reino Unido. Fue cerrado en marzo de 1974.

Titán y Atlas 2

En febrero de 1962, Ferranti entregó algunas partes de una máquina Atlas a la Universidad de Cambridge y, a cambio, la Universidad las utilizaría para desarrollar una versión más barata del sistema. El resultado fue la máquina Titan, que entró en funcionamiento en el verano de 1963. Ferranti vendió dos más de este diseño con el nombre Atlas 2, uno al Atomic Weapons Research Establishment (Aldermaston) en 1963, y otro al Computer patrocinado por el gobierno. Centro de Diseño Auxiliar en 1966.

Legado

Atlas había sido diseñado como respuesta a los programas LARC y STRETCH de EE. UU. En última instancia, ambos superaron a Atlas en el uso oficial, LARC en 1961 y STRETCH unos meses antes que Atlas. Atlas fue mucho más rápido que LARC, aproximadamente cuatro veces, y funcionó un poco más lento que STRETCH: Atlas agregó dos números de punto flotante en aproximadamente 1,59 microsegundos, mientras que STRETCH hizo lo mismo en 1,38 a 1,5 microsegundos. No se intentaron más ventas de LARC y no está claro cuántas máquinas STRETCH se produjeron finalmente.

No fue hasta la llegada en 1964 del CDC 6600 que el Atlas fue superado significativamente. Los CDC declararon más tarde que fue una descripción de Muse de 1959 la que dio a los CDC ideas que aceleraron significativamente el desarrollo del 6600 y permitieron que se entregara antes de lo estimado originalmente. Esto le llevó a ganar un contrato para CSIRO en Australia, que originalmente había estado en conversaciones para comprar un Atlas.

Ferranti estaba atravesando serias dificultades financieras a principios de la década de 1960 y decidió vender la división informática a International Computers and Tabulators (ICT) en 1963. ICT decidió centrarse en el mercado de gama media con su serie ICT 1900 , una gama flexible de máquinas basado en el canadiense Ferranti-Packard 6000 .

Descripción técnica

Hardware

La máquina tenía muchas características innovadoras, pero los parámetros operativos clave eran los siguientes (el tamaño de la tienda se relaciona con la instalación de Manchester; los demás eran más grandes):

  • Tamaño de palabra de 48 bits . Una palabra puede contener un número de coma flotante, una instrucción, dos direcciones de 24 bits o enteros con signo, u ocho caracteres de 6 bits.
  • Un sumador rápido que utiliza circuitos novedosos para minimizar el tiempo de propagación de acarreo.
  • Espacio de direcciones de 24 bits (2 millones de palabras, 16 millones de caracteres) que abarcaba la tienda del supervisor ('sagrada'), la tienda V, la tienda fija y la tienda del usuario
  • 16 K palabras de almacenamiento central (equivalente a 96 KB ), con intercalado de direcciones pares / impares
  • 8 K palabras de memoria de solo lectura (denominado almacenamiento fijo). Este contenía las rutinas de supervisor y extracode.
  • 96K palabras de almacenamiento de batería (equivalente a 576 KB), divididas en cuatro baterías pero integradas con el almacenamiento central mediante memoria virtual
  • 128 registros de índice de alta velocidad (líneas B) que podrían usarse para la modificación de direcciones en las instrucciones en su mayoría de doble modificación. El espacio de direcciones de registro también incluía registros especiales como la dirección del operando extracode y el exponente del acumulador de punto flotante . Tres de los 128 registros eran registros de contador de programa : 125 era control de supervisor (interrupción), 126 era control de código extra y 127 era control de usuario. El registro 0 siempre mantuvo el valor 0.
  • Capacidad para la adición de (por el momento) nuevos sofisticados periféricos tales como cintas magnéticas , incluyendo el acceso directo a memoria (DMA) Instalaciones
  • Control de periféricos a través de direcciones V-store ( E / S mapeadas en memoria ), interrupciones y rutinas extracódigo, mediante la lectura y escritura de direcciones de tiendas conectadas especiales.
  • Una memoria asociativa (memoria direccionable por contenido ) de registros de direcciones de página para determinar si la ubicación de memoria virtual deseada estaba en el almacén central.
  • Canalización de instrucciones

Atlas no usó un mecanismo de reloj síncrono, era un procesador asíncrono , por lo que las mediciones de rendimiento no fueron fáciles, pero como ejemplo:

Extracódigo

Una característica del Atlas era el "Extracode", una técnica que permitía implementar complejas instrucciones en el software. El hardware dedicado aceleró la entrada y el retorno de la rutina extracode y el acceso al operando; Además, el código de las rutinas extracode se almacenaba en la ROM, a la que se podía acceder más rápido que el almacén central.

Los diez bits superiores de una instrucción de máquina Atlas de 48 bits eran el código de operación . Si el bit más significativo se puso a cero, se trataba de una instrucción de máquina ordinaria ejecutada directamente por el hardware. Si el bit superior se estableció en uno, se trataba de un código extra y se implementó como un tipo especial de salto de subrutina a una ubicación en la memoria fija ( ROM ), y su dirección estaba determinada por los otros nueve bits. Se implementaron alrededor de 250 códigos extra, de los 512 posibles.

Los extracódigos eran lo que hoy se llamaría interrupción o trampa de software . Se usaron para llamar procedimientos matemáticos que habrían sido demasiado ineficientes para implementar en hardware , por ejemplo , seno , logaritmo y raíz cuadrada . Pero aproximadamente la mitad de los códigos se designaron como funciones de supervisor, que invocaban procedimientos del sistema operativo . Los ejemplos típicos serían "Imprimir el carácter especificado en la secuencia especificada" o "Leer un bloque de 512 palabras de la cinta lógica N". Los extracódigos eran el único medio por el cual un programa podía comunicarse con el supervisor. Otras máquinas del Reino Unido de la época, como Ferranti Orion , tenían mecanismos similares para solicitar los servicios de sus sistemas operativos.

Software

Atlas fue pionero en muchos conceptos de software que todavía son de uso común en la actualidad, incluido Atlas Supervisor , "considerado por muchos como el primer sistema operativo moderno reconocible".

Uno de los primeros lenguajes de alto nivel disponibles en Atlas se llamó Atlas Autocode , que era contemporáneo de Algol 60 y se creó específicamente para abordar lo que Tony Brooker percibió como algunos defectos en Algol 60. Sin embargo, Atlas admitió Algol 60 , así como Fortran y COBOL , y ABL (Atlas Basic Language, un lenguaje de entrada simbólico cercano al lenguaje de máquina). Al ser una computadora universitaria, fue patrocinada por un gran número de la población estudiantil, que tenía acceso a un entorno de desarrollo de código de máquina protegido .

Varios de los compiladores se escribieron utilizando el Compilador Compilador , considerado el primero de su tipo.

También tenía un lenguaje de programación llamado SPG = System Program Generator. En tiempo de ejecución, un programa SPG podría compilar más programas por sí mismo. Podría definir y usar macros . Sus variables estaban en <corchetes angulares> y tenía un analizador de texto, lo que le daba al texto del programa SPG una semejanza con la forma Backus-Naur .

Integración de hardware / software

Atlas se concibió desde el principio como una supercomputadora que incluiría un sistema operativo integral. El hardware incluía características específicas que facilitaban el trabajo del sistema operativo. Por ejemplo, las rutinas extracode y las rutinas de interrupción tenían almacenamiento, registros y contadores de programa dedicados; Por lo tanto, un cambio de contexto del modo de usuario al modo extracode o al modo ejecutivo, o del modo extracode al modo ejecutivo, fue muy rápido.

Ver también

Notas

Referencias

Citas

Bibliografía

Otras lecturas

  • Adición paralela en computadoras digitales: Un nuevo circuito de 'acarreo' rápido , T. Kilburn, DBG Edwards, D. Aspinall, Proc. IEE Parte B Septiembre de 1959
  • La Unidad Central de Control de la Computadora "Atlas" , FH Sumner, G. Haley, ECY Chen, Procesamiento de Información 1962, Proc. Congreso IFIP '62
  • Sistema de almacenamiento de un nivel , T. Kilburn, DBG Edwards, MJ Lanigan, FH Sumner, IRE Trans. Computadoras electrónicas Abril de 1962 Consultado el 13 de octubre de 2011
  • Kilburn, T. (1 de marzo de 1961). "El sistema operativo Atlas de la Universidad de Manchester parte I: organización interna". The Computer Journal . 4 (3): 222–225. doi : 10.1093 / comjnl / 4.3.222 . ISSN  0010-4620 .
  • Howarth, DJ (1 de marzo de 1961). "La parte II del sistema operativo del Atlas de la Universidad de Manchester: descripción de los usuarios" . The Computer Journal . 4 (3): 226–229. doi : 10.1093 / comjnl / 4.3.226 . ISSN  0010-4620 .
  • El supervisor de Atlas , T. Kilburn, R .B. Payne, D .J. Howarth, reimpreso de Computers — Key to Total Systems Control , Macmillan 1962
  • El sistema de programación Atlas , DJ Howarth, PD Jones, MT Wyld, Comp. J. Octubre de 1962
  • The First Computers: History and Architectures , editado por Raúl Rojas y Ulf Hashagen, 2000, MIT Press, ISBN  0-262-18197-5
  • Una historia de la tecnología informática , MR Williams, IEEE Computer Society Press, 1997, ISBN  0-8186-7739-2

enlaces externos