PDP-11は何を教えてくれましたか？

CG Bell、WD Strecker、「コンピューターがPDP-11から学んだこと」、第3回コンピューターアーキテクチャに関する年次シンポジウムConference Proceedings、pp。 l-14、1976。



今日私が選んだこの記事は、コンピューター設計の回顧展です。 これはGordon Bellによるいくつかの記事の1つであり、さまざまな共著者が会社のカルト製品ラインであるPDP-11ミニコンピューターの開発、成長、および突然の置き換えについて説明しています。

• CGベル、R。キャディ、H。マクファーランド、B。デラギ、J。オラフリン、R。ヌーナン、W。ウルフ、「ミニコンピューターの新しいアーキテクチャ-DEC PDP-11」、スプリントジョイントの議事録コンピュータ会議、pp。 657-675、AFIPS Press、1970。
• CG Bell、WD Strecker、「コンピューターがPDP-11から学んだこと」、第3回コンピューターアーキテクチャに関する年次シンポジウムConference Proceedings、pp。 l-14、1976。
• WD Strecker、「VAX-11 / 780：DEC PDP-11ファミリーへの仮想アドレス拡張」、全国コンピュータ会議の議事録、pp。 967-980、AFIPS Press、1978。
• CG Bell、WD Strecker、「回顧：PDP-11から学んだこと— VAXおよびAlphaから学んだこと」、第25回コンピューターアーキテクチャに関する年次国際シンポジウムの議事録、pp。 1998年6月10日。

今年、PDP-11を製造した会社の創立60周年を迎えます。 この記事が書かれた瞬間から40年が経ちましたが、私たちの現代の観点からベルの記事を振り返ることは興味深いと思いました。

Digital Equipment Corporationとは何ですか？

記事が書かれた時期を想像するために、まずマサチューセッツ州メイナードからDigital Equipment CorporationのPDP-11を立ち上げた会社について少し話す必要があります。 DECとして知られています。







DECは、1957年にケンオルセンとハーランアンダーソンによって設立されました。 オルセンとアンダーソンは、マサチューセッツ工科大学のリンカーン研究所で協力し、学生がウェスクラークが開発した実験的なインタラクティブコンピューターTX-0を使用するために何時間も並んでいることに気付きました。









これはTX-0です。







それをIBM 704のようなものと比較してみましょう





オルセンとアンダーソンが見つけたのは、インタラクティブなコンピューターを使用したいという欲求が非常に強く、この役割のために設計された「小型」コンピューターの市場があったことです。







DECは最初、TX-0の効率的な商用バージョンであるPDP-1を導入しました。



修正 ：PDP-1回復プロジェクトの責任者であるMichael Cheponisは、親切に次のように書いてくれました。



WhirlwindとPDP-1には5ビットのオペレーションコードがあり、TX-0は2または3ビットのオペレーションコードで始まりますが、この値はTX-2のメモリサイズの増加とともに増加しました。 PDP-1とWhirlwindのコードの順序を比較すると、PDP-1はWhirlwindアーキテクチャの安価で改善されたバージョンであることがわかります。

• 拡張：間接アドレス指定が追加されました。
• コスト削減：「ライブレジスタ」が削除され、サブルーチン呼び出し命令が追加され、整数の乗算と除算の命令が1桁シフトする乗算と除算のステップの命令に置き換えられるため、シフトカウンターが削除されます。 Whirlwindと比較したPDP-1の価格の最大の低下は、ロジックとデザインのデザインの変更によるものです。

PDP-1とIBM 704のコントラストは素晴らしかったが、数年前にはLibrascope LGP-30やBendix G-15などの小型で低速の対話型コンピューターが既に登場しており、同量販売されていた。



また、PDPという名前は「Programmed Data Processor」の頭字語であることに注意してください。当時のコンピューターは大型で複雑で高価なマシンを意味し、ベンチャーキャピタリストは「コンピューター」を生産する場合DECをサポートしない可能性がある





PDP-1の成功に続いて、DECはいくつかのコンピューターファミリを提供しましたが、その多くは少なくとも一部はゴードンベルによって設計されました。

はじめに

コンピュータはアーキテクチャによって完全に決定されるわけではありません。 それは、設計および建設された時間と場所の技術的、経済的、人道的側面を反映しています。 完成したコンピューターは、その時代の製品です。



Bellは最初から、コンピュータープロジェクトを成功させるには、世界で最も優れた抽象コンピューターを構築する必要はなく、コンテキストを考慮して適切なコンピューターを構築する必要があることを教えてくれます。



この章では、PDP-11、つまり作成の目標、アーキテクチャ、さまざまな実装、およびそれを作成した人々について説明します。 アーキテクチャの仕様から始めて設計を検討し、それらがテクノロジー、開発組織、販売組織、アプリケーション組織、生産組織、エンドユーザーの性質にどのように影響されたかを検討します。



現時点では、1976年、ベルはほぼ4年間DEC開発の責任者でした。 彼がPDP-11の成功をより広い市場の文脈で見ていることは明らかであり、そのニーズは彼らが満たすはずであり、その後PDP-11ファミリー全体の進化に影響を与えました。



ベルの言葉の精神に基づいて高齢化されたこのプレゼンテーションは、記事の2つの側面、技術と人に焦点を当てています。

基本：デザインの背後にある考え方

Bellはそのような観察から始まり、 その性質上、コンピューターエンジニアリングは最終製品を作成するという目標の達成に焦点を合わせています。 したがって、長期的な計画を立てることは困難です。



これらはアジャイルの原則です。 その時。 Snowbirdとマニフェストのアジャイルを書く25年前。 DECが書かれたとき、DECはもはやその存在に苦労している新興企業ではなく、市場で成功しているいくつかの製品ラインを持つ成熟した企業であり、ベルは、最小需要製品（最小の実行可能製品）をリリースする必要性が他のすべての長期的より重要であると述べました計画。



IBM / 360のように、PDP-11は単一のコンピューターモデルとしてではなく、一連のモデルとして開発されましたが、小さなPDP-11用に作成されたソフトウェアは大きなPDP-11と互換性があります。



ここで「アーキテクチャ」という用語は、プログラマーが見るように、システムの属性を説明するために使用されます。 データフローの管理と制御、論理設計、物理的な実装については説明しません。」-GMアムダールGAブラウおよびFPブルックスJr. IBM System / 360、1964のアーキテクチャ



PDP-11のオープンな性質のため、プロセッサの仕様に従って命令を解釈するものはすべてPDP-11であり、DECは、PDP-11市場がウォームアップするとすぐにこのアーキテクチャの実装を構築し始め、いくつかのグループがありました。そこから高速で高価なコンピューターが作られましたが、他のコンピューターは低価格で低速のコンピューターを設計しました。



進化的な計画スタイルにもかかわらず、PDP-11は市場で成功を収めました。市場に出回っている6年間（1970〜1975）に20,000台以上が販売されました。 この場合の設計はそれほど重要ではありません。アーキテクチャの欠陥や欠落を修正するソフトウェアを備えた大規模で積極的なマーケティング組織は、ほと​​んどすべての設計を保存できます。



ここで、彼の記事の中でベルは質問をします。PDP-11は良いデザインを持っているのでしょうか、それとも単に過活動的なマーケティングを通じて利益を得ているのですか？ 自分の質問に答えるために、ベルは6年前に彼と彼の共著者が特定した設計基準の観点から製品を検討します。

アドレス空間

マイクロコンピューターの最初の弱点は、アドレス空間が限られていることでした。 最大かつ最も一般的な間違いは、メモリのアドレス指定と管理に十分なアドレス空間を持たないコンピュータを設計することでした。



その時代のミニコンピューターは12ビットのアドレス空間を持っていたため、アドレス指定できるアドレスは4096のみで、それぞれに12ビットのワードが格納されていました。



後に物理的なサイズになった「ミニコンピューター」という言葉は、もともと「ミニコンピューター」というフレーズから形成されたことに注意してください。 標準的な例は、以前のDECモデルであるPDP-8で、8つの命令しかありませんでした。







小さなアドレス空間の理由は価格でした。 メモリは60年代から70年代初期に非常に高価でしたが、各ビットは制御ワイヤのグリッドに織り込まれた小さな磁気コアで構成されていました。



コアはパネルに配置されており、この場合はそれぞれ4096ビットで、単語を取得するためにスタックされているため、4096ワードのメモリは1600万リングから構成されていました（ ここでは、明らかに、元のテキストのエラー、4096ワード* 16ビット= 65536リング約transl。 ）、それぞれ少なくとも部分的に手作業で組み立てられました。 メモリが非常に高価だった理由が明らかになりました。







ベルや他のPDP-11設計者は、コア価格が低下し続けること、そして当時としては費用対効果は低いものの半導体メモリが1バイトの格納に基づいて安くなり続けることを知っていました。 したがって、ユーザーが「ドルで同じ価格のシステム」を購入する傾向があるため、購入者が購入できるメモリの量は時間とともに増加します。 しかし、まだ



PDP-11は、アドレスビットを節約するというこの悪い伝統に従いましたが、優れた設計は少なくとも1つの大きな変更に耐えることができるという原則によって救われました。



開発者の予測を考慮しても、PDP-11アーキテクチャの導入から2年も経っていないため、ソフトウェアの複雑さを増す代わりに、より大きな18ビットアドレス空間へのアクセスを提供するには、アーキテクチャにメモリ管理モジュールを含める必要がありました。 数年後、さらに4ビットが追加されました。



公平を期して、ベルは性急であると非難しましたが、不十分なアドレス空間を作るという伝統は今日まで続いています。 DOSの640Kの制限を覚えていますか？ himem.sysとの戦いを覚えていますか？ 32ビットプログラムがデータ用に2 GB以上を必要とする状況に直面しましたか？



だから誰も完璧ではありません。

十分なレジスタがありません

ミニコンピューターの2番目の弱点は、レジスターの数が不十分になる傾向でした。 これはPDP-11で修正され、8つの16ビットレジスタがありました。 その後、6つの32ビットレジスタが浮動小数点演算用に追加されました。 レジスタを増やすと、タスクコンテキストの切り替え時間が長くなる可能性があります。



当時のメインフレームでさえ、レジスターを1つだけ提供することは珍しくありませんでした-バッテリー。 追加のレジスタが提供された場合、それらはインデックスレジスタとしてのみ使用され、汎用レジスタとしては使用されませんでした。



また、追加のレジスタはユーザーにとって不便である可能性があるというベルの発言に注目することも興味深いです。 1970年代初頭、最も一般的なのは、機械をアセンブラーで直接プログラミングすることでした。



アーキテクチャ内のレジスタの数、アドレスビットの数、および命令のサイズの間には強い相関関係があります。 これらすべての要因がメモリ不足を引き起こしているため、コマンドシステムを慎重に検討することは理にかなっています。



Von Neumannマシン（実質的には60年代のすべてのコンピューターでした）では、プログラムとデータは同じ限られたアドレススペースを共有し、無効なプログラムはコンピューター時間だけでなくメモリも無駄にします。 遅いプログラムは許容できますが、プログラムがメモリに収まらない場合は致命的でした。つまり、命令をエンコードする方法は可能な限り効率的でなければなりません。



あるメモリロケーションから別のメモリロケーションに移動する非常に一般的なケースを見てみましょう。 この操作を説明するには何ビットが必要ですか？ 可能な実装の1つを次に示します。

MOV addr addr
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ソースアドレス用に16ビット、宛先アドレス用にもう16ビット、およびMOV命令自体をエンコードするために特定のビット数が必要です。 合計40ビットがあるとします。これは16の倍数ではありません。これは、命令の複雑な2.5ビットエンコーディングを意味します。 しかし、アドレスをレジスタにロードするとどうなりますか？

 MOV (R0), (R1)
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

この場合、レジスタのみを記述する必要があり、PDP-11には8個のレジスタがあり、レジスタを記述するのに3ビットだけで十分です。 このようなコマンドは16ビットワードに簡単に収まり、可変長の命令の複雑なコーディングを必要としません。







実際には、PDP-11は、命令に2つのオペランドがある場合、レジスタごとに6ビット、操作ごとに4ビットを使用します。

ハードウェアスタック

ミニコンピューターの3番目の弱点は、スタックのハードウェアサポートが不十分だったことです。 PDP-11では、アドレスの自動インクリメントおよび自動デクリメントメカニズムが実装されました。 このソリューションはPDP-11に固有のものであり、非常に有用であることが証明されています。 （そして、このソリューションは他のシステムの開発者によってコピーされました。）



最近では、スタックのないハードウェアを想像するのは難しいですが、実際、再帰を使用していない場合、スタックはそれほど重要ではありません。



PDP-11の設計は1969年にさかのぼります。当時のプログラミング言語であるFORTRANとCOBOLを見ると、再帰関数呼び出しはサポートされていませんでした。 関数呼び出しのシーケンスには、プロシージャの開始時に空のワードに戻りアドレスを格納することが含まれていたため、再帰が不可能になりました。







PDP-11は、PUSHおよびPOP操作によって制御されるレジスタとして、現在理解しているスタックポインタを定義しますが、PDP-11はさらに進んで、オペランドレジスタに自動インクリメント/デクリメント修飾子を追加することで、任意のレジスタがスタックポインタとして機能することを許可しました。



たとえば、1つの命令：

 MOV R4, -(R6)
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

R6の値を2つ減らし、R6に格納されているアドレスにR4の値を格納します。 したがって、アセンブラーPDP-11では、値をスタックに配置します。 ARM向けにプログラミングした人がいるなら、これはおなじみのはずです。



これは、専用のPUSHまたはPOP命令が不要であることを意味し、これにより命令スペースが節約され、任意のレジスタをスタックポインタとして使用できるようになりますが、スタックポインタは伝統的にR6であり、サブプログラム呼び出しを行うときに機器によって使用されます。

割り込み遅延

当時のミニコンピューターの4番目の弱点は、割り込みと遅いコンテキスト切り替えのサポートが制限されていたことでした。この問題は、デバイス割り込みの直接接続でUNIBUSベクトル割り込みコントローラーを使用することで解決しました。



DECのこの時点で、ほぼすべての製品にPDP-10アーキテクチャ、対話型アプリケーション、ラボ、プロセス制御用に設計されたDECメインフレームがありました。 割り込みへの応答、割り込み信号のアクティブ化と割り込み処理の開始の間の遅延は、高いリアルタイムパフォーマンスを得るための鍵です。



PDP-11では、割り込みをトリガーしたデバイスが割り込みハンドラーのアドレスを提供します。 ベルはこれについて正直に書いています。



メインのメカニズムは非常に高速で、割り込みが要求された瞬間から割り込みハンドラーの最初の命令が実行されるまでに必要なメモリアクセスは4サイクルのみです。

キャラクターサポート

ほとんどのミニコンピューターの5番目の弱点は、文字列のサポートが不十分であったことです。これは、バイトを直接アドレス指定できるPDP-11で解決されました。



文字列と文字をサポートする重要性は、科学とビジネスのソリューションが登場し始めた1960年代に成長し始めました。 当時の主要なコーディング方法は6ビット文字セットでした。これは、大文字、0〜9の数字、スペース、および財務諸表の印刷に十分な数個の句読点に十分なスペースを提供しました。







メモリは非常に高価だったため、12ビットまたは18ビットの単語に1つの文字を配置することは単純に受け入れられず、文字は単語にパックされました。



これにより、ストレージの効率は向上しますが、移動、比較、結合などの操作では困難です。これは、文字が単語の下部または上部にある可能性があることを考慮する必要があり、プログラムが占有する高価なメモリの量が増加します。



この問題はPDP-11で解決され、マシンは16ビットワードと8ビットバイトの両方で動作し、人気を博しました。 文字長を2ビット拡張すると、文字列操作が簡素化され、当時DECでサポートされていた人気が高まっている7ビットASCII標準への適応が容易になりました。 ベルはこの段落を次のように終了します。



ハードウェアには文字列処理命令はありませんが、通常の文字列操作（移動、比較、連結）は非常に短いループとしてプログラムできます。



そして、これは実際にそうです。 送信元アドレスと宛先アドレスがレジスタ内にあると仮定すると、たった2つの命令でコピー手順を書くことができます。

 loop: MOVB (src)+, (dst)+ BNE loop
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

このコードは、MOVコマンドがフラグを設定するという事実を利用しています。 サイクルは、ソースアドレスの値がゼロになるまで続き、この時点で制御は次の命令に進みます。 これが、行Cがゼロで終わる理由です。

ROM

ミニコンピューターの6番目の弱点は、ROMを使用できないことであり、PDP-11にはこの欠点はありませんでした。 PDP-11用に記述されたコードのほとんどは「クリーン」であり、特別なプログラマーの努力なしで再入力でき、ROMを直接使用できました。



プログラムが比較的固定されているプロセス制御アプリケーションでは、毎回磁気テープまたはパンチテープからプログラムをダウンロードする必要があり、これは高価です。 ほとんど使用しないI / Oデバイスを購入して保守する必要があります。 プログラムが常にコンピューターに存在していると便利です。 ただし、メモリの量には強い制限があり、スタックのハードウェアサポートがないため、多くの場合、自己変更コードは避けられず、ROMの使用が大幅に制限されていました。 ベルは、PDP-11が状況を変えたと誇らしげに言っています。

プリミティブI / O

ミニコンピューターの7番目の弱点は、プリミティブなI / O機能でした。



PDP-11が開発された60年代後半、I / Oデバイスは非常に高価でした。 当時のメインフレームは、いわゆるチャネルI / Oを使用していました。中央I / Oは、プログラムを実行し、結果を報告する小さなプログラムをチャネルコントローラに送信しました。 プログラムは、たとえば、磁気テープからデータをロードしたり、パンチカードに穴を開けたりできます。



チャネルI / Oは重要でした。I/ O操作からプロセッサをアンロードでき、同時にI / Oアクションを実行できるため、プロセッサの使用率が向上します。 欠点は、チャネルI / Oが各チャネルコントローラに個別のCPUを必要としたため、システム全体のコストが大幅に増加したことです。







ミニコンピューターの世界では、通常、テープドライブやコンソールプリンターなどの特定のデバイスごとにハードコーディングされた特殊な命令を使用して、I / Oは通常CPUに直接行われました。



PDP-11は、I / Oにマップされた異常な何かを導入しました。 mmap（2）システムコールで使用できるメモリマップI / Oではありませんが、メモリ内の一部のアドレスはメモリセルだけではなく、その内容はバックプレーンに挿入されたボードに表示されるという合意にすぎません。 DECではUNIBUSと呼ばれていました。







たとえば、777566に記録された値 コンソールに接続されたデバイス、通常は印刷端末に書き込まれます。







アドレス777570から値を読み取った場合、フロントパネルのスイッチによって入力された値を受け取りました。 これは、ブートローダーの設定によく使用されました。







同様に、ドライブRK05は、アドレス777412にアクセスするセクター番号、データを777410に書き込むアドレス、およびワード数を777406に書き込むことによりアクセスされました。次に、777404のゼロビットを1に設定します（ビットGO）、およびドライブは、必要な数のワードをメモリに直接転送します。







私のお気に入りのデバイスはKW11-Lでした。 アドレス777546にビット6を書き込むと、20ミリ秒ごとに割り込みがトリガーされます。 なぜ20ミリ秒ですか？ それはAC周波数の周期だから





はい、家庭用時計のように、PDP-11はネットワーク内の電圧の期間にわたって時間をカウントしました。

プログラミングの高コスト

ミニコンピューターの9番目の弱点は、プログラミングのコストが高いことです。 多くのユーザーは、大規模システムで利用できる便利なエディターやIDE、ファイルシステム、デバッガーなしでアセンブリ言語でプログラミングしました。 PDP-11はこの欠点を克服できませんでしたが、PDP-11は以前のモデルであるPDP-8およびPDP-15よりも複雑なシステムを構築しました。



ミニコンピューターはミニマルな性質のため、プログラムを開発するための便利な環境を提供しませんでした。 多くの場合、トグルスイッチの退屈な切り替えを使用しました。または、場合によっては、別の大型コンピューターでプログラムを編集およびアセンブルし、それらを紙テープに転送しました。



これは、今日のマイクロコントローラーのプログラミング方法に似ていました。大きなワークステーションでプログラムを編集し、ターゲットバイナリファイルをコンパイルして、マイクロコントローラーのフラッシュメモリに転送します。







ただし、ニュージャージー州のPDP-11で独自のソフトウェア環境を構築するのに忙しかったトンプソンとリッチーの仕事について、ベルは知らなかったようです。

デザインを作った人

2番目のセクションに進みましょう。人々



コンピューターの歴史を研究することは、他の歴史的主題と同様に、基本的に人々の歴史と彼らが決断を下した文脈を研究するからです。



ベルは、コンピューターはテクノロジーベースですが、人間が作ったものであるため、このセクションではPDP-11の開発中のDECグループのダイナミクスについて説明しました。



コンピューター開発者が直面する問題は、2つの部分に分けることができます。未経験による問題と、システム的な性質の問題です。



ここでベルは、フレッド・ブルックスの当時の最後の本「 神話上のマン月 」の言葉を思い出します。



OS / 360プロジェクトの責任者であるブルックスは、プロジェクトの目標であったすべてのIBM / 360モデルで実行できる単一の汎用オペレーティングシステムの作成に長年苦労してきました。 この段落を書いたとき、ブルックスの言葉はベルの記憶に新鮮でした。

設計タイムライン

このセクションは、1960年代後半のDEC Corporationの取り組みの窓口です。



DECの設計チームの内部組織は、長年にわたって市場志向と製品志向の間で変動しています。 会社が年間30〜40％成長したとき、継続的な再編成が必要でした。 常に、従業員の約3分の1が1年未満の間会社で働いていました。



慣れている場合は手を挙げてください。



PDP-11の開発中、同社は製品ラインを中心に構築されました。 同社の開発者は、PDP-10グループ、PDP-15グループ（18ビットマシン）、PDP-8グループ、PDP-8 / Sサブグループ、LINC-8グループの小さなグループに編成されました。 各グループには、製品開発、ソフトウェア、ハードウェアを担当するマーケティング担当者とエンジニアが含まれていました。 そのような組織の結果として、建築の経験はグループに分けられました。



ベルは、各グループを確認し、その長所と短所、およびPDP-11への貢献を確認するのに時間がかかります。 ここでは、1つの例外を除き、すべてをリストしません。



PDP-10グループは、この会社で最強でした。 彼らは大型で強力なタイムシェアリングマシンを構築しました。 それは多くの点で会社の別の部門であり、他のグループとのやり取りは最小限でした。 PDP-10グループ全体としては、システムアーキテクチャの仕組みを最もよく理解していましたが、システムの範囲についてはまったく知らず、高速コンピューターのみの構築に関心がありました。



私は最近、最も古い製品の1つまたは2つが会社の利益のほとんどすべてを生み出したソフトウェア会社に勤務しました。ベルの立場を非常によく理解しています。 PDP-10はメインフレームのDECバージョンであり、非常に高速で、1つの固定価格でのみ利用できます。



16ビットコンピューターの作成に関する最初の作業は、エンジニアリングの経験を持つマーケティング担当者であるPDP-15マネージャーの監督の下で始まりました。 最初のプロジェクトはPDP-Xと呼ばれ、多くのマシンの仕様が含まれていました。 これはマシンファミリのアーキテクチャであり、後のPDP-11よりも優れた設計でしたが、特に革新的なものではありませんでした。 残念ながら、グループマネージャーは、彼らのプロジェクトはPDP-10と同じくらい複雑で（そうではなかった）、プロジェクトの失敗を確信していたため、他の誰も1台の大型コンピューター以外の大型コンピューターを作りたくないと経営陣を非難しました会社。



そして、ここでベルは良い教訓を与えてくれます：あなたの能力が他のマネージャーのプロジェクトと同じチェーンにある場合、彼らは市場に入る前にあなたのプロジェクトを殺すための効果的なツールを持っています。



振り返ってみると、PDP-Xの開発に携わっている人々は、同時にData Generalの開発に取り組んでいたようです。



これは普通の読者には気づかれていなかったかもしれませんが、10年前のShockleyの「危険な8」への言及です





エドソンデカストロ、PDP-8プロダクトマネージャー、およびPDP-Xプロジェクトマネージャーは、DECを去り、彼のチームの何人かの人々とともにData Generalを設立しました。 PDP-Xが廃止されたためにde Castroが去ったのか、それとも彼の出発がプロジェクトを殺す最後のstrawだったのかは、記録から明らかではありません。 いずれにしても、ベルが書いているように、結果は明白でした。



PDP-Xプロジェクトが終了すると、DCMプロジェクトが開始されました（プライバシーのために選択されたコード計算機、Desk Calculator Machine）。 Data Generalは非常に小さな16ビットコンピューターと競合していたため、設計と計画は不安定でした。



Data Generalは、PDP-8が開発され、de Castroが手の甲のように知っていた市場の16ビットNovaでDECと競合しませんでした。ラックマウント型実験装置







12ビットPDP-8とData Generalの16ビットNova

PDP-11：グレード

記事の最後の部分では、PDP-11をその前身と比較し、ベルはPDP-11アーキテクチャ自体を評価し続けます。 最大のブレークスルーはUNIBUSでした。



一般的に、UNIBUSバスはすべての期待を上回りました。 何百種類ものストレージデバイスと周辺機器を接続することができ、3Kドルから100Kドル（1975年）の価格帯でシステムの標準的なアーキテクチャコンポーネントになりました。

UNIBUSとは何ですか？

初期の商用コンピューターは、有線接続でバックプレーンに接続された一連のモジュールとして設計されました。 ランプの時代には、ランプは信頼性が低く、モジュールを迅速に交換する必要があったため、これは必要でした。







その後、標準モジュールからコンピューターを構築したいという願望が、複雑なバックプレーンを使用して接続された一般化された論理ブロックの構築につながりました。



初期のDECモジュールの例を次に示します。







有線接続で複雑なバックプレーンにそれらをマウントし、それらからコンピューターを構築できます（この場合はPDP-8）。



UNIBUSは以前のDEC開発の開発であり、理想的な制御バスの抽象化です。 中程度の統合コンポーネントの可用性により、複雑なバックプレーンが不要になり、主な複雑さはバックプレーンにインストールされているモジュールに移ります。 これにより、コンピューターに接続する標準モジュールを構築できます。



UNIBUSは標準として、アーキテクチャのコンポーネントであり、簡単に構成可能なシステムを構築できます。 DECだけでなく、どの会社でも、バスとやり取りするコンポーネントを簡単に作成できます。 優れたタイヤは、構造化された設計に集中できる優れたエンジニアリング環境を作り出します。 UNIBUSは、メモリと周辺機器の代替供給源を提供する二次産業を創出しました。 IBM 360バスとは別に、UNIBUSはコンピューター業界で最も一般的なバス標準でした。



UNIBUSの出現前、ミニコンピューターがサポートできる入出力デバイスは、開発者のみが決定していました。 デバイスと対話する方法は、コンピューターロジック回路によってハードコーディングされていました。 UNIBUSの出現により、エンドユーザーがコンピューターをカスタマイズするための幅広い分野と実験用の分野が開かれました。

PDP-11は何を教えてくれましたか？

ベルの回顧展は、記事が書かれた時点で終了します。 1976-77年ですが、40年後の私たちの観点からは、PDP-11の影響は莫大でした。

RISC

PDP-11がまだ開発されておらず、さらにRISCマシンと見なされていなかった当初、この用語は、IBM 801に関して1976年にJohn Cokeによって導入されるまで存在しませんでした。 ARMプロセッサ、最新のRISCプロセッサ、それらの類似性は明らかです。 プログラミング言語の設計が、借用と同様に進化的な開発のプロセスであるように、コマンドシステムの設計でも同じことが起こります。



PDP-11はまた、選択されたI / O命令の中心にステークを押し込み、現在最も一般的なメカニズムであるメモリにマップされたI / Oのモデルを承認しました。個別のI / O命令を持つ唯一のプロセッサは、Intel 8080とそのいとこZ80です。

Unix

PDP-11は、ソフトウェアとオペレーティングシステムに大きな影響を与えました。PDP-11は、ケントンプソンとデニスリッチーがベル研究所でUNIXを開発したマシンでした。





PDP-11より前には、UNIXは存在しませんでした。PDP-11より前は、Cは存在していなかったため、Cが設計されたコンピューターでした。古典的なC intが16ビットである理由を知りたい場合、これはPDP-11が原因です。



UNIXは、パイプ、「すべてがファイル」、およびインタラクティブコンピューティングのアイデアをもたらしました。

VAX-11 / 780

インタラクティブコンピューティングでは、メモリ使用量に制限はなく、PDPはプロセス制御には適していましたが、インタラクティブコンピューティングの需要がPDP-11の代替品を作成する理由でした。



1977年にベルが発表された年に、「仮想アドレス拡張」を意味するPDP-11のフォロワーであるVAX-11がリリースされました。

BSD

UNIXは1974年にバークレーに到着し、ケントンプソンがテープをもたらしました。これは、BSDの西海岸-Berkley Systems Distributionでの開発の始まりです。



Berkeley UNIXは1980年代初頭にVAXに移植され、DECのVMSオペレーティングシステムに対抗する文化的代替手段として栄えました。Berkeley UNIXは、後にSun Microsystemsのような会社やSelfのような言語を設立した新しい世代のハッカーを生み出し、Javaの出現に直接つながりました。



UNIXは80年代に膨大な数のコンピューターシステムに移植され、「UNIX戦争」の結果、今日まで存在するさまざまなBSDシステムが作成されました。

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元のBerkeleyディストリビューションの派生物である4BSDは、Steve JobsのNeXTファミリーのコンピューターのオペレーティングシステムの基礎になりました。Appleが1997年にNeXTを買収したとき、NextSTEPとそのBSD派生物がDarwin、OSX、およびiOSの基盤になりました。

Windows NT

先に言ったように、エジソン・デ・カストロについて話したように、DECには裏切り者がいました。



VAX VMSオペレーティングシステムのアーキテクトであるDave Cutlerは、VAXを置き換えるように設計されたオペレーティングシステムとハードウェアの新しい組み合わせプロジェクトの開始に失敗した後、1988年にMicrosoftを去り、チーム全員を連れてWindows NTの開発を主導しました。WindowsとVMSオペレーティングシステムの内部を知っている人は、共通の機能に気付くかもしれません。

ゼロックスアルト

デカストロの話についての話を締めくくるために、Data General NovaシリーズはXerox Altoの開発者であるCharles TuckerとButler Lampsonに影響を与え、Apple Macintosh開発者に影響を与えました。

データ一般新星

Data GeneralとDECのライバル関係は32ビット時代まで続きました。1981年のピューリッツァー賞を受賞したTracy Kidderが「The Soul of a New Machine」で語っています。

PDP-11から何を学びましたか？

その開発は時々無秩序であり、欠陥がないわけではありませんが、PDP-11は多くの歴史の糸の交点です。



ハードウェア、ソフトウェア、プログラミング言語、オペレーティングシステム、PDP-11がすべてに影響しました。



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