APEXC - APEXC

La serie APE (X) C , o computadora electrónica de uso múltiple (X) fue diseñada por Andrew Donald Booth en Birkbeck College , Londres a principios de la década de 1950. Su trabajo en la serie APE (X) C fue patrocinado por la British Rayon Research Association . Aunque las convenciones de nomenclatura no están claras, parece que el primer modelo pertenecía al BRRA. Según Booth, la X significa X-company.

Una de las series también se conocía como APE (X) C o Computadora electrónica de rayos X de uso múltiple y estaba ubicada en Birkbeck.

Antecedentes

A partir de 1943, Booth comenzó a trabajar en la determinación de estructuras cristalinas utilizando datos de difracción de rayos X. Los cálculos involucrados eran extremadamente tediosos y había un amplio incentivo para automatizar el proceso y desarrolló una computadora analógica para calcular los espaciamientos recíprocos del patrón de difracción.

En 1947, junto con su colaboradora y futura esposa Kathleen Britten , pasó unos meses con el equipo de von Neumann , que era la vanguardia de la investigación informática en ese momento.

ARC y SEC

Booth diseñó una computadora electromecánica, la ARC (Automatic Relay Computer), a fines de la década de 1940 (1947-1948). Más tarde, construyeron una computadora electrónica experimental llamada SEC ( Computadora electrónica simple , diseñada alrededor de 1948-1949) y, finalmente, la serie APE (X) C (Computadora electrónica de uso múltiple).

Las computadoras fueron programadas por Kathleen.

La serie APE (X) C

La serie APE (X) C incluía las siguientes máquinas:

Solo se construyó una de cada una de estas máquinas, con la excepción de HEC (y posiblemente MAC) que eran máquinas comerciales producidas en cantidades bastante grandes para la época, alrededor de 150. Eran similares en diseño, con varias pequeñas diferencias, principalmente en I / O equipo. El APEHC era una máquina de tarjetas perforadas mientras que el APEXC, APERC y APENC eran teletipos ( teclado e impresora , más lector de cinta de papel y perforador). Además, el UCC tenía 8k palabras de almacenamiento, en lugar de 1k para otras máquinas, y el MAC usó diodos de germanio en reemplazo de muchas válvulas.

Máquinas de la Compañía Británica de Máquinas de Tabulación

Prototipo del ordenador electrónico 1 de BTM Hollerith

En marzo de 1951, la Compañía Británica de Máquinas de Tabulación (BTM) envió un equipo al taller de Andrew Booth. Luego usaron su diseño para crear la Computadora Electrónica Hollerith 1 (HEC 1) antes de finales de 1951. La computadora era una copia directa de los circuitos de Andrew Booth con interfaces de entrada / salida adicionales. El HEC 2 fue el HEC 1 con carcasas de metal más inteligentes y fue construido para la Exposición de Eficiencia Empresarial en 1953. Luego se comercializó una versión ligeramente modificada del HEC 2 como HEC2M y se vendieron 8. El HEC2M fue reemplazado por el HEC4. Se vendieron alrededor de 100 HEC4 a finales de la década de 1950.

El HEC utilizó tarjetas perforadas estándar ; el HEC 4 también tenía una impresora y presentaba varias instrucciones (como dividir ) y registros que no se encuentran en el APEXC.

Descripción técnica

MESS ha desarrollado un emulador para la serie APEXC . Describen su funcionamiento de la siguiente manera:

La APEXC es una máquina increíblemente simple.


Las palabras de instrucciones y datos siempre tienen una longitud de 32 bits. El procesador utiliza aritmética de números enteros con representación en complemento a 2. Las direcciones tienen una longitud de 10 bits. El APEXC no tiene RAM , excepto por un acumulador de 32 bits y un registro de datos de 32 bits (usado junto con el acumulador de 32 bits para implementar instrucciones de desplazamiento de 64 bits y mantener el resultado de 64 bits de una multiplicación ). Las instrucciones y los datos se almacenan en dos tambores magnéticos , para un total de 32 pistas magnéticas circulares de 32 palabras. Dado que la velocidad de rotación es de 3750 rpm (62,5 rotaciones por segundo), la velocidad de ejecución del programa puede ir desde un máximo teórico de 1 kIPS a menos de 100IPS si las instrucciones y los datos del programa no son contiguos. Hoy en día, muchos dicen que una calculadora de bolsillo es más rápida.
Una rareza es que no hay contador de programa : cada instrucción de máquina incluye la dirección de la siguiente instrucción. Este diseño puede parecer extraño, pero es la única forma de lograr un rendimiento óptimo con esta memoria basada en cilindros.
El código de máquina está hecha de 15 instrucciones sólo, a saber, además , resta , multiplicación de carga (3 variantes), tienda (2 variantes), ramificación condicional , de desplazamiento de bits aritmética derecha, rotación de la broca derecha, de entrada de tarjetas perforadas, la salida perforada-tarjeta , parada de la máquina y cambio de banco (que nunca se usa en APEXC, ya que solo tiene 1024 palabras de almacenamiento y las direcciones tienen una longitud de 10 bits). El llamado modo vectorial permite repetir la misma operación 32 veces con 32 ubicaciones de memoria sucesivas. Tenga en cuenta la falta de bit a bit y / o / xor y división. Además, tenga en cuenta la falta de modos de direccionamiento indirecto: la modificación dinámica de los códigos de operación es la única forma en que se puede simular.
Otra rareza es que el bus de memoria y la ALU tienen 1 bit de ancho. Hay un reloj de bits de 64 kHz y un reloj de palabras de 2 kHz, y cada operación aritmética y de memoria de palabras se descompone en 32 operaciones aritméticas y de memoria de 1 bit: esto requiere ciclos de 32 bits, para un total de 1 ciclo de palabras.
El procesador es bastante eficiente: la mayoría de las instrucciones toman solo 2 ciclos de palabra (1 para buscar, 1 para leer operando y ejecutar), con la excepción de las tiendas, los cambios y las multiplicaciones. La CPU APEXC califica como RISC ; no hay otra palabra adecuada.
Tenga en cuenta que no hay memoria de solo lectura (ROM) y, por lo tanto, no hay cargador de arranque ni programa de inicio predeterminado en absoluto. Se cree que nunca se escribió ningún sistema operativo o ejecutivo para APEXC, aunque había bibliotecas de subrutinas para tareas comunes de aritmética, E / S y depuración. El funcionamiento de la máquina se realiza normalmente a través de un panel de control que permite al usuario iniciar, detener y reanudar la unidad central de procesamiento , y alterar los registros y la memoria cuando se detiene la CPU. Al arrancar la máquina, se debe ingresar en el panel de control la dirección de la primera instrucción del programa a ejecutar, luego se debe presionar el interruptor de ejecución. La mayoría de los programas terminan con una instrucción de parada, que permite al operador verificar el estado de la máquina, posiblemente ejecutar algunos procedimientos de depuración post-mortem (una rutina de volcado de núcleo se describe en un libro de programación APEXC), luego ingresar la dirección de otro programa y ejecutarlo.

Se admitieron dos dispositivos de E / S: un lector de cinta de papel y un perforador de cinta de papel. La salida de la perforadora podría alimentarse a una unidad de impresora ('teletipo') cuando se desee. La salida de la impresora se emula y se muestra en la pantalla. La entrada de cinta fue generada por computadora por APEXC o escrita a mano con un teclado especial de 32 teclas (cada fila de cinta tenía 5 orificios de datos (<-> bits), lo que genera 32 valores diferentes).

Otras lecturas

  • Andrew D. Booth Desarrollos técnicos: El desarrollo de APE (X) .C. (en Maquinaria de Computación Automática ), Tablas Matemáticas y Otras Ayudas a la Computación (MTAC) Volumen 8, Número 46, abril de 1954

Referencias