Войти
 | |
 Внизу находится ЦП PDP-11/40, над ним установлен двойной привод DECtape TU56. | |
| Разработчик | Корпорация цифрового оборудования |
|---|---|
| Семейство продуктов | Программируемый процессор данных |
| Тип | Миникомпьютер |
| Дата выпуска | 1970 ; 51 год назад ( 1970) |
| Проданных единиц | около 600 000 |
| Операционная система | BATCH-11 / DOS-11, DSM-11, IAS, P / OS, RSTS / E, RSX-11, RT-11, Ultrix -11 |
| Платформа | DEC 16 бит |
| Преемник | VAX-11 |
PDP-11 представляет собой серию из 16-битных миникомпьютеров проданных Digital Equipment Corporation (DEC) с 1970 в 1990 - е года, один из набора продуктов в процессоре Запрограммированных данных серии (PDP). В общей сложности было продано около 600 000 PDP-11 всех моделей, что сделало ее одной из самых успешных линеек продукции DEC. Некоторые эксперты считают PDP-11 самым популярным мини-компьютером.
PDP-11 включал ряд инновационных функций в свой набор команд и дополнительные регистры общего назначения, которые значительно упрощали программирование, чем предыдущие модели серии PDP. Кроме того, инновационная система Unibus позволила внешним устройствам легко подключаться к системе с помощью прямого доступа к памяти, открывая систему для широкого спектра периферийных устройств. PDP-11 заменил PDP-8 во многих приложениях реального времени, хотя обе линейки продуктов работали параллельно более 10 лет. Простота программирования PDP-11 сделала его очень популярным и для универсальных вычислений.
Дизайн PDP-11 вдохновил на создание микропроцессоров конца 1970-х, включая Intel x86 и Motorola 68000. Конструктивные особенности операционных систем PDP-11 и других операционных систем от Digital Equipment повлияли на разработку таких операционных систем, как CP / M и, следовательно, MS-DOS. Первая официально названная версия Unix работала на PDP-11/20 в 1970 году. Обычно утверждается, что язык программирования C использовал преимущества нескольких низкоуровневых функций программирования, зависящих от PDP-11, хотя и не изначально по замыслу.
Попытка расширить PDP-11 с 16 до 32-битной адресации привела к созданию VAX-11, часть названия которого заимствована у PDP-11.
В 1963 году DEC представила то, что считается первым коммерческим мини-компьютером в форме PDP-5. Это была 12-битная конструкция, адаптированная из машины LINC 1962 года, которая предназначалась для использования в лабораторных условиях. DEC немного упростила систему LINC и набор инструкций, нацеливая PDP-5 на меньшие настройки, которые не нуждались в мощности их более крупного 18-битного PDP-4. PDP-5 имел успех, в конечном итоге было продано около 50 000 машин.
В течение этого периода компьютерный рынок переходил от длины компьютерного слова, основанной на единицах из 6 бит, к единицам из 8 бит, после введения 7-битного стандарта ASCII. В 1967–1968 годах инженеры DEC разработали 16-разрядную машину, PDP-X, но руководство в конечном итоге отменило проект, поскольку он, казалось, не давал значительного преимущества по сравнению с существующими 12- и 18-разрядными платформами.
Несколько инженеров из PDP-X покинули DEC и сформировали Data General. В следующем году они представили 16-битную Data General Nova. Nova имела большой успех, продав десятки тысяч единиц и выпустив то, что стало одним из основных конкурентов DEC в 1970-х и 1980-х годах.
Последующая попытка под кодовым названием «Настольный калькулятор» рассматривала множество вариантов, прежде чем выбрать то, что стало 16-битным PDP-11; Семейство PDP-11 было объявлено в январе 1970 года, и поставки начались в начале того же года. DEC продала более 170 000 PDP-11 в 1970-х годах.
Первоначально изготовленный из малогабаритной транзисторно-транзисторной логики, в 1975 году была разработана одноплатная версия процессора для крупномасштабной интеграции. Двух- или трехчиповый процессор J-11 был разработан в 1979 году. линейкой PDP-11 были PDP-11/94 и PDP-11/93, представленные в 1990 году.
Архитектура процессора PDP-11 имеет в основном ортогональный набор команд. Например, вместо таких инструкций, как загрузка и сохранение, PDP-11 имеет инструкцию перемещения, для которой либо операнд (источник и место назначения) может быть памятью или регистром. Нет никаких конкретных инструкций ввода или вывода ; PDP-11 использует ввод-вывод с отображением памяти, поэтому используется та же инструкция перемещения ; ортогональность даже позволяет перемещать данные непосредственно с устройства ввода на устройство вывода. Более сложные инструкции, такие как сложение, также могут иметь память, регистр, ввод или вывод в качестве источника или назначения.
Большинство операндов могут применять любой из восьми режимов адресации к восьми регистрам. Режимы адресации обеспечивают регистровую, немедленную, абсолютную, относительную, отложенную (косвенную) и индексированную адресацию и могут указывать автоинкремент и автоматическое уменьшение регистра на один (байтовые инструкции) или два (словарные инструкции). Использование относительной адресации позволяет программе на машинном языке быть независимой от позиции.
В ранних моделях PDP-11 не было выделенной шины для ввода / вывода, а была только системная шина, называемая Unibus, поскольку устройства ввода и вывода были сопоставлены с адресами памяти.
Устройство ввода / вывода определяется адреса памяти, к которой он будет реагировать, и прописали его собственный вектор прерывания и прерывания приоритета. Эта гибкая структура, обеспечиваемая архитектурой процессора, позволила необычайно легко изобрести новые устройства шины, включая устройства для управления оборудованием, которые не были предусмотрены при первоначальной разработке процессора. DEC открыто опубликовала базовые спецификации Unibus, даже предложила прототипы печатных плат интерфейса шины и призвала клиентов разрабатывать собственное оборудование, совместимое с Unibus.
Unibus сделал PDP-11 подходящим для нестандартной периферии. Один из предшественников Alcatel-Lucent, компания Bell Telephone Manufacturing Company, разработала сеть с коммутацией пакетов ( X.25 ) BTMC DPS-1500 и использовала PDP-11 в региональной и национальной системе управления сетью, при этом Unibus напрямую подключался к оборудование ДПС-1500.
Члены семейства PDP-11 с более высокими характеристиками, начиная с систем PDP-11/45 Unibus и 11/83 Q-bus, отошли от подхода с одной шиной. Вместо этого память была связана с выделенными схемами и пространством в шкафу ЦП, в то время как Unibus продолжал использоваться только для ввода-вывода. В PDP-11/70 это было сделано на шаг вперед, добавив выделенный интерфейс между дисками, лентами и памятью через Massbus. Хотя устройства ввода / вывода по-прежнему отображались в адреса памяти, для настройки добавленных интерфейсов шины требовалось дополнительное программирование.
PDP-11 поддерживает аппаратные прерывания с четырьмя уровнями приоритета. Прерывания обслуживаются программными процедурами обслуживания, которые могут указывать, могут ли они сами быть прерваны (достижение вложенности прерываний). Событие, вызывающее прерывание, указывается самим устройством, поскольку оно сообщает процессору адрес своего собственного вектора прерывания.
Векторы прерывания представляют собой блоки из двух 16-битных слов в нижнем адресном пространстве ядра (которое обычно соответствует низкому уровню физической памяти) между 0 и 776. Первое слово вектора прерывания содержит адрес подпрограммы обслуживания прерывания, а второе слово - значение загружаться в PSW (уровень приоритета) при входе в процедуру обслуживания.
В статье об архитектуре PDP-11 содержится более подробная информация о прерываниях.
PDP-11 был разработан с учетом простоты изготовления малоквалифицированным персоналом. Размеры его частей были относительно некритичными. Он использовал объединительную плату с проволочной обмоткой.
PDP-11/03 (вверху справа) LSI-11 (PDP-11/03), представленная в феврале 1975 года, является первой моделью PDP-11, созданной с использованием крупномасштабной интеграции ; весь ЦП содержится на четырех микросхемах LSI производства Western Digital ( набор микросхем MCP-1600 ; пятый чип может быть добавлен для расширения набора команд, как показано на рисунке справа). Он использует шину, которая является близким вариантом юнибуса, называемая шиной LSI или Q-шиной ; он отличается от Unibus прежде всего тем, что адреса и данные мультиплексируются на общий набор проводов, а не на отдельные наборы проводов. Он также немного отличается в том, как он обращается к устройствам ввода-вывода, и в конечном итоге разрешил 22-битный физический адрес (тогда как Unibus допускает только 18-битный физический адрес) и операции в блочном режиме для значительного улучшения пропускной способности (чего Unibus не поддерживает). служба поддержки).
Микрокод ЦП включает отладчик : прошивку с прямым последовательным интерфейсом ( RS-232 или токовая петля ) к терминалу. Это позволяет оператору выполнять отладку, набирая команды и считывая восьмеричные числа, вместо того, чтобы использовать переключатели и лампы для чтения, которые в то время были типичным методом отладки. Таким образом, оператор может проверять и изменять регистры, память и устройства ввода / вывода компьютера, диагностировать и, возможно, исправлять сбои в программном обеспечении и периферийных устройствах (если только сбой не приводит к отключению самого микрокода). Оператор также может указать, с какого диска загружаться.
Обе нововведения повысили надежность и снизили стоимость LSI-11.
Более поздние системы на базе Q-Bus, такие как LSI-11/23, / 73 и / 83, основаны на наборах микросхем, разработанных Digital Equipment Corporation. Более поздние системы Unibus PDP-11 были разработаны для использования аналогичных процессорных карт Q-Bus с использованием адаптера Unibus для поддержки существующих периферийных устройств Unibus, иногда со специальной шиной памяти для повышения скорости.
В линейке Q-Bus были и другие существенные нововведения. Например, система вариант PDP-11/03 введена полная система при включении питания самотестирования (POST).
Плата Q-Bus с процессором LSI-11/2
Чипсет ДЭК "Фонз-11" (F11)
Чипсет DEC "Jaws-11" (J11)
Базовая конструкция PDP-11 была гибкой и постоянно обновлялась для использования новых технологий. Однако ограниченная пропускная способность Unibus и Q-bus начала становиться узким местом производительности системы, а ограничение 16-битного логического адреса затрудняло разработку более крупных программных приложений. В статье об архитектуре PDP-11 описываются аппаратные и программные методы, используемые для обхода ограничений адресного пространства.
32-битный преемник DEC PDP-11, VAX (от «Virtual Address eXtension») преодолел 16-битное ограничение, но изначально был суперминикомпьютером, нацеленным на рынок high-end с разделением времени. Ранние процессоры VAX обеспечивали режим совместимости PDP-11, в котором можно было сразу использовать большую часть существующего программного обеспечения, параллельно с новым 32-разрядным программным обеспечением, но эта возможность была упразднена с первым MicroVAX.
В течение десяти лет PDP-11 была самой маленькой системой, которая могла запускать Unix, но в 1980-х годах IBM PC и его клоны в значительной степени захватили рынок небольших компьютеров; BYTE в 1984 году сообщил, что микропроцессор Intel 8088 ПК может превзойти PDP-11/23 при работе с Unix. Более новые микропроцессоры, такие как Motorola 68000 (1979) и Intel 80386 (1985), также включали 32-битную логическую адресацию. 68000, в частности, способствовал появлению на рынке все более мощных научно-технических рабочих станций, которые часто работали бы с вариантами Unix. К ним относятся HP 9000 серии 200 (начиная с HP 9826A в 1981 году) и 300/400, при этом система HP-UX была перенесена на 68000 в 1984 году; Рабочие станции Sun Microsystems под управлением SunOS, начиная с Sun-1 в 1982 году; Рабочие станции Apollo / Domain, начиная с DN100 в 1981 году, работали под управлением Domain / OS, которая была проприетарной, но предлагала определенную степень совместимости с Unix; и линейка Silicon Graphics IRIS, которая к 1985 году превратилась в рабочие станции на базе Unix (IRIS 2000).
Персональные компьютеры на базе 68000, такие как Apple Lisa и Macintosh или Commodore Amiga, вероятно, представляли меньшую угрозу для бизнеса DEC, хотя технически эти системы могли также работать с производными Unix. В первые годы, в частности, Microsoft «s Xenix был перенесен на такие системы как TRS-80 Model 16 (с до 1 МБ памяти) в 1983 году, и к Apple Lisa с до 2 МБ установленной оперативной памяти, в 1984 году. Массовое производство этих микросхем устранило любое преимущество в стоимости 16-битного PDP-11. Линия персональных компьютеров на базе PDP-11, серия DEC Professional, потерпела коммерческий крах, как и другие ПК, не относящиеся к PDP-11, от DEC.
В 1994 году DEC продала права на системное программное обеспечение PDP-11 компании Mentec Inc., ирландскому производителю плат на базе LSI-11 для персональных компьютеров с архитектурой Q-Bus и ISA, а в 1997 году прекратила производство PDP-11. В течение нескольких лет Mentec производила новые процессоры PDP-11. Другие компании нашли нишу на рынке для замены устаревших процессоров PDP-11, дисковых подсистем и т. Д.
К концу 1990-х не только DEC, но и большая часть компьютерной индустрии Новой Англии, которая была построена на мини-компьютерах, подобных PDP-11, рухнула перед лицом рабочих станций и серверов на базе микрокомпьютеров.
Процессоры PDP-11, как правило, делятся на несколько естественных групп в зависимости от исходной конструкции, на которой они основаны, и того, какую шину ввода-вывода они используют. Внутри каждой группы большинство моделей предлагалось в двух версиях: одна предназначена для производителей оригинального оборудования, а другая - для конечных пользователей. Хотя все модели используют один и тот же набор инструкций, более поздние модели добавляли новые инструкции и интерпретировали некоторые инструкции по-разному. По мере развития архитектуры были также вариации в обработке некоторых регистров состояния процессора и управления.
Оригинальная лицевая панель PDP-11/20 
Оригинальная лицевая панель PDP-11/70 
Позже ПДП-11/70 с дисками и лентой Следующие модели используют юнибус в качестве основного автобуса:
PDP-11/03, крышка снята, чтобы показать плату ЦП, с платой памяти под ней (два из четырех 40-контактных корпусов набора микросхем ЦП были удалены, а дополнительный FPU также отсутствует) Следующие модели используют Q-Bus в качестве основной шины:
Система интеллектуальных терминалов PDT-11/150 имела два 8-дюймовых дисковода для гибких дисков. Серия PDT была настольными системами, продаваемыми как «умные терминалы». / 110 и / 130 были размещены в клеммной коробке VT100. / 150 был размещен в настольном блоке, который включал в себя два 8-дюймовых дисковода для гибких дисков, три асинхронных последовательных порта, один порт принтера, один порт модема и один синхронный последовательный порт, и требовал внешнего терминала. Во всех трех использовался тот же набор микросхем, что и в LSI-11/03 и LSI-11/2 в четырех микрометрах. Существует опция, которая объединяет два микромотора в один двойной носитель, освобождая одно гнездо для микросхемы EIS / FIS. / 150 в сочетании с терминалом VT105 также продавался как MiniMINC, бюджетная версия MINC-11.
Серия DEC Professional - это настольные ПК, предназначенные для конкуренции с более ранними персональными компьютерами IBM на базе 8088 и 80286. Модели оснащены 5-дюймовыми дисководами для гибких дисков и жесткими дисками, за исключением модели 325, в которой нет жесткого диска. Первоначальной операционной системой была P / OS, которая по сути представляла собой RSX-11 M + с системой меню наверху. Поскольку дизайн был разработан, чтобы избежать обмена программным обеспечением с существующими моделями PDP-11, их плохая судьба на рынке не стала неожиданностью ни для кого, кроме DEC. В конечном итоге операционная система RT-11 была перенесена на серию PRO. Порт RSTS / E к PRO серии был также сделан для внутреннего DEC, но он не был освобожден. Модули PRO-325 и -350 основаны на чипсете DCF-11 ("Fonz"), таком же, как в 11/23, 11/23 + и 11/24. PRO-380 основан на чипсете DCJ-11 («Jaws»), таком же, как в 11 / 53,73,83 и других, но работает только на 10 МГц из-за ограничений в наборе микросхем поддержки.
DEC GT40 под управлением Moonlander 
Лабораторный компьютер MINC-23 
В этом контроллере манипулятора робота Unimation использовалось оборудование серии DEC LSI-11. PDP-11 был настолько популярен, что многие нелицензированные миникомпьютеры и микрокомпьютеры, совместимые с PDP-11, были произведены в странах Восточного блока. Некоторые из них были совместимы по выводам с PDP-11 и могли использовать его периферийные устройства и системное программное обеспечение. Это включает:
Для PDP-11 было доступно несколько операционных систем.
|
|
|
Коммуникационный сервер DECSA представлял собой коммуникационную платформу, разработанную DEC на основе PDP-11/24, с возможностью установки пользователем плат ввода-вывода, включая асинхронные и синхронные модули. Этот продукт использовался как одна из первых коммерческих платформ, на которых можно было создавать сетевые продукты, включая шлюзы X.25, шлюзы SNA, маршрутизаторы и терминальные серверы.
Также были доступны адаптеры Ethernet, такие как карта DEQNA Q-bus.
Многие из самых ранних систем в ARPANET были PDP-11.
9-дорожечный ленточный накопитель DEC TU10 также предлагался на компьютерах других серий DEC. Доступен широкий спектр периферийных устройств; некоторые из них также использовались в других системах DEC, таких как PDP-8 или PDP-10. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных периферийных устройств PDP-11.
Семейство компьютеров PDP-11 использовалось для многих целей. Он использовался в качестве стандартного мини-компьютера для вычислений общего назначения, таких как разделение времени, научные, образовательные, медицинские или бизнес-вычисления. Еще одним распространенным приложением было управление процессами в реальном времени и автоматизация производства.
Некоторые OEM- модели также часто использовались в качестве встроенных систем для управления сложными системами, такими как системы светофора, медицинские системы, обработка с числовым программным управлением или для управления сетью. Примером такого использования PDP-11 было управление сетью с коммутацией пакетов Datanet 1. В 1980-х годах обработка данных радара управления воздушным движением в Великобритании проводилась в системе PDP 11/34, известной как PRDS - Processed Radar Display System в RAF. Вест Дрейтон. Программное обеспечение для медицинского линейного ускорителя частиц Therac-25 также работает на 32K PDP 11/23. В 2013 году сообщалось, что программисты PDP-11 потребуются для управления атомными электростанциями до 2050 года.
Другое использование заключалось в хранении тестовых программ для оборудования Teradyne ATE в системе, известной как TSD (Test System Director). Таким образом, они использовались, пока их программное обеспечение не стало неработоспособным из-за проблемы 2000 года. ВМС США использовали PDP-11/34 для управления своим многостанционным устройством пространственной дезориентации, имитатором, используемым в обучении пилотов, до 2007 года, когда он был заменен эмулятором на базе ПК, который мог запускать исходное программное обеспечение PDP-11 и интерфейс с пользовательскими картами контроллера Unibus.
PDP-11/45 использовался в эксперименте по открытию J / ψ-мезона в Брукхейвенской национальной лаборатории. В 1976 году Сэмюэл Си Си Тинг получил за это открытие Нобелевскую премию.
Ersatz-11, продукт D Bit, эмулирует набор команд PDP-11, работающий под DOS, OS / 2, Windows, Linux или автономно (без ОС). Его можно использовать для запуска RSTS или других операционных систем PDP-11.
SimH - это эмулятор, который компилируется и работает на нескольких платформах (включая Linux ) и поддерживает аппаратную эмуляцию для DEC PDP-1, PDP-8, PDP-10, PDP-11, VAX, AltairZ80, нескольких мэйнфреймов IBM и др. миникомпьютеры. Доступны комплекты оборудования, которые имитируют переднюю панель PDP-11, используя SimH в качестве реализации PDP-11.
