УНИВАК II: Вакуумный компьютер 1958 года

Введение

Коммерческий компьютер на вакуумных лампах, 1958

Компьютер UNIVAC II был усовершенствованием UNIVAC I, который подразделение UNIVAC компании Sperry Rand впервые поставило в 1958 году. Улучшения включали расширение оперативной памяти с 2000 до 10000 слов; ленточные накопители UNISERVO II, которые могли использовать как старые металлические ленты UNIVAC I, так и новые ПЭТ-ленты; а также некоторые транзисторные схемы (хотя в целом это оставался компьютер на вакуумных лампах). Он был полностью совместим с существующими программами для UNIVAC I как по коду, так и по данным. Он весил около .

Магнитное ядро

Вместимость 10 000 слов; 120 000 символов. Ячейки памяти 0000 – 1999. Время доступа – нулевое (обращения к памяти начинаются во время "Time Out"). Основной цикл – 20 микросекунд. Конструкция – 42 отдельных магнитных плоскости, каждая из которых представляет собой прямоугольник размером 50 ядер в ширину и 80 ядер в длину. Все пользователи используют магнитный накопитель на сердечниках объемом 2000 слов, 24 000 цифр. Каждая плоскость разделена на два сектора размером 50x40 ядер, что составляет 2000 ядер в каждом секторе. Каждый сектор содержит одно ядро для одной бинарной позиции (бита) каждого из 2000 слов. Относительная бинарная позиция другой половины слова хранится в ядре, расположенном в том же физическом месте в другом секторе плоскости. Таким образом, каждая плоскость содержит две бинарные позиции в каждом из 2000 слов; например, первую и 43-ю, или 9-ю и 52-ю. Физически память представляет собой прямоугольную призму. Ячейка памяти, таким образом, всегда подразумевает два ядра во всех 42 плоскостях. Эти два ядра определяются пересечением одного столбца из 50 возможных с двумя строками из 80 возможных. Одна строка находится в каждом секторе плоскости. Все 42 плоскости используются дважды для каждого слова. С памятью связан регистр вставки полуслова емкостью 42 бита. Каждый бит временно хранится в магнитном ядре этого регистра во время обращения к памяти. Каждое ядро регистра связано с одной из 42 плоскостей памяти. Для записи в память первая половина слова помещается в регистр вставки, а селектор адреса активирует соответствующий столбец и нужную строку в верхнем секторе каждой из 42 плоскостей. В нужный момент информация передается из каждого ядра регистра вставки в выбранное ядро в соответствующей плоскости памяти. Через 42 импульса вторая половина слова помещается в регистр вставки, и процесс повторяется в нижнем секторе памяти. Чтение производится в обратном порядке. Скорость работы памяти согласована со скоростью арифметического устройства Univac, что позволяет передавать в память или из памяти 12 символов за 40 микросекунд. Тактовые импульсы поступают от высокоскоростной шины и в регистр вставки через механизм, который преобразует сигнал из последовательного в параллельный и обратно, в 42-битных модулях.

Capacity 10,000 words; 120,000 characters Memory locations 0000 1999 Access time Zero (memory references begin during "Time Out") Basic cycle 20 microseconds Construction 42 separate magnetic core planes, each one a rectangle 50 cores wide and 80 cores long. All users utilize a 2,000 word, 24,000 digit magnetic core storage unit. Each of the planes is divided into two sections of 50 by 40 cores, making 2,000 cores in each section. Each section contains one core for one binary position (bit) of every one of the 2,000 words. The same relative binary position of the other half word is held in a core in the same physical location in the other section of the plane. Thus each plane contains two binary positions in each of 2,000 words; the first and 43rd, for example, or the 9th and 52nd. Physically the memory is a rectangular prism
A memory location thus always implies two cores in all 42 planes. The two cores are determined by the intersection of one column of fifty possible columns with two rows of the 80 possible rows. One row is in each section of the plane. All 42 planes are used twice for each word. Associated with the memory is a half word insertion register of 42 bit capacity. Each bit is temporarily stored in a magnetic core of this register during a memory reference. Each of these register cores is associated with one of the 42 memory planes. To write into the memory, the first half of the word is placed in the insertion register and the address selector alerts the appropriate column and the proper row of the top section in each of the 42 planes. At the appropriate instant the information is transferred from each core of the insertion register to the selected core in the corresponding plane of the memory. Forty two pulse times later, the second half word has been placed in the insertion register and the process is repeated in the lower section of the memory. Read outs are accomplished in a reverse manner. The speed of the memory has been adjusted to the speed of the arithmetic portion of the Univac which permits the transfer into or out of the memory of 12 characters in 40 microseconds. Word pulses flow from or to the high speed bus and the insertion register via a mechanism which converts from serial to parallel and vice versa, in 42 bit modules.

Контрольные функции

Везде, где это возможно, регистры и другие схемы дублируются. Их содержимое непрерывно сравнивается, чтобы несоответствия между данными в идентичных блоках указывали на неисправность и останавливали работу компьютера. В этом случае инструкция может быть повторена. Импульсный код, используемый в системе Univac, сконструирован таким образом, что все символы содержат нечетное количество импульсов. В нескольких ключевых точках внутри Univac каждый символ проверяется на наличие нечетного числа импульсов. При обнаружении четного числа импульсов выдается сигнал, и компьютер останавливается. Другие типы контрольных схем приводят к остановке Univac при возникновении других видов ошибок. Ошибка происходит при попытке обращения к несуществующему адресу памяти. Ошибка четности при передаче из rI в rM приведет к остановке передачи, и будет указано местоположение ошибки (адрес rI). Количество в 720 символов будет отображаться на счетчике с модулем 100.

"Все" проверка

В дополнение к проверке битов четности на высокоскоростной шине, вторая проверка удостоверяет, что недопустимый символ "все единицы" не был случайно сформирован в результате системного сбоя. Контроллеры ввода и вывода также обнаруживают недопустимый символ "все единицы". Встроенные средства проверки предусмотрены в преобразователе "карта-лента", преобразователе "лента-карта" и высокоскоростном принтере.

Сплав

Univac полностью обесточен для облегчения поиска неисправностей. Каждый отсек имеет собственный набор предохранителей, в дополнение к главным предохранителям на всех линиях постоянного и переменного тока. При перегорании предохранителя питание отключается, индикаторная схема указывает отсек, в котором он перегорел, а "индикатор" (или "метка") указывает конкретный предохранитель.

Мониторинг напряжения

Система автоматического контроля напряжения непрерывно контролирует все критические потенциалы постоянного тока, выдавая сигнал тревоги при выходе любого из них за установленные пределы.