El Bendix G-15 es un ordenador introducido en 1956 [1] [2] [3] por Bendix Corporation , Computer Division, Los Ángeles , California. Mide aproximadamente 5 por 3 por 3 pies (1,52 m × 0,91 m × 0,91 m) y pesa aproximadamente 966 libras (438 kg). [4] [5] El G-15 tiene una memoria de tambor de 2160 palabras de 29 bits, junto con 20 palabras utilizadas para fines especiales y almacenamiento de acceso rápido. [6] El sistema básico, sin periféricos, costaba 49 500 dólares. Un modelo funcional costaba alrededor de 60 000 dólares (equivalente a 672 411 dólares en 2023). [7] También se podía alquilar por 1485 dólares al mes. Estaba destinado a los mercados científicos e industriales. La serie se suspendió gradualmente cuando Control Data Corporation se hizo cargo de la división informática Bendix en 1963.
El diseñador jefe del G-15 fue Harry Huskey , que había trabajado con Alan Turing en el ACE en el Reino Unido y en el SWAC en la década de 1950. Hizo la mayor parte del diseño mientras trabajaba como profesor en Berkeley (donde sus estudiantes de posgrado incluyeron a Niklaus Wirth ) y otras universidades. David C. Evans fue uno de los ingenieros de Bendix en el proyecto G-15. Más tarde se haría famoso por su trabajo en gráficos de computadora y por iniciar Evans & Sutherland con Ivan Sutherland .
El G-15 se inspiró en el Automatic Computing Engine (ACE). Es una máquina de arquitectura serial , en la que la memoria principal es un tambor magnético . Utiliza el tambor como una memoria de línea de retardo recirculante , en contraste con la implementación de línea de retardo analógica en otros diseños seriales. Cada pista tiene un conjunto de cabezales de lectura y escritura; tan pronto como se lee un bit de una pista, se reescribe en la misma pista a cierta distancia. La longitud del retardo, y por lo tanto el número de palabras en una pista, está determinada por el espaciado de los cabezales de lectura y escritura, el retardo corresponde al tiempo requerido para que una sección del tambor viaje desde el cabezal de escritura al cabezal de lectura correspondiente. En condiciones normales de funcionamiento, los datos se vuelven a escribir sin cambios, pero este flujo de datos se puede interceptar en cualquier momento, lo que permite a la máquina actualizar secciones de una pista según sea necesario.
Esta disposición permite a los diseñadores crear "líneas de retardo" de cualquier longitud deseada. Además de las veinte "líneas largas" de 108 palabras cada una, hay cuatro líneas más cortas de cuatro palabras cada una. Estas líneas cortas se reciclan a una velocidad 27 veces mayor que las líneas largas, lo que permite un acceso rápido a los datos que se necesitan con frecuencia. Incluso los acumuladores de la máquina están implementados como líneas de tambor: se utilizan tres líneas de doble palabra para el almacenamiento intermedio y la suma, multiplicación y división de doble precisión , además de un acumulador de una sola palabra. Este uso del tambor en lugar de flip-flops para los registros ayudó a reducir el número de tubos de vacío .
Una consecuencia de este diseño fue que, a diferencia de otras computadoras con tambores magnéticos, el G-15 no conserva su memoria cuando se apaga. Las únicas pistas permanentes son dos pistas de sincronización grabadas en el tambor en la fábrica. La segunda pista es una copia de seguridad, ya que las pistas pueden borrarse si una de las válvulas amplificadoras se cortocircuita.
La naturaleza serial de la memoria del G-15 se trasladó al diseño de sus circuitos aritméticos y de control. Los sumadores trabajan con un dígito binario a la vez, e incluso la palabra de instrucción fue diseñada para minimizar la cantidad de bits de una instrucción que debían conservarse en flip-flops (hasta el punto de aprovechar otra línea de tambor de una palabra utilizada exclusivamente para generar señales de sincronización de direcciones).
El G-15 tiene 180 paquetes de tubos de vacío y 3000 diodos de germanio . [8] Tiene un total de alrededor de 450 tubos (en su mayoría triodos duales). [9] Su memoria de tambor magnético contiene 2160 palabras de veintinueve bits . El tiempo promedio de acceso a la memoria es de 14,5 milisegundos , pero su arquitectura de direccionamiento de instrucciones puede reducir esto drásticamente para programas bien escritos. Su tiempo de adición es de 270 microsegundos (sin contar el tiempo de acceso a la memoria). La multiplicación de precisión simple toma 2439 microsegundos y la multiplicación de precisión doble toma 16700 microsegundos.
Uno de los principales dispositivos de salida del G-15 es la máquina de escribir, con una velocidad de salida de unos 10 caracteres por segundo para números (y caracteres hexadecimales en minúscula ) y unos tres caracteres por segundo para caracteres alfabéticos. La capacidad de almacenamiento limitada de la máquina impide la salida de gran parte de cualquier cosa que no sean números; ocasionalmente, se insertaban en la máquina de escribir formularios en papel con campos o etiquetas preimpresas. También había disponible una unidad de máquina de escribir más rápida.
El lector de cinta de papel fotoeléctrico de alta velocidad (250 dígitos hexadecimales por segundo en una cinta de papel de cinco canales para el PR-1; 400 caracteres en una cinta de 5 a 8 canales para el PR-2) leía programas (y ocasionalmente datos guardados) de cintas que a menudo se montaban en cartuchos para facilitar su carga y descarga. Al igual que la cinta magnética, los datos de la cinta de papel se bloquean en tiradas de 108 palabras o menos, ya que ese es el tamaño máximo de lectura. Un cartucho puede contener muchos bloques múltiples, hasta 2500 palabras (~10 kilobytes ).
Si bien hay una perforadora de cinta de papel de alta velocidad opcional (la PTP-1 a 60 dígitos por segundo) para la salida, la perforadora estándar opera a 17 caracteres hexadecimales por segundo (510 bytes por minuto).
Opcionalmente, el "Accesorio de código universal" AN-1 incluía la máquina de flexografía Friden "35-4" , el lector de cinta de papel HSR-8 y la perforadora de cinta de papel HSP-8. El lector y la perforadora mecánicos pueden procesar cintas de papel de hasta ocho canales de ancho a 110 caracteres por segundo.
El acoplador de tarjetas perforadas CA-1 puede conectar una o dos perforadoras de tarjetas IBM 026 (que se utilizaban con más frecuencia como dispositivos manuales) para leer tarjetas a 17 columnas por segundo (aproximadamente 12 tarjetas llenas por minuto) o perforar tarjetas a 11 columnas por segundo (aproximadamente 8 tarjetas llenas por minuto). Las tarjetas parcialmente llenas se procesaban más rápidamente con una velocidad de salto de 80 columnas por segundo. El acoplador de tarjetas perforadas CA-2, más costoso, lee y perfora tarjetas a una velocidad de 100 tarjetas por minuto.
El trazador de líneas PA-3 funciona a una velocidad de 1 pulgada por segundo con 200 incrementos por pulgada en un rollo de papel de 1 pie de ancho por 100 pies de largo. El soporte retráctil opcional para líneas elimina las "líneas de retroceso".
El MTA-2 puede interconectar hasta cuatro unidades para cintas magnéticas Mylar de media pulgada, que pueden almacenar hasta 300.000 palabras (en bloques de no más de 108 palabras). La velocidad de lectura/escritura es de 430 dígitos hexadecimales por segundo; la velocidad de búsqueda bidireccional es de 2500 caracteres por segundo.
El analizador diferencial DA-1 facilita la solución de ecuaciones diferenciales. Contiene 108 integradores y 108 multiplicadores constantes, con 34 actualizaciones por segundo.
Un problema peculiar de las máquinas con memoria serial es la latencia del medio de almacenamiento: las instrucciones y los datos no siempre están disponibles inmediatamente y, en el peor de los casos, la máquina debe esperar a que se complete la recirculación de una línea de retardo para obtener datos de una dirección de memoria dada. El problema se soluciona en el G-15 mediante lo que la literatura de Bendix llama "codificación de acceso mínimo". Cada instrucción lleva consigo la dirección de la siguiente instrucción que se ejecutará, lo que permite al programador organizar las instrucciones de tal manera que cuando una instrucción se complete, la siguiente instrucción esté a punto de aparecer debajo del cabezal de lectura de su línea. Los datos se pueden escalonar de manera similar. Para facilitar este proceso, las hojas de codificación incluyen una tabla que contiene los números de todas las direcciones; el programador puede tachar cada dirección a medida que se utiliza. Bendix tiene un sistema operativo del mismo nombre.
A finales de los años 50 se introdujo un ensamblador simbólico, similar al Programa de ensamblaje óptimo simbólico (SOAP) del IBM 650 , que incluye rutinas para la codificación de acceso mínimo. Otras ayudas para la programación incluyen un programa supervisor, un sistema interpretativo de punto flotante llamado "Intercom" y ALGO , un lenguaje algebraico diseñado a partir del Informe preliminar de 1958 del comité ALGOL . Los usuarios también desarrollaron sus propias herramientas y se dice que circuló una variante de Intercom adaptada a las necesidades de los ingenieros civiles.
La aritmética de punto flotante se implementa en software. La serie de lenguajes "Intercom" proporciona una máquina virtual más fácil de programar que opera en punto flotante. Las instrucciones para Intercom 500, 550 y 1000 son numéricas, de seis o siete dígitos de longitud. Las instrucciones se almacenan secuencialmente; la belleza es la conveniencia, no la velocidad. Intercom 1000 incluso tiene una versión opcional de doble precisión.
Como se mencionó anteriormente, la máquina utiliza números hexadecimales, pero el usuario nunca tiene que lidiar con esto en la programación normal. Los programas del usuario utilizan los números decimales mientras que el sistema operativo reside en las direcciones superiores.
El G-15 se describe a veces como el primer ordenador personal , porque tiene el sistema de interpretación Intercom. El título es disputado por otras máquinas, como el LGP-30 (distribuido a finales de 1956), y el DEC LINC (marzo de 1962) y el PDP-8 (marzo de 1965), mientras que algunos sostienen que sólo los microordenadores, como los que aparecieron en la década de 1970, pueden ser llamados ordenadores personales. Sin embargo, los bajos costes de adquisición y operación de la máquina, y el hecho de que no requiere un operador dedicado, significaron que las organizaciones podían permitir a los usuarios un acceso completo a la máquina.
Se fabricaron más de 400 G-15. Se instalaron alrededor de 300 G-15 en Estados Unidos y se vendieron unas pocas en otros países como Australia y Canadá . La máquina encontró un nicho en la ingeniería civil , donde se utilizó para resolver problemas de corte y relleno . Algunas han sobrevivido y han llegado a museos de informática o de ciencia y tecnología de todo el mundo.
Huskey recibió uno de los últimos G15 de producción, equipado con un panel frontal chapado en oro.
Esta fue la primera computadora que utilizó Ken Thompson . [10]
En el año escolar 1964-65, en la escuela secundaria Fremont High School (Oakland Unified School District) se utilizó una Bendix G-15 para la clase de seminario de matemáticas de último año. A los estudiantes se les enseñaban los fundamentos de la programación. Uno de esos ejercicios era el cálculo de una raíz cuadrada utilizando el método de aproximación newtoniana. En 1970, todavía se utilizaba una Bendix G-15 para la clase de verano de programación de la extensión de la Universidad de California en Berkeley, en la escuela secundaria técnica de Oakland. [ cita requerida ]
En el Programa Científico de Verano se utilizó un Bendix G-15, al menos en 1962 y 1963. Uno de los profesores asistentes, un estudiante de posgrado de la UCLA, informó que se utilizó uno para comprobar la sintaxis de los programas Fortran antes de que pudieran enviarse al 7094. El hijo del ingeniero que organizó el uso de la computadora era un estudiante en 1963. El programa comenzó como un curso residencial de enriquecimiento científico de seis semanas para estudiantes avanzados de último año de secundaria, en la Escuela Thacher en Ojai, California, como una colaboración entre el director, la Universidad de Stanford, Caltech y Harvey Mudd College, en respuesta al Sputnik. El plan de estudios se centraba en la astronomía, con un proyecto de laboratorio que consiste en fotografiar un asteroide tres veces y calcular su órbita. Ahora es un programa sin fines de lucro propiedad y operado en su totalidad por exalumnos, que ofrece bioquímica, genómica y química sintética, además del programa original de astronomía (ahora astrofísica).