Las computadoras Argus de Ferranti fueron una línea de computadoras de control industrial que se ofrecieron desde la década de 1960 hasta la de 1980. Originalmente diseñadas para un papel militar, una Argus reenvasada fue la primera computadora digital que se utilizó para controlar directamente una fábrica entera. Se usaron ampliamente en una variedad de funciones en Europa, particularmente en el Reino Unido, [1] donde una pequeña cantidad continúa sirviendo como sistemas de monitoreo y control para reactores nucleares .
El concepto original de la computadora fue desarrollado como parte del proyecto de misiles Blue Envoy . Se trataba de un sistema de misiles tierra-aire de muy largo alcance , con un alcance del orden de 320 kilómetros. Para alcanzar estos alcances, el misil se "elevaba" en una trayectoria casi vertical en el lanzamiento, volando lo más rápido posible a gran altitud donde sufría menos resistencia durante el largo crucero posterior hacia el objetivo. Durante el ascenso vertical, el radar del misil no podía ver el objetivo, por lo que durante este período se lo guiaba por comandos desde el suelo. [2]
Argus comenzó como un sistema para leer los datos del radar, calcular la trayectoria requerida y enviarla al misil en vuelo. El sistema no solo tenía que desarrollar la trayectoria, sino que también controlaba directamente las superficies de control del misil y, por lo tanto, tenía un sistema de retroalimentación de control completo. El desarrollo fue llevado a cabo por Maurice Gribble en la División de Automatización de Ferranti en Wythenshawe a partir de 1956. El sistema usaba transistores OC71 de Mullard , diseñados originalmente para su uso en audífonos . Solo podían funcionar a la baja velocidad de 25 kHz, pero esto era suficiente para la tarea. [3]
El Blue Envoy fue cancelado en 1957 como parte del amplio Libro Blanco de Defensa de 1957. Ferranti decidió continuar el desarrollo del ordenador para otros usos. Durante una visita del príncipe Felipe, duque de Edimburgo , en noviembre de 1957, instalaron un sistema con un faro de automóvil conectado a un mango que se podía mover con la mano para iluminar cualquier punto de una pared, mientras el ordenador intentaba mover un segundo faro para que se colocara en el mismo lugar de la pared. [4]
Ferranti continuó con el desarrollo del sistema y durante 1958 completaron un prototipo de un producto comercial que mostraron públicamente por primera vez en el Olympia en noviembre. [4] Esta máquina utilizaba nuevos circuitos que funcionaban a una velocidad mucho más rápida de 500 kHz. [5] El nombre "Argus" (del dios griego de ese nombre) se le asignó al año siguiente, siguiendo la tradición de Ferranti de usar nombres griegos para sus computadoras. Eligieron Argus porque era el dios que todo lo ve, apropiado para una máquina que se encargaría de controlar sistemas complejos. [6]
El nuevo sistema presentaba una serie de diferencias con respecto al aparato para audífonos. Entre ellas se encontraba la introducción de interrupciones para gestionar mejor la sincronización de los distintos eventos. La máquina anterior era tan lenta que este tipo de problemas se solucionaban simplemente comprobando cada entrada física en un bucle, pero con el rendimiento mucho más rápido del nuevo diseño esto ya no era adecuado, ya que la mayoría de las pruebas no revelarían cambios y, por lo tanto, se desperdiciarían. Este tipo de tareas ahora se controlaban mediante interrupciones, de modo que el dispositivo podía indicar cuándo sus datos estaban listos para ser procesados. El sistema agregó una memoria central para el almacenamiento temporal, reemplazando los flip-flops del sistema anterior, y un tablero de conexiones para la programación. [7] [8]
La primera entrega [9] [10] [11] [12] [8] se realizaría a Imperial Chemical Industries (ICI) para que se utilizara como sistema de control para la planta de carbonato de sodio / amoníaco de ICI en Fleetwood . [13] Se llegó a un acuerdo en marzo de 1960 [14] y la máquina se instaló en abril/mayo de 1962. [15] [16] Esta fue la primera gran fábrica controlada directamente por una computadora digital. [17] [18] Siguieron otras ventas europeas. [19]
El circuito Argus se basaba en transistores de germanio con 0 y -6 voltios que representaban el 1 y el 0 binarios, respectivamente. La computadora se basaba en una longitud de palabra de 12 bits con instrucciones de 24 bits. La aritmética se manejaba en dos ALU de 6 bits en paralelo que operaban a 500 kHz. Las adiciones en la ALU tomaban 12 μs, pero al agregar el tiempo de acceso a la memoria, las instrucciones simples tomaban alrededor de 20 μs. También se proporcionaban operaciones aritméticas de doble longitud (24 bits). La memoria de datos se suministraba en un almacén de memoria central de 12 bits y 4096 palabras , mientras que hasta 64 palabras de instrucción se almacenaban en una bandeja de tablero de conexiones separada , luego 8 bandejas en una caja y 4 cajas en un bastidor que daban 2048 líneas de programa, utilizando clavijas de ferrita colocadas en agujeros para crear un "1". Los códigos de operación eran de 6 bits, los registros de 3 bits, el registro de índice (modificador) de 2 bits y la dirección de datos de 13 bits. [20]
Poco después de la cancelación del Blue Envoy en 1957, una reunión de emergencia entre los contratistas principales, Ferranti y Bristol Aerospace , condujo a la idea de combinar componentes del Blue Envoy con el Bristol Bloodhound existente para producir un diseño mucho más capaz. Esto produjo el Bloodhound Mark II, que duplicó aproximadamente el alcance a aproximadamente 75 millas (121 km) y utilizó los nuevos sistemas de radar del Envoy que permitieron que el misil rastreara objetivos mucho más cerca del suelo y al mismo tiempo fuera mucho más resistente a las interferencias del radar. [21]
A diferencia del Blue Envoy, se esperaba que el Bloodhound pudiera ver el objetivo durante todo el ataque. La guía era un radar semiactivo que iluminaba los objetivos y un receptor en el misil que usaba la señal reflejada para rastrear. Para que esto funcionara, el iluminador tenía que apuntar al objetivo usando información de un radar de control táctico separado , y el receptor en la nariz del misil tenía que apuntar al objetivo. El iluminador y los misiles no necesariamente estarían juntos, lo que complicaba los cálculos. [22] Además, el receptor tenía que filtrar las señales que no eran del rango de frecuencia Doppler esperado , por lo que la computadora también tenía que calcular el cambio de frecuencia esperado para configurar los filtros del receptor. [23]
La precisión requerida para los cálculos estaba más allá de la capacidad de las pequeñas computadoras militares utilizadas hasta ese momento. [24] Un sistema experimental diseñado por Derek Whitehead que utilizaba una computadora digital fue capaz de realizar fácilmente los cálculos. Sugirió colocar las computadoras en los sitios de radar de Orange Yeoman como centros de cálculo que alimentarían esta información a las baterías de misiles. [25]
Whitehead era amigo de Gribble y conocía su trabajo con un pequeño ordenador, y fue el primero en plantear el tema en algún momento del otoño de 1959. Una vez que se tomó la decisión de pasar a un ordenador digital, se le asignaron a la máquina todo tipo de tareas secundarias, desde las pruebas de mantenimiento hasta el control del lanzamiento de misiles y el cálculo de los "puntos cero" Doppler en los que se esperaba que la señal cayera a cero cuando el objetivo cruzara en ángulo recto con el radar. [23]
El diseño original fue seguido en 1963 por el Argus 100 de una sola ALU , que costó alrededor de £20,000 [26] (equivalente a aproximadamente £430,000 en 2020 [actualizar]). [a] A diferencia del original, el Argus 100 utilizó un esquema de direccionamiento plano de 24 bits con datos y código almacenados en una sola memoria. Se utilizó un código de operación más pequeño de 5 bits para simplificar la lógica básica y obtener un bit de dirección. La ALU única y otros cambios dieron como resultado un tiempo de operación básico de 72 μs. Un uso notable del Argus 100 fue controlar el telescopio Jodrell Bank Mark II en 1964. Con el lanzamiento del 100, el diseño original pasó a llamarse retroactivamente Argus 200. [ 6]
El modelo Argus 200 llegaría a vender 63 máquinas y el 100, 14. [27]
El diseño del Argus 300 se inició en 1963 y la primera entrega se realizó en 1965. [16] Se trataba de una máquina mucho más rápida que incorporaba una unidad lógica aritmética de arquitectura totalmente paralela , a diferencia de las unidades seriales anteriores, mucho más lentas. No obstante, su conjunto de instrucciones era totalmente compatible con el Argus 100. El 300 tuvo mucho éxito y se utilizó durante la década de 1960 en diversas funciones industriales.
Una variante del 300 fue el Argus 350 , que permitía el acceso externo a su núcleo para permitir el acceso directo a la memoria . Esto mejoró el rendimiento de entrada/salida , evitando tener que mover datos a través de código que se ejecutaba en el procesador. El 350 se utilizó en varios simuladores militares, incluyendo la Royal Navy para el entrenamiento antisubmarino basado en fragatas, submarinos y helicópteros, y la Royal Air Force para un simulador Bloodhound Mk.II y el simulador de vuelo Vickers VC10 construido en Redifon y entregado a RAF Brize Norton en 1967. El modelo utilizado en el simulador VC10 fue un 3520B, esto significaba que tenía (20)kWords de memoria y un (B)acking Store. Redifon también utilizó el 350 en el simulador de vuelo Air Canada DC9 que se instaló en Montreal en la primavera de 1966. Los 350 se entregaron en el período de tiempo de 1967 a 1969.
El diseño del Argus 400 [28] [29] comenzó al mismo tiempo que el del Argus 300. En términos lógicos, el 400 era similar al anterior 100, utilizando ALU en serie. Sin embargo, presentaba un sistema eléctrico completamente nuevo. Las máquinas anteriores usaban transistores de germanio para formar las puertas lógicas. El Argus 400 usaba transistores de silicio en una lógica NOR diseñada por Ferranti Wythenshawe llamada MicroNOR II [30] , con una lógica más "convencional" donde 0 y +4,5 representaban el 1 y el 0 binarios, respectivamente. Sin embargo, el resto del mundo usaba 0 voltios para representar 0 y +2,4 (a 5) voltios para representar 1. Esto se llamaba lógica NAND. De hecho, ambos son el mismo circuito. Cuando Texas Instruments lanzó su serie "74" de circuitos integrados, la especificación de MicroNOR II se cambió de 4,5 voltios a 5 voltios para que las dos familias pudieran trabajar juntas. La máquina fue empaquetada para que cupiera en un bastidor de transporte aéreo estándar. Las placas de circuito impreso multicapa no eran algo habitual en 1963 y Ferranti desarrolló procesos para unir las placas y aplicar el revestimiento a través de las placas de circuito. La oficina de diseño tuvo que aprender a diseñar placas multicapa, que primero se colocaron en cinta y luego se transfirieron a película. La Argus 400 tardó unos dos años en entrar en producción, con la primera entrega en 1966, [16] [31] con un peso de más de 13 kilogramos (29 libras). [32]
El Argus 500 , diseñado unos 3 años después, utilizaba aritmética paralela y era mucho más rápido. Fue diseñado para ser enchufado a un bastidor de 19 pulgadas más grande, junto con hasta cuatro unidades de almacenamiento (memoria) de núcleo. El Argus 400 fue reempaquetado para que fuera el mismo que el Argus 500 y las dos máquinas eran compatibles con el enchufe . El Argus 400 utilizó 18 PCB pequeñas para su CPU, cada una de las cuales estaba envuelta en alambre a la placa base utilizando 70 envolturas de alambre en miniatura. Quitar una tarjeta era tedioso. El Argus 500 inicialmente utilizó los mismos encapsulados, y también envoltura de alambre, en placas más grandes, pero las versiones posteriores emplearon circuitos integrados duales en línea que se soldaban de forma plana sobre la PCB y eran mucho más fáciles de quitar.
Al igual que los diseños anteriores, el 400 y el 500 usaban el mismo espacio de direcciones de 14 bits y el mismo conjunto de instrucciones de 24 bits y eran compatibles. El 500 agregó nuevas instrucciones que también usaban tres bits del acumulador para indexar el desplazamiento. Ambas máquinas funcionaban a un ciclo de reloj básico de 4 MHz, mucho más rápido que los 500 kHz de las máquinas anteriores. Ambas usaban memoria central que estaba disponible en dos tiempos de ciclo. El Argus 400 usaba un núcleo de 2 μs, mientras que el Argus 500 tenía 2 μs en las máquinas anteriores y 1 μs en las posteriores, duplicando el rendimiento. La diferencia entre el 400 y el 500 era similar a la división entre el 100 y el 300, en el sentido de que el 500 tenía una ALU paralela y el 400 era serial. El Argus 400 tenía un tiempo de adición (dos números de 24 bits) de 12 μs. El Argus 500 (con almacenamiento de 1 μs) tardó 3 μs. La división (la instrucción más larga) tardó 156 μs en el Argus 400 y 9 μs en el Argus 500. Por supuesto, el Argus 500 era mucho más caro.
El Royal Signals and Radar Establishment desarrolló un compilador del lenguaje de programación de alto nivel CORAL 66 para el Argus 500 bajo contrato con Ferranti para su uso en proyectos de automatización y control industrial. [33]
Las instalaciones típicas del Argus 500 fueron plantas químicas (control de procesos) y centrales nucleares (monitoreo de procesos). [34] [35] Una aplicación posterior fue para instalaciones de Comando y Control de la Policía, una de las más famosas fue la de la Policía de Strathclyde en Glasgow. Este sistema proporcionó la primera visualización de ubicaciones de recursos utilizando mapas proporcionados por proyectores de diapositivas de 35 mm que se proyectaban a través de un orificio en el tubo de la pantalla VDU.
En 1971, un Argus 400 reemplazó al 100 en Jodrell Bank. [36] Se fabricó una versión especial del Argus 400 para la red de reserva de asientos de Boadicea para BOAC . Esta versión eliminaba las funciones de multiplicación y división, ya que utilizaban una cantidad significativa de costosos flip-flops JK y, en ese momento, era rentable ahorrar estos 24 y algunos otros componentes. En general, el 500 resultó ser uno de los productos más vendidos de Ferranti y se utilizó especialmente en plataformas petrolíferas durante la apertura de los campos petrolíferos del Mar del Norte durante la década de 1970. [37]
Rompiendo con el pasado, la siguiente serie de máquinas Argus eran diseños completamente nuevos y no compatibles con versiones anteriores. El Argus 600 era una máquina de 8 bits, destinada a ser utilizada por fabricantes de equipos eléctricos y electrónicos que requerían un ordenador o dispositivo de control programable relativamente simple. Poseía una memoria básica de 1.024 palabras , expandible en bloques del mismo tamaño hasta un máximo de 8.192 palabras. Se desarrolló un lenguaje de programación mnemotécnico simple llamado ASSIST, que comprendía 17 instrucciones de una sola dirección, para la nueva máquina. Con un costo de alrededor de £ 1.700 cuando se presentó en 1970, en ese momento el Argus 600 era el ordenador digital más barato disponible en el Reino Unido. Podía conectarse directamente o mediante líneas telefónicas a ordenadores más grandes y su interfaz de hardware permitía agregar módulos de la gama Argus de equipos periféricos y de conexión de planta según fuera necesario. [26]
Al Argus 600 le siguió el Argus 700 , que utilizaba una arquitectura de 16 bits. El diseño del 700 comenzó alrededor de 1968/9 y la gama todavía estaba en producción a mediados de la década de 1980 logrando un éxito internacional para aplicaciones industriales y militares. [38] El 700 todavía está operativo en varias centrales nucleares británicas en 2020 en aplicaciones de control y procesamiento de datos. [35] [39] También se utilizó como plataforma de control de producción para empresas como Kodak .
El Argus 700 podía configurarse en configuraciones multiprocesador con memoria compartida. [40] El Argus 700E era un modelo de gama baja. El Argus 700F utilizaba una memoria MOS con un tiempo de ciclo de 500 ns y hasta 64 000 palabras de 16 bits. El Argus 700G admitía un espacio de direcciones virtuales con hasta 256 000 palabras de memoria. El Argus 700S tenía la opción de una memoria bipolar más rápida de 150 ns con acceso independiente para procesadores de entrada y salida. [41]
El Argus 700 también desempeñó un papel histórico importante en el desarrollo de las redes de conmutación de paquetes en el Reino Unido. Estas máquinas fueron utilizadas por Ferranti durante los primeros experimentos en la Oficina General de Correos como base para los primeros enrutadores . [42] En este sentido, son similares a los procesadores de mensajes de interfaz construidos en los EE. UU. para cumplir una función similar durante el desarrollo de Internet . [43]
Más de 70 procesadores Argus 700G se utilizaron en los sistemas de control e instrumentación de la central nuclear de Torness , que tenía un sistema de control mucho más sofisticado que los miembros anteriores de la flota avanzada de reactores refrigerados por gas , incluido el control directo digital (DDC) de los reactores. Cuando se instaló por primera vez, probablemente era el sistema de control computarizado más sofisticado y complejo para una central nuclear en todo el mundo; el sistema se implementó utilizando el lenguaje de programación de alto nivel CORAL . Cada reactor en la estación de doble reactor tenía 10 computadoras de multiplexación de entrada, 11 computadoras de control de doble procesador y una computadora de supervisión de triple procesador con una copia de seguridad. [40] [44]
La serie de ordenadores M700 se basó en la arquitectura y el conjunto de instrucciones de la serie de ordenadores Ferranti Argus 700. Tanto los ordenadores M700 como los Argus 700 tienen un conjunto de instrucciones general común. Sin embargo, los modelos particulares no necesariamente implementan el conjunto de instrucciones completo. M700 incluía una gama de ordenadores que se basaban en las mismas características arquitectónicas y el mismo conjunto de instrucciones, lo que garantizaba un alto nivel de compatibilidad e intercambiabilidad en términos de hardware y software. Dentro de estos límites, existían diferentes implementaciones de más de un fabricante para reflejar requisitos comerciales y de aplicación específicos. [45] [46]
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace ){{cite web}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )Thales
ha obtenido un contrato de soporte a largo plazo (LTS) de 10 años para brindar soporte continuo a una serie de sistemas de control y procesamiento de datos (DPCS) para garantizar el funcionamiento continuo hasta el final de la vida útil de las instalaciones de generación de energía asociadas. ... Familiaridad con los sistemas Argus 700, incluido el código en línea, OSC245, FNET Conocimiento del hardware Argus 700 e instalaciones de usuario de terminal. Conocimiento y experiencia en generación de energía nuclear