Serie TIC 1900

El conjunto de instrucciones admitía los siguientes formatos de datos:

• Personajes

  Una palabra de 24 bits podría contener cuatro caracteres de seis bits.

• Modificador de contador, también conocido como palabra de índice

  Un contador de 9 bits y un campo modificador (de dirección) de 15 bits. Una instrucción de bucle decrementaba el contador e incrementaba la dirección en 1 o 2.

  Este formato solo estaba disponible en el modo de direccionamiento de 15 bits. En el modo de 22 bits, el contador y la dirección se almacenaban en palabras separadas.

• Modificador del contador de caracteres, también conocido como palabra de índice de caracteres.

  Desplazamiento de carácter de dos bits, contador de siete bits y modificador de 15 bits (dirección de palabra). La instrucción BCHX (salto por indexación de caracteres) decrementaba el contador e incrementaba el desplazamiento de carácter, incrementando la dirección de palabra si el desplazamiento de carácter se desbordaba, y realizando un salto si el contador no había llegado a cero.

  En el modo de direccionamiento de 22 bits, el contador no estaba disponible y el formato consistía en un desplazamiento de carácter de dos bits y una dirección de palabra de 22 bits. La instrucción BCHX incrementaba el desplazamiento de carácter, incrementaba la dirección de palabra si el desplazamiento de carácter se desbordaba y realizaba una bifurcación incondicional.

• Entero de longitud única

  Un número con signo de 24 bits en complemento a dos .

• Entero de longitud múltiple

  La primera palabra contenía un número con signo de complemento a dos de 24 bits, las palabras subsiguientes contenían extensiones de 23 bits con el bit más significativo utilizado para el acarreo interno .

• Número de punto flotante de longitud única

  Dos palabras que contienen un argumento con signo de 24 bits ( mantisa ) y un exponente de nueve bits.

• Número de coma flotante de doble longitud

  Dos palabras que contienen un argumento con signo de 38 bits y un exponente de nueve bits.

• Número de punto flotante de longitud cuádruple

  Cuatro palabras que contienen un argumento con signo de 75 bits y un exponente de nueve bits.

  Se gestiona mediante software en todos los procesadores excepto en los 1906/7 con la función de punto flotante extendida.

Dado que el ICT 1900 utilizaba caracteres de seis bits, su repertorio se limitaba en gran medida a 64 caracteres, con solo letras mayúsculas y sin caracteres de control .

Para manejar datos en cinta de papel o de equipos de comunicaciones, se podía usar un sistema de desplazamientos para representar los 128 caracteres completos de ASCII . El carácter #74 (es decir, octal 74) se consideraba un desplazamiento alfa e indicaba que los caracteres subsiguientes debían considerarse en mayúsculas, el #75 era un desplazamiento beta e indicaba que los caracteres subsiguientes estaban en minúsculas, y el #76 el desplazamiento delta , indicando que el siguiente carácter era un carácter de control. Así, la cadena ASCII "Hello World" se codificaría como " ". El carácter #77 era un carácter de relleno (ignorar), similar al carácter de borrado en el mundo de 7 bits.αHβELLO αWβORLD

El modelo de 1900 utilizaba una variante de ASCII-63 , conocida por ICT como el conjunto de caracteres ECMA , con diferencias en cinco códigos de caracteres:

Tanto la serie 1900 como el IBM System/360 ofrecían soporte de hardware para la multiprogramación. En el 1900, todas las direcciones de memoria de usuario se modificaban mediante un registro de datos (dirección base) y se verificaban con un registro de límites ( base y límites ), lo que impedía que un programa interfiriera con otro. El System/360 asignaba a cada proceso y a cada bloque de memoria de 2048 bytes una clave de cuatro bits, y si la clave de un proceso no coincidía con la clave del bloque de memoria, se producía una excepción. El sistema 1900 requería que los programas ocuparan un área contigua de memoria, pero permitía que los procesos se reubicaran durante la ejecución, simplificando así el trabajo del sistema operativo. El 1900 también permitía que cualquier proceso accediera directamente a las primeras 4096 palabras de su espacio de direcciones. (Tanto el 1900 como el 360 tenían un campo de operando de 12 bits, pero en el 360 las direcciones eran direcciones físicas , por lo que un programa podía acceder directamente a los primeros 4096 bytes de memoria física ).

El System/360 tenía la ventaja de un mayor tamaño de palabra y carácter; sus palabras de 32 bits eran lo suficientemente grandes para números de coma flotante (de baja precisión), mientras que el 1900 necesitaba al menos dos palabras. El byte de ocho bits del System/360 permitía manipular caracteres en minúscula sin las complejas secuencias de desplazamiento del 1900. Sin embargo, en sus inicios, el menor tamaño de palabra del 1900 se consideraba una ventaja en cuanto a costes, ya que la memoria podía ser un 25 % más barata para el mismo número de palabras.

La gama inicial de máquinas era:

• TIC 1901

  Una máquina muy pequeña con una unidad aritmética de 6 bits . Para garantizar la compatibilidad con otras máquinas , el procesador realizaba las operaciones de 24 bits como cuatro operaciones de 6 bits. Basada en el PF183 desarrollado por ICT Stevenage, la 1901 se anunció y lanzó después de los demás modelos de la gama inicial, en respuesta al IBM System/360 Modelo 20 , y fue un gran éxito.

• TIC 1902

  Una máquina pequeña. Basada en el procesador ICT Stevenage PF182. ^{[ 4 ]}

  Al igual que la 1901, la 1902 realizaba operaciones de multiplicación y división como códigos adicionales . Se disponía de una unidad de computación comercial opcional (CCF) para añadir multiplicación y división por hardware. También se ofrecía una unidad de coma flotante opcional, la unidad de computación científica (SCF), como un superconjunto de la CCF.

• TIC 1903

  El mismo procesador que el 1902, pero con un núcleo de 2 μs en lugar del núcleo de 6 μs que venía con el 1902.

• TIC 1904

  El procesador ICT West Gorton se derivó del FP6000 con la adición de la interfaz estándar ICT. ^{[ 5 ]}

• TIC 1905

  Un modelo de 1904 con una unidad de punto flotante de hardware autónoma.

• TIC 1906

  Un nuevo procesador diseñado por ICT West Gorton con una ruta de memoria de 48 bits de ancho y un modo de direccionamiento de 22 bits. Se suministra con hasta 256 Kwords de memoria. ^{[ 6 ]}

• TIC 1907

  Un modelo de 1906 con unidad de punto flotante.

• TIC 1909

  Una máquina similar a la de 1905 pero con una velocidad de almacenamiento lenta de 6 μs, comparable a la de 1902. Diseñada para universidades que necesitaban coma flotante pero consideraban que la de 1905 era demasiado cara. ^{[ 7 ]}

El tiempo de ejecución de una instrucción de suma ("sumar el contenido de la ubicación de almacenamiento x al registro y") osciló entre 2,5 μs para un 1906 o 1907 con un tiempo de almacenamiento en memoria principal de 1,1 μs, y 34 μs para un 1901 con un tiempo de almacenamiento en memoria principal de 6 μs.

Todas las máquinas, excepto la 1901, se operaban desde un teletipo ASR modelo 33 modificado, que se utilizaba para dar órdenes al ejecutivo . La 1901 se operaba mediante conmutadores de consola, y la consola estaba disponible como opción adicional.

Se disponía de una amplia gama de periféricos, incluyendo perforadoras y lectores de tarjetas de 80 columnas , perforadoras y lectores de cintas de papel de 8 pistas e impresoras de línea de barril sólido . Los datos podían almacenarse en cintas magnéticas de media pulgada de bobina abierta o en casetes de cinta magnética de 8 pistas de una pulgada. El almacenamiento en disco magnético estuvo disponible en 1966. ^{[ 8 ]}

En 1968, ICT presentó las máquinas de la serie E:

• TIC 1904E

  Se introdujeron algunas mejoras en el modelo original de 1904 y se puso a disposición el nuevo modo de direccionamiento de 22 bits desarrollado para el modelo de 1906.

• TIC 1905E

  El modelo 1904E con unidad de punto flotante.

• TIC 1906E

  El modelo original de 1906 no había sido tan rápido como se esperaba, por lo que las nuevas máquinas de gama alta eran en realidad versiones de doble procesador del modelo de 1904E.

• TIC 1907E

  Un modelo 1906E con una unidad de punto flotante especial de mayor rendimiento.

Las mejoras en los subsistemas de memoria de estas máquinas, reemplazando el núcleo de 1,8 μs por un núcleo de 0,75 μs, se introdujeron como la serie F. ^{[ 9 ]}

(ICT se fusionó con English Electric Computers para formar ICL el 9 de julio de 1968. Por lo tanto, aunque la serie E había sido diseñada por ICT, muchos, si no todos, se entregaron con insignias de ICL).

En 1969 se entregó la serie 1900 A, ^{[ 10 ]} reemplazando las máquinas restantes de la serie inicial y las máquinas E/F. Las implementaciones originales de semiconductores discretos de germanio fueron reemplazadas por circuitos integrados TTL de la serie 7400 de Texas Instruments en la mayor parte de la gama y circuitos integrados ECL 10K de Motorola MECL en el nuevo 1906A (que se basaba en el 1906 original en lugar del procesador dual 1904 del 1906E/F). Hubo una propuesta para construir una versión multiprocesador del 1906A, el 1908A (conocido internamente como Proyecto 51), que permitiría a ICL competir con las grandes máquinas CDC e IBM en universidades y centros de investigación, pero finalmente se abandonó en favor de acelerar el trabajo en la Nueva Gama , que estaba siendo diseñada para reemplazar tanto la serie 1900 como el Sistema 4 de ICL . ^{[ 11 ]}

Con la serie A, la unidad de coma flotante por hardware se convirtió en una característica opcional de todas las máquinas, en lugar de tener un número de modelo diferente para las máquinas equipadas con coma flotante.

El modo de direccionamiento de 22 bits y el modo de ramificación extendida introducidos por el modelo 1906 se extendieron a los modelos 1902A y 1903A, pero no al modelo 1901A, mucho más pequeño.

ICL introdujo una unidad de paginación en las máquinas de gama alta (1904A, 1906A) y una nueva versión del sistema operativo GEORGE , GEORGE 4, que era compatible con GEORGE 3 pero utilizaba memoria virtual paginada en lugar del sencillo sistema de datos/límites de las máquinas anteriores.

• ICL 1901A

  Las entregas comenzaron en 1969.

• ICL 1902A

  Las entregas comenzaron en 1969.

• ICL 1903A

  Las entregas comenzaron en 1969.

• ICL 1904A

  Las primeras entregas se realizaron en 1970.

  El modelo 1904A disponía de una unidad de localización opcional, por lo que podía ejecutar GEORGE 4.

• ICL 1906A

  Las primeras entregas se realizaron en 1970.

  El modelo 1906A disponía de una unidad de localización, por lo que podía ejecutar GEORGE 4.

En abril de 1971, ICL anunció la serie S de máquinas, que sustituía la memoria principal de las máquinas anteriores por memoria de semiconductores en la mayor parte de la gama y por la memoria de hilo niquelado de alta velocidad de Plessey para el modelo tope de gama 1906S.

• ICL 1901S

  Almacenamiento de semiconductores de 4 μs

• ICL 1902S

  Almacenamiento de semiconductores de 3 μs

• ICL 1903S

  Almacenamiento de semiconductores de 1,5 μs

• ICL 1904S

  Primera entrega en 1972. Se utilizó la nueva lógica Schottky STTL , lo que proporcionó un aumento del rendimiento del 30 %. Almacenamiento de semiconductores de 500 ns. Utilizado por Brian Wyvill de System Simulation para la animación por computadora en la película Alien de 1979. ^{[ 12 ]}

• ICL 1906S

  Primera entrega en 1973. Memoria de hilo niquelado con un tiempo de ciclo de 250 ns.

Con la introducción de los modelos más grandes de la nueva gama, se decidió que los modelos inferiores de la serie 1900 estaban perdiendo competitividad. Para renovar la gama, se lanzaron nuevos modelos. En cada caso, el modelo se basaba simplemente en el modelo inmediatamente superior de la gama anterior; por ejemplo, el 1903T se basaba en el 1904S.

• ICL 1901T

  La entrega comenzó en 1974. El modelo 1901T se basaba en el 1902S, al que se le añadieron un controlador de disco integrado y un controlador de pantalla en el gabinete del procesador para reducir el espacio.

• ICL 1902T

  La entrega comenzó en 1974. El modelo 1902T se basaba en el 1903S e incorporaba un controlador de disco integrado y un controlador de pantalla integrado.

• ICL 1903T

  La entrega comenzó en 1973. Dado que el modelo 1903T se basaba en el 1904S, estaba disponible con una unidad de paginación y podía ejecutar George 4. El reloj del procesador y el tiempo de ciclo de la memoria eran más lentos que en el 1904S, lo que permitía el uso de componentes más económicos. El 1903T se fabricaba en la planta de ICL en West Gorton.

En 1969, IBM presentó la máquina de nivel básico System/3 , que comenzó a afectar las ventas de los modelos ICL 1901 y 1902. Para recuperar el mercado, se inició un proyecto de ICL conocido internamente como PF73, basado en una máquina microprogramada desarrollada por ICL Stevenage llamada MICOS-1, que llegó al mercado en 1973 como ICL 2903 y 2904. A pesar de su numeración New Range , estas máquinas usaban el conjunto de instrucciones ICL 1900 y ejecutaban software 1900, aunque había un microprograma disponible que proporcionaba un conjunto de instrucciones IBM-360 para permitirles ejecutar software de IBM. Los modelos 2903/2904 se lanzaron con un compilador RPG para competir mejor con System/3 . ^{[ 13 ]} Fue un éxito comercial y se vendieron casi 3000 máquinas.

Basado en una CPU totalmente microprogramada, el Stanford EMMY comercializado por Palyn Associates , el ME29 se vendió como reemplazo de los modelos 2903 y 2904, y seguía ejecutando el código de pedido 1900.

Se estimó que un procesador EMMY que emulaba el código de pedido del IBM 360 tenía una velocidad similar a la de un IBM System/360 Modelo 50 , lo que implicaba que el ME29 era más rápido que el ICT 1904 original, acercándose a la velocidad del ICT 1906. ^{[ 14 ]}

En un esfuerzo por aumentar las ventas a los clientes de ICL y aprovechar las dificultades que ICL estaba teniendo para trasladar a sus clientes de la serie 1900 a la nueva serie, IBM introdujo un paquete de microcódigo para el 370/145 que permitía la ejecución de programas de la serie 1900. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

La serie Odra 1300 (Odra 1304, Odra 1305 y Odra 1325) fue una gama de máquinas compatibles con 1900 fabricadas por Elwro en Wrocław , Polonia, entre 1971 y 1978. Por acuerdo con ICL, las máquinas Odra ejecutaban el software estándar de ICL (E6RM ejecutivo, George 3).

Las versiones de segunda generación "S3E" (microcodificadas) de los sistemas New Range más grandes (como los modelos 2960/2966 de West Gorton y los posteriores 2940/50 de Stevenage) podían ejecutar código de la serie 1900 bajo DME ( Direct Machine Environment ) como emulación, así como el conjunto de instrucciones New Range bajo el nuevo VME (Virtual Machine Environment). Posteriormente se desarrolló el microcódigo CME (Concurrent Machine Environment) , que permitió que DME y VME coexistieran (y se ejecutaran) simultáneamente en la misma plataforma, de forma similar a la funcionalidad que ofrecen actualmente programas de virtualización como VMware .

El FP6000 funcionaba bajo el control del sistema operativo Executive , un sistema sencillo que permitía al operador, mediante la consola del sistema, cargar programas desde cinta magnética, tarjetas o cinta de papel, asignar periféricos a los programas y establecer prioridades para su ejecución. Executive realizaba todas las operaciones de entrada/salida en nombre de los programas de usuario, permitiendo la asignación de diferentes periféricos según fuera necesario.

A pesar de su simplicidad, el sistema de gestión de memoria era, para la época, bastante potente, ya que asignaba memoria a los programas según fuera necesario (en lugar de las particiones fijas que ofrecía OS/360 ). Esto era posible gracias a que el diseño del FP6000 incluía hardware para facilitar la multiprogramación , registros de datos y de límite , lo que hacía que los programas fueran independientes de la dirección (reubicables) e impedía que un programa accediera a la memoria asignada a otro.

Para permitir un uso más eficiente de los periféricos, así como la ejecución simultánea de varios programas, el sistema ejecutivo permitía un procesamiento multihilo limitado dentro de los programas (cada programa podía dividirse en hasta cuatro subprogramas, que compartían el mismo espacio de direcciones y también compartían el tiempo; mientras un subprograma esperaba la actividad del periférico, otro podía continuar procesando).

Se proporcionó una versión extendida del ejecutivo FP6000 con los ordenadores ICT 1904/1905, y se escribieron nuevas versiones para los ICT 1906/7 y 1901/2/3. Una tarea importante de estas versiones era ocultar las diferencias de hardware entre las distintas máquinas, proporcionando emulación de las instrucciones faltantes como códigos adicionales . El concepto era que las aplicaciones, y posteriormente los sistemas operativos, se escribían para ejecutarse en la combinación del hardware y el ejecutivo, y por lo tanto funcionarían en cualquier miembro de la serie, independientemente de las diferencias en el hardware subyacente.

Con la introducción de los sistemas de disco magnético, los sistemas de ejecución se volvieron más complejos, utilizando la superposición de capas para reducir su consumo de memoria . Estos sistemas incluían funciones para simplificar las operaciones de disco, gestionando los archivos (creación, cambio de nombre, eliminación y redimensionamiento) en nombre de los programas de usuario. Los archivos se identificaban mediante nombres de 12 caracteres, y el programa de usuario no necesitaba saber qué disco físico se utilizaba para un archivo.

En diciembre de 1964, ICT creó una División de Sistemas Operativos para desarrollar un nuevo sistema operativo para el 1906/7. La división se constituyó inicialmente con personal que quedaba libre al finalizar el trabajo en el sistema operativo OMP para el Ferranti Orion . El diseño inicial del nuevo sistema, llamado George en parte en honor a George E. Felton , ^{[ nb 2 ]} jefe de la División de Programación Básica, se basó en ideas del Orion y del sistema de cola de impresión del ordenador Atlas . ^{[ 17 ]} La versión inicial, George 1 (para las máquinas ICT 1901, 1902 y 1903), era un sistema de procesamiento por lotes sencillo . Las descripciones de los trabajos se leían desde tarjetas o cintas de papel , los periféricos y los archivos de cinta magnética se asignaban dinámicamente al trabajo, que luego se ejecutaba, produciendo la salida en la impresora de línea.

George 2 añadió el concepto de cola de impresión . Los trabajos y los datos de entrada se leían desde tarjetas o cintas de papel a un pozo de entrada en disco o cinta. A continuación, se ejecutaban los trabajos, escribiendo la salida en archivos de cola de impresión en disco o cinta, que luego se escribían en los periféricos de salida. Las etapas de entrada, procesamiento y salida se ejecutaban en paralelo, lo que aumentaba la utilización de la máquina. En máquinas más grandes, era posible ejecutar varios trabajos simultáneamente.

George 1 y 2 se ejecutaban como programas sencillos bajo un ejecutor (con un estatus de confianza que les permitía controlar los programas de usuario). George 3 era un sistema operativo completo en sí mismo; utilizaba un ejecutor mucho más reducido, responsable únicamente del acceso al hardware de bajo nivel. George 3 implementaba tanto el procesamiento por lotes como la programación en línea múltiple (MOP), que permitía el uso interactivo desde terminales.

George 4 se introdujo con la disponibilidad de hardware de paginación en las máquinas posteriores e implementó memoria virtual paginada en lugar del simple intercambio utilizado por George 3.