IBM 1620

El IBM 1620 fue anunciado por IBM el 21 de octubre de 1959, ^[1] y comercializado como un ordenador científico de bajo coste. ^[2] Tras una producción total de unas dos mil máquinas, fue retirado del mercado el 19 de noviembre de 1970. Se utilizaron versiones modificadas del 1620 como CPU de los sistemas de control de procesos industriales IBM 1710 e IBM 1720 (lo que lo convirtió en el primer ordenador digital considerado lo suficientemente fiable para el control de procesos en tiempo real de equipos de fábrica). ^[1]

Su carácter de sistema decimal con longitud de palabra variable , a diferencia del sistema binario puro con longitud de palabra fija, lo convirtió en una primera computadora especialmente atractiva para aprender, y cientos de miles de estudiantes tuvieron sus primeras experiencias con una computadora en la IBM 1620.

Los tiempos de ciclo de la memoria central eran de 20 microsegundos para el Modelo I (anterior) y de 10 microsegundos para el Modelo II (aproximadamente mil veces más lento que la memoria principal de una computadora típica en 2006). El Modelo II se presentó en 1962. ^[3]

El IBM 1620 Modelo I era un ordenador con una longitud decimal variable ( BCD ) que utilizaba una memoria central . El núcleo del Modelo I podía almacenar 20.000 dígitos decimales y cada dígito se almacenaba en seis bits. ^{[4] [3]} Se podía añadir más memoria con la unidad de almacenamiento IBM 1623, Modelo 1, que almacenaba 40.000 dígitos, o con el Modelo 2, que almacenaba 60.000. ^[1]

El Modelo II implementó la unidad de memoria de almacenamiento central IBM 1625, ^{[5] [6]} cuyo tiempo de ciclo de memoria se redujo a la mitad al utilizar núcleos más rápidos, en comparación con el Modelo I (unidad de memoria interna o 1623): a 10 μs (es decir, la velocidad del ciclo se elevó a 100 kHz).

Si bien las direcciones de cinco dígitos de cualquiera de los modelos podrían haber abordado 100.000 dígitos decimales, nunca se comercializó ninguna máquina con más de 60.000 dígitos decimales. ^[7]

Se accedió a la memoria con dos dígitos decimales al mismo tiempo (un par de dígitos par-impar para datos numéricos o un carácter alfanumérico para datos de texto). Cada dígito decimal constaba de seis bits, compuestos por un bit de control de paridad impar , un bit de bandera y cuatro bits BCD para el valor del dígito en el siguiente formato: ^[8]

  CF8421

La broca de bandera tenía varios usos:

• En el dígito menos significativo se configuró para indicar un número negativo ( magnitud con signo ).
• Fue creado para marcar el dígito más significativo de un número ( marca denominativa ).
• En el dígito menos significativo de las direcciones de cinco dígitos se configuraba el direccionamiento indirecto (una opción en el Modelo I, estándar en el Modelo II 1620). Se podía utilizar indirección multinivel ^[1] (la máquina incluso podía ponerse en un bucle infinito de direccionamiento indirecto).
• En los tres dígitos centrales de las direcciones de cinco dígitos (en el 1620 II ) se configuraron para seleccionar uno de los siete registros de índice .

Además de los valores de dígitos BCD válidos, había tres valores de dígitos especiales (estos no se podían usar en los cálculos):

  CF8421
      1 0 1 0 –   Marca de registro (extremo derecho del registro, se imprime como un símbolo de doble daga , ‡)
      1 1 0 0 – Numérico en blanco (en blanco para formatear la salida de la tarjeta perforada)
      1 1 1 1 –   Marca de grupo (extremo más a la derecha de un grupo de registros para E/S de disco)

Las instrucciones tenían una longitud fija (12 dígitos decimales) y constaban de un " código de operación " de dos dígitos , una "dirección P" de cinco dígitos (normalmente la dirección de destino ) y una "dirección Q" de cinco dígitos (normalmente la dirección de origen o el valor inmediato de origen ). Algunas instrucciones, como la instrucción B (de ramificación), utilizaban solo la dirección P, y los ensambladores inteligentes posteriores incluyeron una instrucción "B7" que generaba una instrucción de ramificación de siete dígitos (código de operación, dirección P y un dígito adicional porque la siguiente instrucción tenía que empezar en un dígito par).

Las "palabras" de datos de punto fijo pueden tener cualquier tamaño, desde dos dígitos decimales hasta toda la memoria no utilizada para otros fines.

Las "palabras" de datos de punto flotante (usando la opción de punto flotante de hardware ) pueden tener cualquier tamaño, desde 4 dígitos decimales hasta 102 dígitos decimales (de 2 a 100 dígitos para la mantisa y dos dígitos para el exponente ).

El compilador Fortran II ofrecía acceso limitado a esta flexibilidad a través de una "Tarjeta de control del programa fuente" que precedía al código fuente de Fortran en un formato fijo:

*joder

El * en la columna uno, ff el número de dígitos para la mantisa de números de punto flotante (permitiendo de 02 a 28), kk el número de dígitos para números de punto fijo (permitiendo de 04 a 10) y s es para especificar el tamaño de la memoria de la computadora para ejecutar el código si no es la computadora actual: 2, 4 o 6 para memorias de 20.000 o 40.000 o 60.000 dígitos.

La máquina no tenía registros accesibles para el programador: todas las operaciones se hacían de memoria a memoria (incluidos los registros de índice del 1620 II ).

Ver sección Dificultades arquitectónicas

La siguiente tabla enumera los caracteres del modo alfamérico (y los códigos de operación).

El Modelo I utilizaba el carácter cirílico Ж (pronunciado zh) en la máquina de escribir como un carácter inválido de uso general con paridad correcta (la paridad inválida se indicaba con un tachado "–"). En unas 1620 instalaciones se lo denominaba SMERSH, como se utilizaba en las novelas de James Bond que se habían vuelto populares a fines de la década de 1960. El Modelo II utilizaba un nuevo carácter ❚ (llamado "pillow") como un carácter inválido de uso general con paridad correcta.

Aunque la arquitectura del IBM 1620 era muy popular en la comunidad científica y de ingeniería, el científico informático Edsger Dijkstra señaló varios fallos en su diseño en EWD37, "Una revisión del sistema de procesamiento de datos IBM 1620". ^[9] Entre ellos se encuentra que las instrucciones Branch y Transmit de la máquina junto con Branch Back permiten un total de un nivel de llamada de subrutina anidada, obligando al programador de cualquier código con más de un nivel a decidir dónde sería más eficaz el uso de esta "característica". También mostró cómo el soporte de lectura de cinta de papel de la máquina no podía leer correctamente las cintas que contenían marcas de registro, ya que las marcas de registro se utilizan para terminar los caracteres leídos en el almacenamiento. Un efecto de esto es que el 1620 no puede duplicar una cinta con marcas de registro de una manera sencilla: cuando se encuentra la marca de registro, la instrucción de perforación perfora un carácter EOL en su lugar y termina. Sin embargo, esto no era un problema paralizante:

• Los datos se pueden copiar al final de la memoria y perforarse textualmente con una instrucción DN en lugar de WN
• Las cintas generalmente se duplicaban fuera de línea .

La mayoría de las instalaciones de 1620 utilizaban la entrada/salida de tarjeta perforada, más conveniente, ^[10] en lugar de cinta de papel.

El sucesor del 1620, el IBM 1130 , ^[11] se basaba en una arquitectura binaria de 16 bits totalmente diferente. (La línea 1130 conservaba un periférico del 1620, el trazador de tambor IBM 1627 ).

IBM suministró el siguiente software para el 1620:

• 1620 Sistema de Programación Simbólica (SPS) ( lenguaje ensamblador )
• FORTRAN
• FORTRAN II: requiere 40.000 dígitos o más de memoria

• GOTRAN: versión simplificada e interpretada de FORTRAN para la operación de "cargar y listo" ^[12]
• Monitor I y Monitor II – sistemas operativos de disco .

Los monitores proporcionaban versiones basadas en disco de 1620 SPS IId, FORTRAN IId y un DUP (programa de utilidad de disco). Ambos sistemas de monitores requerían 20.000 dígitos o más de memoria y una o más unidades de disco 1311.

Existe una colección de manuales relacionados con IBM 1620 en formato PDF en bitsavers. ^[13]

Dado que el Modelo I utilizaba tablas de búsqueda en memoria para la suma y resta, ^[14] se podían realizar operaciones aritméticas con números sin signo de bases limitadas (5 a 9) modificando el contenido de estas tablas, pero teniendo en cuenta que el hardware incluía un complemento de decenas para la resta (y la suma de números con signos opuestos).

Para realizar sumas y restas con signos completos en bases 2 a 4 se requirió una comprensión detallada del hardware para crear una tabla de suma "plegada" que falsificara el complemento y llevara la lógica.

Además, la tabla de adición tendría que volver a cargarse para la operación normal en base 10 cada vez que se necesitaran cálculos de direcciones en el programa, y ​​luego volver a cargarse para la base alternativa. Esto hacía que el "truco" fuera poco útil para cualquier aplicación práctica.

Dado que el Modelo II tenía la suma y la resta completamente implementadas en el hardware, no se podía usar el cambio de la tabla en la memoria como un "truco" para cambiar las bases aritméticas. Sin embargo, estaba disponible una característica especial opcional en el hardware para la entrada/salida octal, las operaciones lógicas y la conversión de bases a/desde decimales.

Aunque no se admitían bases distintas de 8 y 10, esto hizo que el Modelo II fuera muy práctico para aplicaciones que necesitaban manipular datos formateados en octal por otras computadoras (por ejemplo, el IBM 7090).

El IBM 1620 Modelo I (comúnmente llamado "1620" desde 1959 hasta la introducción del Modelo II en 1962) fue el original. Se fabricó de la forma más económica posible para mantener el precio bajo.

• Carecía de hardware ALU convencional : la aritmética se hacía mediante búsquedas en la tabla de memoria . La suma y la resta utilizaban una tabla de 100 dígitos (en la dirección 00300..00399). La multiplicación utilizaba una tabla de 200 dígitos (en la dirección 00100..00299). ^{[15] : p.4.4} La máquina básica utilizaba subrutinas de software para la división, aunque se podía instalar hardware de división opcional que utilizaba un algoritmo de sustracción repetida. Las instrucciones aritméticas de punto flotante eran una opción disponible (si la opción de división estaba instalada).
• Los primeros 20.000 dígitos decimales de la memoria de núcleo magnético eran internos a la propia CPU (lo que reducía los requisitos de espacio en el suelo del sistema básico). La expansión a 40.000 o 60.000 dígitos decimales requería la adición de una unidad de memoria IBM 1623. El tiempo del ciclo de memoria era de 20  μs (es decir, la velocidad de la memoria era de 50  kHz = 1/20 de un MHz). Una operación de lectura, borrado o escritura de la memoria central de almacenamiento de direcciones de memoria (MARS) ^[15] tardaba 2 μs y cada operación de escritura era precedida automáticamente (pero no necesariamente de forma inmediata) por una operación de lectura o borrado del mismo "registro(s)" durante el ciclo de memoria de 20 μs.
• La velocidad del reloj del procesador central era de 1  MHz , que se dividía por 20 mediante un contador de anillo de 10 posiciones para proporcionar las señales de control y temporización del sistema. Las instrucciones necesitaban ocho ciclos de memoria (160 μs) para obtenerse y una cantidad variable de ciclos de memoria para ejecutarse. El direccionamiento indirecto ^[1] añadía cuatro ciclos de memoria (80 μs) por cada nivel de indirección.
• Pesaba alrededor de 1.210 libras (550 kg). ^[16]

El IBM 1620 Modelo II (comúnmente llamado simplemente Modelo II) fue una implementación enormemente mejorada, en comparación con el Modelo I original. El Modelo II se introdujo en 1962.

• Tenía hardware ALU básico para la suma y la resta, pero la multiplicación todavía se hacía mediante una consulta en la tabla de memoria interna, utilizando una tabla de 200 dígitos (en la dirección 00100..00299). Las direcciones de memoria en la dirección 00300..00399 se liberaron mediante el reemplazo de la tabla de suma con hardware, lo que dio como resultado el almacenamiento de dos "bandas" seleccionables de siete registros de índice de cinco dígitos .
• En lugar de ser una opción disponible, como en el Modelo I, el hardware de división estaba integrado mediante un algoritmo de resta repetida. La aritmética de punto flotante era una opción disponible, al igual que la entrada/salida octal, las operaciones lógicas y la conversión de base a/desde instrucciones decimales.
• Toda la memoria central estaba en la unidad de memoria IBM 1625. El tiempo del ciclo de memoria se redujo a la mitad en comparación con el Modelo I (unidad de memoria interna o 1623), a 10  μs (es decir, la velocidad del ciclo se elevó a 100  kHz ) al usar núcleos más rápidos. ^[6] Una operación de lectura, borrado o escritura de la memoria central del Almacenamiento de Registro de Dirección de Memoria (MARS) tomó 1,5 μs y cada operación de escritura fue precedida automáticamente (pero no necesariamente de inmediato) por una operación de lectura o borrado del mismo "registro(s)" durante el ciclo de memoria de 10 μs.
• La velocidad del reloj del procesador también se duplicó, a 2  MHz , que todavía se dividía por 20 mediante un contador de anillo de 10 posiciones para proporcionar las señales de control/temporización del sistema. El mecanismo de búsqueda/ejecución se rediseñó por completo, optimizando la sincronización y permitiendo búsquedas parciales cuando los campos P o Q no eran necesarios. Las instrucciones necesitaban 1, 4 o 6 ciclos de memoria (10 μs, 40 μs o 60 μs) para buscar y una cantidad variable de ciclos de memoria para ejecutarse. El direccionamiento indirecto ^[1] agregó tres ciclos de memoria (30 μs) para cada nivel de indirección . El direccionamiento indexado agregó cinco ciclos de memoria (50 μs) para cada nivel de indexación. El direccionamiento indirecto e indexado se podían combinar en cualquier nivel de indirección o indexación. ^[17]

Si bien la consola inferior de los sistemas IBM 1620 Modelo 1 ^[18] y Modelo 2 ^[19] tenían las mismas lámparas e interruptores, la consola superior del par era parcialmente diferente.

El equilibrio de la consola superior era el mismo en ambos modelos:

• Registro de operaciones – 25 lámparas
• Registro de memoria intermedia – 30 lámparas
• Registro de dirección de memoria – 25 lámparas
• Selector de visualización del registro de dirección de memoria: interruptor giratorio, 12 posiciones

• Interruptor de parada de emergencia de tracción – tracción
• Compruebe el estado de las lámparas/interruptores: 15 lámparas y 5 interruptores de palanca
• Interruptores de programa: 4 interruptores de palanca
• Luces/interruptores del operador de la consola: 13 luces, 1 interruptor de encendido y 12 botones

La máquina de escribir de consola Modelo I era un Modelo B1 modificado , interconectado por un conjunto de relés, y escribía a sólo 10 caracteres por segundo.

Había un conjunto de instrucciones que escribían en la máquina de escribir o leían de ella. Las instrucciones generales RN (lectura numérica) y WN (escritura numérica) tenían mnemotecnias en lenguaje ensamblador que proporcionaban el código del "dispositivo" en el segundo campo de dirección y el código de control en el dígito de orden inferior del segundo campo de dirección.

• WNTY : Escritor de tipos numéricos : cada ubicación de memoria contenía un carácter de 6 bits en el rango de 000000 a 001001; con esta instrucción, cada ubicación de memoria se representaba como uno de los caracteres "0" a "9".
• WATY : Máquina de escribir alfanumérica : cada par de posiciones de memoria contenía dos dígitos de 6 bits que aparecían en la máquina de escribir como uno de los 64 caracteres que podían aparecer.
• RNTY : Leer máquina de escribir numérica : lee un valor numérico del teclado de una máquina de escribir
• RATY : Lector de caracteres alfanuméricos : lee un carácter del teclado y lo almacena como un carácter alfanumérico de dos dígitos .
• TBTY : Escritor de tabulaciones . Las tabulaciones debían configurarse manualmente, por lo que esta instrucción rara vez se utilizaba.
• RCTY : Carro de retorno Máquina de escribir : Provocó que la máquina de escribir hiciera lo que ahora llamamos una secuencia CR/LF.

Para simplificar la entrada y la salida, había dos instrucciones:

• TNS : Transmisión numérica : convierte una representación alfanumérica de dos dígitos de "0" a "9" en una representación de un solo dígito .
• TNF : Transmitir relleno numérico : convierte una representación de un solo dígito en una secuencia alfanumérica de dos dígitos que representa del "0" al "9 " .

El Modelo II utilizó una máquina de escribir Selectric modificada , que podía escribir a 15,5 cps, una mejora del 55%.

Los periféricos disponibles fueron:

• IBM 1621 – Lector de cinta de papel
• IBM 1622  – Lector/perforador de tarjetas perforadas
• IBM 1624 – Perforadora de cinta de papel (ubicada dentro de la 1621 en un estante)
• IBM 1626 – Controlador de trazador
• IBM 1627  – Trazador
• IBM 1311  – Unidad de disco: Unidad maestra modelo 3 que controla hasta 3 unidades esclavas modelo 2. ^{[20] [21]}
• IBM 1443  – Impresora , barra de tipos volante
• IBM 1405  – Unidad de disco disponible como RPQ (solicitar cotización)

El mecanismo de "salida" estándar de un programa era perforar tarjetas, lo que era más rápido que usar la máquina de escribir. Estas tarjetas perforadas se introducían en una calculadora mecánica IBM 407 que podía programarse para imprimir dos tarjetas, pudiendo así utilizar las columnas de impresión adicionales disponibles en la 407. Toda la salida era sincrónica y el procesador se detenía mientras el dispositivo de entrada/salida (E/S) producía la salida, de modo que la salida de la máquina de escribir podía dominar por completo el tiempo de ejecución del programa.

Una opción de salida más rápida, la impresora IBM 1443 se presentó el 6 de mayo de 1963, ^[22] y su capacidad de 150 a 600 líneas/minuto estaba disponible para su uso con cualquiera de los modelos de la 1620. ^{[23] [24]}

Podía imprimir 120 o 144 columnas. El ancho de los caracteres era fijo, por lo que era el tamaño del papel el que cambiaba; la impresora imprimía 10 caracteres por pulgada, por lo que una impresora podía imprimir un máximo de 12 o 14,4 pulgadas de texto. Además, la impresora tenía un búfer, por lo que se reducía el retraso de E/S del procesador. Sin embargo, la instrucción de impresión se bloqueaba si la línea no se había completado.

El "sistema operativo" de la computadora lo constituía el operador humano, que utilizaba los controles de la consola de la computadora , que consistía en un panel frontal y una máquina de escribir, para cargar programas desde los medios de almacenamiento disponibles, como mazos de tarjetas perforadas o rollos de cinta de papel que se guardaban en armarios cercanos. Más tarde, el dispositivo de almacenamiento en disco modelo 1311 conectado a la computadora permitió reducir la necesidad de buscar y llevar mazos de tarjetas o rollos de cinta de papel, y se podía cargar un sistema operativo "Monitor" simple para ayudar a seleccionar qué cargar desde el disco. ^{[20] [25]}

Un paso previo estándar era limpiar la memoria de la computadora de cualquier residuo del usuario anterior (al ser núcleos magnéticos, la memoria conservaba su último estado incluso si se había apagado la energía). Esto se efectuaba usando las funciones de la consola para cargar un programa de computadora simple escribiendo su código de máquina en la máquina de escribir de la consola, ejecutándolo y deteniéndolo. Esto no era un desafío ya que solo se necesitaba una instrucción como 160001000000, cargada en la dirección cero y siguientes. Esto significaba transmitir el campo inmediato (el 16: códigos de operación de dos dígitos) a la dirección 00010 el campo constante inmediato que tiene el valor 00000 (campos de operandos de cinco dígitos, el segundo es desde la dirección 11 hasta la 7), decrementando las direcciones de origen y destino hasta el momento en que se copiaba un dígito con una "bandera". Este era el medio normal del código de máquina para copiar una constante de hasta cinco dígitos. La cadena de dígitos se direccionaba en su extremo de orden inferior y se extendía a través de direcciones inferiores hasta que un dígito con una bandera marcaba su final. Pero para esta instrucción, nunca se encontraría ninguna bandera porque los dígitos de origen habían sido sobrescritos poco antes por dígitos que carecían de una bandera. Por lo tanto, la operación daría vueltas por la memoria (incluso sobrescribiéndose a sí misma) llenándola con todos los ceros hasta que el operador se cansara de ver el giro de las luces indicadoras y presionara el botón Instant Stop - Single Cycle Execute . Cada módulo de memoria de 20.000 dígitos tardaba poco menos de un segundo en borrarse. En el 1620 II esta instrucción NO funcionaría (debido a ciertas optimizaciones en la implementación). En su lugar, había un botón en la consola llamado Modificar que, cuando se presionaba junto con el botón Check Reset , cuando la computadora estaba en modo Manual, pondría la computadora en un modo que borraría toda la memoria en una décima de segundo independientemente de cuánta memoria tuviera; cuando presionara Start . También se detenía automáticamente cuando se borraba la memoria, en lugar de requerir que el operador lo detuviera.

Además de escribir el código de la máquina en la consola, se podía cargar un programa a través del lector de cinta de papel, el lector de tarjetas o cualquier unidad de disco. Para cargarlo desde la cinta o el disco era necesario escribir primero una rutina de " arranque " en la máquina de escribir de la consola.

El lector de tarjetas facilitó las cosas porque tenía un botón de carga especial para indicar que la primera tarjeta debía leerse en la memoria de la computadora (comenzando en la dirección 00000) y ejecutarse (en lugar de simplemente iniciar el lector de tarjetas, que luego espera comandos de la computadora para leer las tarjetas); este es el proceso de "arranque" que ingresa en la computadora solo el código suficiente para leer el resto del código (del lector de tarjetas, o disco, o...) que constituye el cargador que leerá y ejecutará el programa deseado.

Los programas se preparaban de antemano, sin conexión, en cintas de papel o tarjetas perforadas, pero normalmente se permitía a los programadores ejecutar los programas personalmente, con las manos, en lugar de enviárselos a los operadores, como era el caso de los ordenadores centrales de aquella época. Y la máquina de escribir de consola permitía introducir datos y obtener resultados de forma interactiva, en lugar de simplemente obtener la salida impresa normal de una ejecución por lotes a ciegas sobre un conjunto de datos preempaquetados. Además, había cuatro interruptores de programa en la consola cuyo estado un programa en ejecución podía probar y, por tanto, su comportamiento podía ser controlado por el usuario. El operador del ordenador también podía detener un programa en ejecución (o podía detenerlo de forma programada deliberadamente) y luego investigar o modificar el contenido de la memoria: al estar basado en decimales, esto era bastante fácil; incluso los números de punto flotante podían leerse de un vistazo. A continuación, se podía reanudar la ejecución desde cualquier punto deseado. Aparte de la depuración, la programación científica es típicamente exploratoria, en contraste con el procesamiento de datos comerciales, donde el mismo trabajo se repite según un cronograma regular.

Los elementos más importantes de la consola del 1620 eran un par de botones denominados Insertar y Liberar y la máquina de escribir de la consola.

• Insertar: al presionar esta tecla con la computadora en modo manual , se reiniciaba el contador del programa (en la memoria central de MARS) a cero, se cambiaba la computadora a los modos Automático e Insertar y se simulaba la ejecución de una Lectura numérica desde una máquina de escribir hasta la dirección cero (se desbloqueaba el teclado de la máquina de escribir y se cambiaba la máquina de escribir al modo numérico). Nota: a diferencia de una Lectura numérica desde una máquina de escribir real, el modo Insertar obligaba a una Liberación después de que se hubieran escrito 100 dígitos para evitar sobrescribir las tablas aritméticas.
• Soltar: al presionar esta tecla mientras se realiza una lectura desde la máquina de escribir, se finaliza la lectura, se cambia la computadora al modo manual y se bloquea el teclado de la máquina de escribir.

La máquina de escribir se utiliza para la entrada y salida de datos del operador, tanto como control de consola principal de la computadora como para la entrada y salida controlada por programas. Los modelos posteriores de la máquina de escribir tenían una tecla especial marcada como RS que combinaba las funciones de los botones de inicio y liberación de la consola (esto se consideraría equivalente a una tecla Enter en un teclado moderno). Nota: varias teclas de la máquina de escribir no generaban caracteres de entrada, entre ellas Tab y Return (los conjuntos de caracteres alfanuméricos y numéricos BCD de la década de 1620 carecían de códigos de caracteres para estas teclas).

Los siguientes elementos más importantes en la consola eran los botones denominados Start , Stop-SIE y Instant Stop-SCE .

• Inicio – Al presionar esta tecla con la computadora en modo Manual , la computadora cambia al modo Automático (lo que hace que la computadora comience a ejecutarse en la dirección en el contador del programa).
• Stop-SIE: al presionar esta tecla con la computadora en modo automático , la computadora cambia al modo manual cuando finaliza la instrucción que se está ejecutando actualmente. Al presionar esta tecla con la computadora en modo manual , la computadora cambia al modo automático para una instrucción.
• Parada instantánea (SCE): al presionar esta tecla con la computadora en modo automático , la computadora cambia al modo automático/manual al final del ciclo de memoria actual. Al presionar esta tecla con la computadora en modo manual o automático/manual, la computadora cambia al modo automático/manual y ejecuta un ciclo de memoria.

Para la depuración del programa existían los botones denominados Guardar y Mostrar MAR .

• Guardar – Al presionar esta tecla con la computadora en modo manual , se guarda el contador del programa en otro registro en la memoria central de MARS y se activa el modo Guardar .

Cuando se ejecutó una instrucción Branch Back en modo Guardar , copió el valor guardado nuevamente al contador del programa (en lugar de copiar el registro de dirección de retorno como lo hacía normalmente) y desactivó el modo Guardar .

Esto se utilizaba durante la depuración para recordar dónde se había detenido el programa y permitir que se reanudara después de que las instrucciones de depuración que el operador había escrito en la máquina de escribir hubieran terminado. Nota: el registro MARS utilizado para guardar el contador del programa también era utilizado por la instrucción Multiplicar , por lo que esta instrucción y el modo Guardar eran incompatibles. Sin embargo, no era necesario utilizar la función multiplicar en el código de depuración, por lo que esto no se consideró un problema.

• Mostrar MAR – Al presionar esta tecla con la computadora en modo Manual se muestra el registro MARS seleccionado y el contenido de la memoria en esa dirección en las lámparas de la consola.

Toda la memoria principal se puede borrar desde la consola ingresando y ejecutando una instrucción de transferencia de dirección a dirección +1, esto sobrescribiría cualquier marca de palabra, lo que normalmente detendría una instrucción de transferencia y volvería al final de la memoria. Después de un momento, al presionar Detener se detendría la instrucción de transferencia y se borraría la memoria.

El lector de cinta de papel IBM 1621 podía leer un máximo de 150 caracteres por segundo;
la perforadora de cinta de papel IBM 1624 podía generar un máximo de 15 caracteres por segundo. ^[1]

Ambas unidades:

• Podría manejar cinta de papel de ocho canales.
• Realizó una autocomprobación para garantizar la precisión
• acomodó información numérica y alfabética en codificación de un solo carácter.

El lector de cintas 1621 y el perforador de cintas 1624 incluían controles para:

• Interruptor de encendido: si está en "encendido", el lector de la unidad se enciende cuando se enciende la CPU.
• Interruptor de carrete-tira: este interruptor selecciona si se utilizan carretes o tiras de cinta de papel.
• Tecla de encendido del carrete: aplica energía a los carretes de suministro y recogida para posicionar la cinta para la lectura y coloca al lector en estado listo.
• Tecla de agotamiento sin proceso: alimenta la cinta hasta que el lector está vacío y saca al lector del estado listo.

El lector/perforador de tarjetas IBM 1622 podría:

• Lee un máximo de 250 tarjetas por minuto.
• Perfora un máximo de 125 tarjetas por minuto. ^[1]

Los controles del 1622 se dividieron en tres grupos: 3 interruptores basculantes de control de perforación, 6 botones y 2 interruptores basculantes de control de lector.

Interruptores basculantes Punch:

• Punch Off/Punch On: este botón enciende o apaga el mecanismo de perforación.
• Seleccionar No detener/Seleccionar detener: este botón se selecciona si las tarjetas perforadas incorrectamente (depositadas en el apilador de selección de errores de perforación en lugar del apilador de perforación normal) permiten que la perforación continúe o causan una detención del cheque.
• Agotamiento sin proceso: este balancín con la tolva de perforación vacía hace que las tarjetas restantes se "agoten" del mecanismo de perforación.

Botones:

• Iniciar perforación: al presionar esta tecla con la perforadora encendida y en reposo, se inicia la perforación. La computadora ahora puede perforar tarjetas.
• Detener perforación: al presionar esta tecla con la perforación activa, se detiene la perforación.
• Comprobar reinicio: al presionar esta tecla se restablecen todas las condiciones de "comprobación de errores" en el lector y la perforadora.
• Cargar – Al presionar esta tecla con el lector inactivo y encendido y la computadora en modo Manual , se inicia el lector, se reinicia el contador del programa (en la memoria central MARS) a cero, se lee una tarjeta en el búfer del lector y se verifica si hay errores en la tarjeta, y se simula la ejecución de una Lectura numérica desde el lector de tarjetas hasta la dirección cero (leyendo los 80 caracteres del búfer del lector en las direcciones de memoria 00000 a 00079), luego se cambia la computadora al modo Automático (iniciando la ejecución en la dirección en el contador del programa).
• Detener lector: al presionar esta tecla con el lector activo, se detiene el lector.
• Iniciar lector: al presionar esta tecla con el lector encendido y en reposo, se inicia el lector y se lee una tarjeta en el búfer del lector y se verifica si hay errores en la tarjeta. La computadora ahora puede leer tarjetas.

Interruptores basculantes del lector:

• Agotamiento sin proceso: este balancín con la tolva de lectura vacía hace que las tarjetas restantes se "agoten" del mecanismo lector.
• Lector apagado/lector encendido: este botón enciende o apaga el mecanismo del lector.

Controles de la unidad de disco 1311 .

• Luz del módulo: esta luz muestra el número de unidad. Cuando se enciende, la unidad está lista para acceder.
• Interruptor de llave para deshabilitar comparación: cuando este interruptor (solo para el maestro) está en la posición ON y se presiona el botón Write Address (Escribir dirección), se puede realizar una escritura completa de la pista sin comparar direcciones. Se utiliza para formatear paquetes de discos.
• Seleccionar luz de bloqueo: cuando esta luz (solo en el modo maestro) está encendida, una o más de las unidades no funcionan correctamente. No se puede acceder al disco.
• Botón/luz de escritura de dirección: esta tecla (solo para la Master) controla la escritura de direcciones de sector. Al presionarla, se activa o desactiva esta función y se enciende o apaga la luz.
• Interruptor de activación/desactivación: este interruptor habilita o deshabilita el acceso a la unidad. Si este interruptor está deshabilitado en el maestro, se deshabilitan todas las unidades independientemente del estado de sus propios interruptores. También controla los medidores de tiempo de uso del disco.
• Botón de inicio y parada: al presionar esta tecla se inicia o se detiene el motor de la unidad de discos. El motor debe detenerse para abrir la tapa y cambiar los paquetes de discos.

El compilador FORTRAN II y el ensamblador SPS eran algo complicados de usar ^{[26] [27]} según los estándares modernos, sin embargo, con la repetición, el procedimiento pronto se volvió automático y ya no era necesario pensar en los detalles involucrados.

GOTRAN era mucho más sencillo de utilizar, ya que generaba directamente un ejecutable en la memoria. Sin embargo, no era una implementación completa de FORTRAN.

Para mejorar esto, se desarrollaron varios compiladores de FORTRAN de terceros. Uno de ellos fue desarrollado por Bob Richardson, ^{[28] [29]} un programador de la Universidad Rice , el compilador FLAG (FORTRAN Load-and-Go). Una vez que se había cargado la plataforma FLAG, todo lo que se necesitaba era cargar la plataforma de origen para llegar directamente a la plataforma de salida; FLAG permanecía en la memoria, por lo que estaba inmediatamente listo para aceptar la siguiente plataforma de origen. Esto era particularmente conveniente para tratar con muchos trabajos pequeños. Por ejemplo, en la Universidad de Auckland, un procesador de trabajos por lotes para tareas de estudiantes (normalmente, muchos programas pequeños que no requerían mucha memoria) procesaba una clase bastante más rápido que el posterior IBM 1130 con su sistema basado en disco. El compilador permanecía en la memoria, y el programa del estudiante tenía su oportunidad en la memoria restante para tener éxito o fallar, aunque un fallo grave podía interrumpir el compilador residente.

Más tarde, se introdujeron los dispositivos de almacenamiento en disco, lo que eliminó la necesidad de almacenar el trabajo en mazos de cartas. Los distintos mazos de cartas que constituyen el compilador y el cargador ya no necesitan ser extraídos de sus gabinetes, sino que pueden almacenarse en un disco y cargarse bajo el control de un sistema operativo simple basado en disco: gran parte de la actividad se vuelve menos visible, pero aún continúa.

Como el lado perforado del lector de tarjetas no imprimía los caracteres en el borde superior de las tarjetas, era necesario llevar las barajas de salida a una máquina separada , normalmente un IBM 557 Alphabetic Interpreter, que leía cada tarjeta e imprimía su contenido en la parte superior. Los listados se generaban normalmente perforando una baraja de listados y utilizando una máquina de contabilidad IBM 407 para imprimirla.

La mayor parte de los circuitos lógicos de 1620 eran un tipo de lógica de resistencia-transistor (RTL) que utilizaba transistores de "deriva" (un tipo de transistor inventado por Herbert Kroemer en 1953) por su velocidad, a los que IBM se refirió como lógica de resistencia de transistor de deriva saturada (SDTRL). Otros tipos de circuitos de IBM utilizados se denominaban: Alloy (algo de lógica, pero principalmente varias funciones no lógicas, llamadas así por el tipo de transistores utilizados), CTRL (otro tipo de RTL, pero más lento que SDTRL ), CTDL (un tipo de lógica de diodo-transistor (DTL)) y DL (otro tipo de RTL, llamado así por el tipo de transistor utilizado, transistores de "deriva"). Los niveles lógicos típicos de todos estos circuitos ( nivel S ) eran alto: 0 V a -0,5 V, bajo: -6 V a -12 V. Los niveles lógicos de la línea de transmisión de los circuitos SDTRL ( nivel C ) eran alto: 1 V, bajo: -1 V. Los circuitos de relé usaban cualquiera de dos niveles lógicos ( nivel T ) alto: 51 V a 46 V, bajo: 16 V a 0 V o ( nivel W ) alto: 24 V, bajo: 0 V.

Estos circuitos se construyeron con componentes discretos individuales montados en placas de circuito impreso de papel epoxi de una sola cara de 2,5 por 4,5 pulgadas (64 por 114 milímetros) con un conector de borde chapado en oro de 16 pines , a las que IBM se refirió como tarjetas SMS ( sistema modular estándar ). La cantidad de lógica en una tarjeta era similar a la de un paquete SSI de la serie 7400 o MSI más simple (por ejemplo, de 3 a 5 puertas lógicas o un par de flip-flops).

Estas placas se insertaban en zócalos montados en bastidores con forma de puerta, a los que IBM denominaba puertas . La máquina tenía las siguientes "puertas" en su configuración básica:

• "Puerta A" – Puerta con bisagras hacia adelante que se abre hacia atrás para brindar acceso, después de la "Puerta B".
• “Puerta B”: Puerta trasera con bisagras que se abre hacia atrás para brindar acceso.
• "Puerta C": se desliza hacia atrás para facilitar el acceso. Interfaz de máquina de escribir de consola. Lógica principalmente de relés .
• "Puerta D": se desliza hacia atrás para facilitar el acceso. Interfaz de E/S estándar.

En el modelo 1620 se utilizaron dos tipos diferentes de memoria central :

• Memoria principal
  • Direccionamiento de línea XY actual coincidente
    • 20.000, 40.000 o 60.000 dígitos
  • Par de dígitos pares e impares de 12 bits
  • 12 planos de un bit en cada módulo, de 1 a 3 módulos
    • 10.000 núcleos por plano
• Memoria de almacenamiento del registro de direcciones de memoria (MARS)
  • Direccionamiento de línea de palabra
    • 16 palabras, mínimo ocho utilizadas en la configuración básica
    • Lectura de una sola palabra, borrado/escritura de varias palabras
  • Dirección de memoria decimal de cinco dígitos y 24 bits (se almacenan 8 a diez mil bits)
  • 1 avión
    • 384 núcleos

La lógica de decodificación de direcciones de la memoria principal también utilizó dos planos de 100 núcleos de transformador de pulsos por módulo para generar los pulsos de media corriente de la línea XY.

Hubo dos modelos del 1620, cada uno con implementaciones de hardware totalmente diferentes:

• IBM 1620 I
• IBM 1620 II

En 1958, IBM reunió un equipo en el laboratorio de desarrollo de Poughkeepsie, Nueva York, para estudiar el "pequeño mercado científico". Inicialmente, el equipo estaba formado por Wayne Winger (director), Robert C. Jackson y William H. Rhodes.

Los ordenadores que competían en este mercado eran el Librascope LGP-30 y el Bendix G-15 ; ambos eran máquinas con memoria de tambor . El ordenador más pequeño de IBM en ese momento era el popular IBM 650 , una máquina decimal de longitud de palabra fija que también utilizaba memoria de tambor. Los tres utilizaban tubos de vacío . Se concluyó que IBM no podía ofrecer nada realmente nuevo en esa área. Para competir de manera efectiva se requeriría el uso de tecnologías que IBM había desarrollado para ordenadores más grandes, pero la máquina tendría que ser producida al menor costo posible.

Para alcanzar este objetivo, el equipo estableció los siguientes requisitos:

• Memoria central
• Conjunto de instrucciones restringido
  • No se permiten instrucciones de división o de punto flotante, utilice subrutinas en el "paquete de programa general"
• Siempre que sea posible, reemplace el hardware con funciones de máquina lógicas existentes
  • Sin circuitos aritméticos, utilice tablas en la memoria central
• La entrada/salida más económica posible
  • No use tarjetas perforadas, utilice cinta de papel
  • Sin impresora, utilice la máquina de escribir de la consola del operador

El equipo se amplió con la incorporación de Anne Deckman, Kelly B. Day, William Florac y James Brenza. Completaron el prototipo CADET (nombre en clave) en la primavera de 1959.

Mientras tanto, la planta de San José, California, estaba trabajando en una propuesta propia. IBM sólo podía construir una de las dos y la propuesta de Poughkeepsie ganó porque "la versión de San José es de primera línea y no es ampliable, mientras que su propuesta tiene todo tipo de posibilidades de ampliación; nunca ofrezca una máquina que no se pueda ampliar".

La dirección no estaba del todo convencida de que la memoria central pudiera funcionar en máquinas pequeñas, por lo que Gerry Ottaway fue cedido al equipo para diseñar una memoria de tambor como respaldo. Durante las pruebas de aceptación realizadas por el Laboratorio de Pruebas de Productos, se encontraron repetidos fallos en la memoria central y parecía probable que las predicciones de la dirección se hicieran realidad. Sin embargo, en el último minuto se descubrió que el ventilador de muffin utilizado para soplar aire caliente a través de la pila de núcleos no funcionaba correctamente, lo que hacía que el núcleo captara pulsos de ruido y no leyera correctamente. Una vez solucionado el problema del ventilador, no hubo más problemas con la memoria central y se suspendió el esfuerzo de diseño de la memoria de tambor por ser innecesario.

Tras el anuncio del IBM 1620 el 21 de octubre de 1959, debido a una reorganización interna de IBM, se decidió transferir la computadora de la División de Procesamiento de Datos en Poughkeepsie (solo computadoras mainframe de gran escala) a la División de Productos Generales en San José (solo computadoras pequeñas y productos de soporte) para su fabricación.

Tras la transferencia a San José, alguien allí sugirió en broma que el nombre en código CADET en realidad significaba " C an't Add , D oesn't Even Try ", haciendo referencia al uso de tablas de adición en la memoria en lugar de circuitos de adición dedicados (y SDTRL en realidad significaba " Sold Down The River Logic " y se convirtió en una broma común entre los CE). Esto se mantuvo y se hizo muy conocido entre la comunidad de usuarios. [ ^{30] [31] [32]}

• Modelo I
  • Nivel A; prototipo.
    • Todos los flip-flops del diseño eran versiones transistorizadas del circuito disparador Eccles-Jordan original . Si bien esta máquina era completamente funcional, se descubrió que el acoplamiento de capacitores utilizado en estos resultó problemático en el entorno de señal ruidosa de los relés y los interruptores accionados por levas de sincronización utilizados para accionar la máquina de escribir de consola. Esto requirió un rediseño completo de la máquina para usar flip-flops SR en su lugar (excepto dos disparadores utilizados para generar relojes para los flip-flops SR ). Sin embargo, el uso del término Trigger se mantuvo en toda la documentación cuando se hace referencia a un flip-flop, ya que era el término convencional de IBM ( alphamerics era su término para alfanuméricos).
    • Este es el único nivel que utiliza un panel de control vertical de una sola pieza; cuando el diseño se transfirió de Poughkeepsie a San José, se rediseñó al panel de control en ángulo de dos piezas utilizado en todos los modelos de producción.
  • Nivel B; primera producción.
    • Este es el único nivel que utiliza un panel de control inferior de aluminio bruñido, los niveles posteriores terminaron este panel con blanco.
  • Nivel C; introducción del lector/perforador de tarjetas 1622.
  • Nivel D; introducción de unidades de disco 1311 y adición de la "Puerta J" opcional que contiene lógica de control de disco.
  • Nivel E; introducción de la opción de punto flotante.
  • Nivel F
  • Nivel G; introducción de la opción de interrupción (necesaria para IBM 1710 ).
    • ¡No se admiten subrutinas BT y BB en el código de interrupción!
    • La lógica de control del disco en la "Puerta J" se fusionó con la lógica de "Puerta A" y "Puerta B".
      • Esto fue posible porque gran parte de la lógica se compactó utilizando tarjetas diseñadas para el Modelo II.
  • Nivel H; opción de interrupción mejorada que admite subrutinas BT y BB en el código de interrupción.
    • Versión final del Modelo I.
• Modelo II (no hay información disponible sobre "Niveles" en este momento)

El modelo II 1620 introdujo hardware ALU básico para suma y resta (lo que hizo que " No se puede sumar , no se puede intentar " ya no fuera aplicable) y registros de índice .

• Modelo III
  • Se comenzó a trabajar en un Modelo III 1620, pero el proyecto se canceló rápidamente porque IBM quería promover las ventas de su nuevo System/360 y descontinuar las líneas antiguas.

Vearl N. Huff, de la sede de la NASA (FOB 10B, Washington DC), utilizó un IBM 1620 modelo II para programar una simulación tridimensional en Fortran del problema de los dos cuerpos unidos entre la cápsula Gemini y el módulo del cohete Agena , en un momento en el que no se entendía del todo si era seguro unir dos objetos en el espacio debido a posibles colisiones inducidas por la sujeción elástica. El mismo ordenador también se utilizó para simular las órbitas de los vuelos de Gemini, produciendo gráficos de cada órbita en formato de impresora. Estas simulaciones se ejecutaron durante la noche y los datos se examinaron al día siguiente. ^[33]

En 1963 se instaló un IBM 1620 en el IIT Kanpur, lo que supuso el puntapié inicial para el desarrollo del software en la India. ^[34]

En 1964, en la Universidad Nacional de Australia, Martin Ward utilizó un IBM 1620 modelo I para calcular el orden del grupo Janko J ₁ . ^[35]

En 1966 la UIT produjo una película explicativa sobre un sistema de composición tipográfica por ordenador de 1963 en el Washington Evening Star , utilizando una IBM 1620 y una fotocomponedora Linofilm . ^[36]

En 1964 se instaló un IBM 1620 en la Universidad de Islandia , convirtiéndose en el primer ordenador de Islandia. ^[37]

• El DJ Rege Cordic desarrolló un programa de radio para KDKA Pittsburgh, basado en un simulador de juego de béisbol desarrollado por John Burgeson de IBM y su hermano, Paul, en ese entonces alférez de la Marina de los EE. UU. Este programa se utilizó en numerosos eventos de demostración entre los años 1960 y 1963 como ejemplo del poder de las computadoras para realizar ejercicios de simulación.
• El ordenador ficticio Colossus of Colossus: The Forbin Project utilizó alrededor de una docena de paneles frontales 1620 desechados comprados en el mercado de excedentes, en varias orientaciones. ^[38]
• Una disposición similar se utilizó en un episodio televisivo tardío ^[39] y en una película ^[40] de The Man from UNCLE para representar una supercomputadora THRUSH .

Muchos en la comunidad de usuarios recuerdan que al 1620 se lo denominaba CADET , que en broma significa " No se puede sumar , ni siquiera se intenta ", haciendo referencia al uso de tablas de suma en la memoria en lugar de circuitos de suma dedicados. [ ^41]

Consulte el historial de desarrollo para obtener una explicación de las tres interpretaciones conocidas del nombre en código de la máquina.

El nombre de código interno elegido para la máquina fue CADET . Uno de los desarrolladores dice que significaba " Computer with ADvanced Economic Technology" (Computadora con tecnología económica avanzada ) , pero otros lo recuerdan como la mitad de "SPACE-CADET" , donde SPACE era el nombre de código interno de la máquina IBM 1401 , que también estaba en desarrollo en ese momento. ^{[ cita requerida ]}

• CDC 160 , otra computadora científica de escritorio de Control Data Corporation lanzada en 1960
• CAB 500 , otra computadora científica de escritorio de la Société d'Electronique et d'Automatisme lanzada en 1960

• Proyecto de restauración del IBM 1620
• Sistema de procesamiento de datos 1620
• Documentos del IBM 1620 de bitsavers.org
• Manual de referencia del sistema para la unidad central de procesamiento IBM 1620, modelo 1 (PDF)
• Manual de referencia del sistema para la unidad central de procesamiento IBM 1620, modelo 2 (PDF)
• IBM 1620 Modelo II en el Centro Científico y Museo Tecnológico de Tesalónica (enlace de archivo)
• Simulador de IBM 1620 (parte del proyecto de restauración del IBM 1620)