Nord-1

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 01:10, 16 мая 2019.
Nord-1
Nord-1-crop.jpg
Разработчик Norsk Data
Семейство продуктов Nord (ND)
Дата выпуска 1968 год
Memory 32
Предшественник Simulation for Automatic Machinery
Последователь Nord-10
Related articles Nord-5
Nord-50
Nord-100
ND-500


Nord-1 - первый коммерчески доступный норвежский мини-компьютер, выпускаемый Norsk Data в период с 1968 по 1971 год.

История

Разработанный в 1967 году мини-компьютер Nord-1 являлся первым компьютером компании Norsk Data, который являлся дальнейшим развитием SAM 2. Всего в разработке участвовало три человека: Пер Бьорге отвечал за аппаратное обеспечение, Рольф Скар - за программное обеспечение, а Ларс Монрад-Крон - за продажи. Чтобы получить банковскую гарантию для первого займа, страхование жизни было осуществлено у трех учредителей. Разработка началась, когда трио работало в NDRE (Норвежское оборонное научно-исследовательское учреждение), которое сотрудничало с институтом энергетических технологий и Kongsberg Gruppen ASA (Конгсберг Группен АСА). В следствие чего предварительные работы были направлены обеим организациям, чтобы они могли начать разработку компьютеров.

Стратегическое сотрудничество с Norcontrol началось в ноябре 1967 года, когда Norsk Data приобрела акции за 200 000 норвежских крон в Norcontrol, которая снова купила акции за 70 000 норвежских крон в Norsk Data. Norcontrol разместил первый заказ на компьютер Norsk Data 26 января 1968 года. Вскоре после этого компьютеры были заказаны CIfIR (центральный институт промышленных исследований) и CMI (bнститут им. Микелсена).

Norsk Data и Kongsberg подписали соглашение о разделе рынка 23 апреля 1968 года, в соответствии с которым Kongsberg будет поставлять компьютеры для военной промышленности, а Norsk Data - для гражданского сектора. В первые годы Kongsberg продолжал оставаться основным конкурентом Norsk Data в качестве единственного другого норвежского производителя мини-компьютеров. Дополнительные акции Norsk Data были выпущены в мае 1968 года, в результате чего акционерный капитал достиг 894 000 норвежских крон. Новые инвесторы включали Norsk Elektrisk & Brown Boveri (NEBB), Habberstad и Tharald Brøvig.

Первый Nord-1 был открыт 21 мая 1968 года и отправлен в Норвежский технологический институт (NTH) для установки приборов. Он провел год в Тронхейме и постоянно нуждался в ремонте. Однако, как только он не был постоянно обслужен инженерами, он работал в течение восемнадцати месяцев без сбоев.

Первый экземпляр NORD-1 (серийный номер 2) использовался для управления антиколлизионной системой NORCONTROL, в частности, на норвежском грузовом судне M/S Taimyr (построено в Японии). Система включала в себя управление мостом, управление питанием, мониторинг состояния нагрузки и первую в истории систему контроля столкновений, управляемую компьютером, с радиолокационным контролем (система автоматической радиолокационной прокладки).[1] Машина оказалась чрезвычайно надежной. За системой последовали модели Nord-5 (1970 г.) и Nord-10 (1973 г.).

Технические характеристики

Основная память

Основным хранилищем является устройство памяти с ферритовым сердечником. Это может быть от 4096 до 65536 слов. Каждое слово состоит из 16 бит. [2] Процессор работает асинхронно с управлением временем памяти, и компьютер может использовать память различной скорости. Самое короткое время цикла памяти, которое процессор может эффективно использовать, составляет 1 мкс.

Контроль памяти

Каждый блок памяти имеет свой собственный контроль памяти. Управление памятью разрешает доступ с двух разных устройств к блоку памяти в стандартной комплектации - дополнительные каналы не являются обязательными. Приоритет между устройствами фиксирован (подключен). Одним из устройств является процессор, как правило, с самым низким приоритетом. Каналы данных обычно подключаются к таким устройствам, как хранилище дисков, накопители на магнитных лентах, линейные принтеры или другие устройства ввода/вывода с высокой скоростью передачи данных. Когда каналы данных работают, из-за запуска программы украдены циклы памяти - для каждого канала данных передается 16-битное слово, один цикл памяти украден. При длительности цикла в 1 микросекунду максимальная общая скорость передачи канала данных составляет 16 000 000 бит в секунду. Два процессора могут быть подключены к одному блоку памяти.

Центральный процессор

Центральный процессор управляет выполнением инструкций и системой ввода/вывода. ЦП состоит из блока регистров, управляющих триггеров и блока арифметики и управления.

Блок регистров

Блок регистров состоит из 8 регистров общего назначения, 4 регистров памяти шины и 2 регистров управления приоритетными прерываниями. Регистры ЦП являются 16-битными высокоскоростными регистрами интегральной схемы.

Всего 8 общих регистров:

  • R-регистр: адресный регистр. Этот регистр не доступен для программы.
  • A-регистр: это основной регистр для арифметических и логических операций непосредственно в памяти. Этот регистр также используется для связи ввода/вывода.
  • D-регистр: этот регистр является расширением A-регистра в операциях двойной точности или с плавающей запятой. Он может быть подключен к A-регистру во время сдвигов двойной длины.
  • T-регистр: временный регистр. В инструкциях с плавающей запятой он используется для хранения экспоненты.
  • L-регистр: регистр ссылок. Адрес возврата после перехода подпрограммы содержится в этом регистре.
  • X-регистр: индексный регистр. В связи с косвенной адресацией это вызывает постиндексирование.
  • B-регистр: базовый регистр или второй индексный регистр. В связи с косвенной адресацией это вызывает предварительную индексацию.
  • P-регистр: программный счетчик, адрес текущей инструкции. Этот регистр управляется автоматически в обычном режиме ветвления. Но он также полностью контролируется программой, и его содержимое может передаваться в другие регистры или из них.

Помимо R- и P-регистров все регистры полностью управляются программой и могут использоваться для других целей, кроме тех, что описаны здесь. Две инструкции, ROP и SKP, могут указывать регистр, содержимое которого всегда равно нулю.

Контрольные триггеры

Шесть контрольных триггеров доступны по программе:

  • C: Ведущий триггер.
  • Q: Динамическое переполнение триггера.
  • O: Триггер статического переполнения. Остается установленным после состояния переполнения, пока оно не будет сброшено программой.
  • Z: Триггер переполнения с плавающей точкой. Этот триггер является статическим и остается установленным, пока не будет сброшен программой.
  • К: Однобитный аккумулятор.
  • М: Многосменный триггер.

Эти триггеры полностью управляются программой либо с помощью инструкции BOP, либо с помощью подинструкций TRA или TRR, где все триггеры должны передаваться в и из A-регистра.

Арифметические и контрольные блоки

Вычисления адреса и индекса выполняются в специальном адресном арифметическом блоке. Все запрограммированные арифметические и логические операции выполняются в 16-битном высокоскоростном арифметическом блоке. Следовательно, все такие операции могут выполняться в любом из регистров. Блок управления содержит необходимые логические схемы для доступа к данным и словам команд, для изменения адресов команд, для выполнения арифметических и логических операций и для управления системой прерываний.

Особенности конструкции системы

NORD-1 - компьютерная система третьего поколения, представляет собой полностью интегрированное сочетание высокопроизводительного оборудования и эффективной программного обеспечения. Система NORD-1 предоставляет пользователю сбалансированную систему, которая предлагает преимущества, обычно встречающиеся только в больших компьютерных системах. Данная модель обладает возможностью параллельной обработки программ. Эта возможность мультипрограммирования позволяет пользователю управлять одной или несколькими полностью защищенными программами в реальном времени на переднем плане, одновременно работая с программой общего назначения в фоновом режиме. Затраты на переключение с одной задачи на другую сведены к минимуму, поскольку аппаратное и программное обеспечение специально разработано для быстрого переключения контекста. Аппаратный регистр позволяет программному обеспечению эффективно генерировать повторно вводимый код. Таким образом, процедуры, общие для нескольких программ, будь то на переднем плане или в фоновом режиме, сохраняются в памяти только один раз. Программное обеспечение полностью ориентировано на пользователя. Системы программирования NORD-1 повышают производительность пользователя, предоставляя мощную и простую в использовании программную среду. В результате пользовательские программы пишутся быстрее при меньших затратах. Наличие этого комплексного программного пакета позволяет использовать весь потенциал оборудования. Пакет включает в себя несколько операционных систем (мониторы), компилятор FORTRAN, Ассемблер и различные библиотеки и утилиты. Мощная мультипрограммная система NORD-1 обеспечивает быстрое реагирование на условия окружающей среды с использованием до 15 внешних уровней прерываний. Источник каждого сигнала прерывания автоматически идентифицируется и срабатывает в соответствии с его приоритетом (эта функция не требует программирования). Для большей гибкости системы каждое устройство прерывания может быть индивидуально снято с охраны (поэтому оно останавливает генерирование прерываний) и/или каждый уровень можно отключить индивидуально (в такое случае ответ откладывается). Использование функции отключения делает запрограммированное динамическое переназначение приоритетов быстрым и удобным, даже когда происходит процесс в реальном времени. При создании конфигурации для любой системы каждой группе из 16 уровней прерываний может быть назначен свой групповой приоритет для удовлетворения конкретных потребностей приложения. Способ программирования уровней прерываний не зависит от их приоритета.

Источники

  1. Breivik, Morten; Sand, Gunnar (2009). "Jens Glad Balchen: A Norwegian Pioneer in Engineering Cybernetics" [Электронный ресурс] / Дата обращения: 31.03.2019. — Режим доступа: https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.163.8464
  2. NORD-1 Reference Manual [Электронный ресурс] / Дата обращения: 02.04.2019. — Режим доступа: http://www.sintran.com/sintran/library/libhw/NORD-1-RM-1-EN.pdf

Литература

  • Heradstveit, Per Øyvind (1985). Norsk Data – A Success Story. J. M. Stenersens Forlag. ISBN 82-7201-044-5.  / Дата обращения: 26.03.2019
  • Steine, Tor Olav (1992). Fenomenet Norsk Data. Universitetsforlaget. ISBN 82-00-21501-6.  / Дата обращения 01.04.2019