Кіріспе
Вакуумдық түтікшелермен жұмыс істейтін компьютерлік жүйе
IBM 709 – IBM компаниясы 1957 жылдың қаңтарында жариялаған және 1958 жылдың тамызында алғаш рет орнатылған компьютерлік жүйе. 709 – бұл оның алдыңғы нұсқасы IBM 704-тің жетілдірілген нұсқасы және IBM 700/7000 сериялы ғылыми компьютерлердің үшіншісі болды. Жақсартуларға жапсарлас кіріс/шығыс, жанама адрестеу және ондық арифметиканы қолдайтын, алғашқы нөлдерді жоятын және басқа да бірнеше операцияларды қамтамасыз ететін үш «өзгерту» нұсқаулары кірді. 709 компьютерінде 32 768 сөздік 36 биттік магниттік жад болды және секундына 42 000 қосу немесе алу нұсқауларын орындай алды. Ол екі 36 биттік бүтін санды секундына 5000 рет көбейтуге қабілетті болды. Ерікті аппараттық эмулятор IBM 709 компьютерінде ескі IBM 704 бағдарламаларын орындады. Бұл коммерциялық түрде қолжетімді алғашқы эмулятор болды. 709 аппараттық құралында 704 регистрлерінің көп бөлігі мен нұсқаулары эмуляцияланды. 704-тің күрделі нұсқаулары, мысалы, қозғалатын нүктелік тұзақ және кіріс-шығыс процедуралары 709 бағдарламалық жасақтамасында эмуляцияланды. 709 үшін FORTRAN жинастыру бағдарламасы енгізілді. Бұл үлкен жүйе болды; клиенттік орналымдар оларды іске қосу үшін 100-ден 250 кВт-қа дейін, ал салқындату үшін шамамен сондай көп қуат жұмсады. Оның салмағы шамамен (қосымша жабдықтарсыз) құрады. 709 вакуумдық түтікшелерді пайдаланып құрастырылған. IBM 1958 жылы, 709 жарияланғанынан бір жыл өткен соң, 709-дың өнімдік өмір мерзімін қысқартқан IBM 7090 деп аталатын 709-дың транзисторлық нұсқасын жариялады.
Тіркелімдер
+ IBM 709 тіркелгілері 37 36 35 31 23 15 14 07 00 (бит позициясы) Дерек тіркелгілері Аккумулятор Аккумулятор Көбейтуші / Бөлінді Көбейтуші Индекс тіркелгілері I1 Индекс 1 I2 Индекс 2 I3 Индекс 3 Бағдарлама санауыш ПК Бағдарлама санауыш
IBM 709 машинасы 38 биттік аккумуляторға, 36 биттік көбейтуші/бөлінді тіркелгісіне және үш 15 биттік индекс тіркелгісіне ие. Олардың мазмұны базалық адреске қосылудың орнына одан алынып тасталады. Барлық үш индекс тіркелгісі бір нұсқауға қатыса алады: нұсқаудағы 3 биттік таңбалау өрісі операцияға қатысатын тіркелгілерді көрсететін биттік карта болып табылады. Бірақ егер бірден көп индекс тіркелгісі көрсетілсе, олардың мазмұны қосылудың орнына логикалық «ИЛИ» (OR) операциясы арқылы біріктіріледі. 12-бет.
Нұсқаулар мен деректер пішімдері
A, B, C, D және E типтері деп аталатын бес нұсқау форматы бар. А типті нұсқаулар кезекпен 3 биттік префикс (нұсқау коды), 15 биттік декремент өрісі, 3 биттік тег өрісі және 15 биттік адрес өрісінен тұрады. Олар тег өрісінде көрсетілген декременттік тіркегіштердегі мәндерге негізделген шартты секіру операциялары болып табылады. Кейбіреулері индекс тіркегіштердің мазмұнынан декремент өрісін азайтады. Іске асыру үшін нұсқау кодынң екінші және үшінші биттері нөлден өзге болуы керек, яғни А типті алты мүмкін нұсқау бар. Олардың бірі (STR, нұсқау коды екілік 101) IBM 709 дейін іске асырылмаған. B типті нұсқаулар 12 биттік нұсқау кодын (екінші және үшінші биттері А типті нұсқаулардан ажырату үшін 0-ге орнатылған), 2 биттік флаг өрісін, пайдаланылмаған төрт бит, 3 биттік тег өрісі және 15 биттік адрес өрісінен тұрады. С, D және Е типтері арнайы нұсқаулар үшін қолданылады. Қатты нүктелі сандар екілік таңба/мөлшер форматында сақталады. Бір дәлдіктік қозғалмалы нүктелі сандар белгісін, 8 биттік 128-ге артық экспонентасын және 27 биттік бөлшегін қамтиды ("жасырын бит" жоқ). Әріп-сандық символдар 6 биттік BCD форматында, бір сөзге 6 символдан жинақталған. Нұсқаулар жиынтығы дерек форматын А типті нұсқаулардағыдай бірдей өрістерге бөледі: префикс, декремент, тег және адрес. Дерек сөзінің қалған бөлігін өзгертпей, осы өрістердің әрқайсысын өзгертуге мүмкіндік беретін нұсқаулар бар.
Type A instructions have, in sequence, a 3 bit prefix (instruction code), a 15 bit decrement field, a 3 bit tag field, and a 15 bit address field. They are conditional jump operations based on the values in the decrement registers specified in the tag field. Some also subtract the decrement field from the contents of the index registers. The implementation requires that the second two bits of the instruction code be non zero, giving a total of six possible type A instructions. One (STR, instruction code binary 101) was not implemented until the IBM 709. Type B instructions have, in sequence, a 12 bit instruction code (with the second and third bits set to 0 to distinguish them from type A instructions), a 2 bit flag field, four unused bits, a 3 bit tag field, and a 15 bit address field. Types C, D and E are used for specialized instructions. Fixed point numbers are stored in binary sign/magnitude format. Single precision floating point numbers have a sign, an 8 bit excess 128 exponent and a 27 bit fraction (there was no "hidden bit"). Alphanumeric characters are 6 bit BCD, packed six to a word. The instruction set implicitly subdivides the data format into the same fields as type A instructions: prefix, decrement, tag and address. Instructions exist to modify each of these fields in a data word without changing the remainder of the word.
I/O арнасы
709-ның алдыңғы 704-ке қарағанда негізгі жақсарулары – көбірек магниттік өзекті жад және, көрінеді, тәуелсіз I/O арналарын алғаш рет пайдалану болды. 704-те I/O орталық процессордың бағдарламаланған функциясы болса, 709 IBM 766 деректер синхронизаторын пайдаланады, ол екі тәуелсіз "бағдарламаланған" I/O арнасын ұсынады. 709-ға дейін үш деректер синхронизаторын қосуға болады, олардың әрқайсысы 20 IBM 729 таспа жетегін, IBM 716 әріптік-сандық жолды принтерді, IBM 711 карта оқу құрылғысын және 721 картаны перфорациялау құрылғысын басқара алады. Бұл 709-да I/O құрылғылары санын алты есеге дейін арттыруға және бағдарлама орындалуымен қатар I/O бірнеше құрылғыда жүргізілуіне мүмкіндік береді. Екі IBM 733 магниттік барабан блогы, әрқайсысы 8192 сөздік жадымен, деректер синхронизаторынан тәуелсіз қосылуы мүмкін. 709 бастапқыда бағдарламаларды картадан, таспадан немесе барабаннан жүктеуге болатын. 709-да қолданылған IBM 738 магниттік өзектік жады да гибридтік технологияның маңызды кезеңі болды. Өзектік массивтің драйверлерінің барлығы вакуумдық түтіктер болғанымен, оқу сезім күшейткіштерінде транзисторлар есептеу техникасында алғаш рет қолданылды.