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IBM 650

IBM 650 en la Universidad Texas A&M. La unidad de lectura de tarjetas IBM 533 está a la derecha.
Panel de consola IBM 650, que muestra indicadores biquinarios. (En la Casa de la Historia del Procesamiento de Datos de IBM (cerrada), Sindelfingen)
Primer plano de indicadores biquinarios.
Tambor de memoria de un IBM 650
Vista lateral de una unidad de consola IBM 650. Primer ordenador de España (1959) ahora en el Museo Nacional de Ciencia y Tecnología de A Coruña

La máquina de procesamiento de datos de tambor magnético IBM 650 es una de las primeras computadoras digitales producidas por IBM a mediados de la década de 1950. [1] [2] Fue la primera computadora producida en masa en el mundo. [3] [4] Se produjeron casi 2.000 sistemas, el último en 1962, [5] [6] y fue la primera computadora que obtuvo un beneficio significativo. [6] El primero se instaló a finales de 1954 y fue el ordenador más popular de la década de 1950. [7]

El 650 se ofreció a usuarios empresariales, científicos y de ingeniería como una alternativa más lenta y menos costosa a las computadoras IBM 701 e IBM 702 , que tenían fines científicos y comerciales respectivamente. [6] También se comercializó para usuarios de máquinas de tarjetas perforadas que estaban actualizando desde máquinas de cálculo , como la IBM 604 , a computadoras. [8] : 5  [9]

Debido a su costo relativamente bajo y su facilidad de programación , el 650 se utilizó para ser pionero en una amplia variedad de aplicaciones, desde modelar el rendimiento de la tripulación de un submarino [10] hasta enseñar programación informática a estudiantes de secundaria y universitarios. El IBM 650 se hizo muy popular en las universidades, donde una generación de estudiantes aprendió programación por primera vez. [11]

Fue anunciado en 1953 y en 1956 mejorado como IBM 650 RAMAC con la adición de hasta cuatro unidades de almacenamiento en disco. [12] El precio de compra de la consola IBM 650 básica, sin la unidad lectora perforadora, fue de 150.000 dólares en 1959, [13] o aproximadamente 1.500.000 dólares a partir de 2023. El soporte para el 650 y sus unidades componentes se retiró en 1969.

El 650 era un ordenador decimal con codificación biquinaria y dos direcciones (tanto los datos como las direcciones eran decimales), con memoria en un tambor magnético giratorio . El soporte de caracteres fue proporcionado por las unidades de entrada/salida que convertían codificaciones alfabéticas y de caracteres especiales de tarjetas perforadas a/desde un código decimal de dos dígitos.

El 650 tenía una frecuencia de 125 kHz. [14] Podría sumar o restar en 1,63 milisegundos, multiplicar en 12,96 ms y dividir en 16,90 ms. Se estimó que la velocidad promedio del 650 era de alrededor de 27,6 ms por instrucción, o aproximadamente 40 instrucciones por segundo. [15]

Historia

El primer 650 se instaló el 8 de diciembre de 1954 en el departamento del contralor de John Hancock Mutual Life Insurance Company en Boston. [dieciséis]

Se esperaba que el IBM 7070 (palabras decimales de 10 dígitos firmados), anunciado en 1958, fuera un "sucesor común de al menos el 650 y el [IBM] 705 ". [17] El IBM 1620 (decimal de longitud variable), introducido en 1959, se dirigió al extremo inferior del mercado. Sperry Rand anunció el UNIVAC Solid State (una computadora de dos direcciones, palabras decimales de 10 dígitos con signo) en diciembre de 1958 como respuesta al 650. Ninguno de ellos tenía un conjunto de instrucciones que fuera compatible con el 650.

Hardware

El sistema básico 650 constaba de tres unidades: [18]

Peso: 5400 a 6263 libras (2,7 a 3,1 toneladas cortas; 2,4 a 2,8 t). [24] [25]

Unidades opcionales: [18]

Memoria principal

La memoria del tambor giratorio proporcionaba 1000, 2000 o 4000 palabras de memoria en las direcciones 0000 a 0999, 1999 o 3999 respectivamente. Cada palabra tenía 10 dígitos decimales codificados biquinarios , que representaban un número de 10 dígitos con signo o cinco caracteres. (Contando un dígito codificado biquinario como 7 bits, 4000 palabras equivaldrían a 35 kilobytes.) [32] [33] Las palabras en los tambores se organizaron en bandas alrededor del tambor, cincuenta palabras por banda, y 20, 40, u 80 bandas para los respectivos modelos. Se podía acceder a una palabra cuando su ubicación en la superficie del tambor pasaba debajo de los cabezales de lectura/escritura durante la rotación (girando a 12.500 rpm , el tiempo de acceso promedio no optimizado fue de 2,5 ms ). Debido a este momento, la segunda dirección en cada instrucción era la dirección de la siguiente instrucción. Luego, los programas podrían optimizarse colocando instrucciones en direcciones a las que se pudiera acceder inmediatamente cuando se completara la ejecución de la instrucción anterior. IBM proporcionó un formulario con diez columnas y 200 filas para permitir a los programadores realizar un seguimiento de dónde colocan las instrucciones y los datos. Posteriormente se proporcionó un ensamblador , SOAP (Programa de ensamblaje óptimo simbólico), que realizaba una optimización aproximada. [34] [35]

Las computadoras LGP-30 , Bendix G-15 e IBM 305 RAMAC también usaban válvulas de vacío y memoria de tambor, pero eran bastante diferentes de la IBM 650.

Las instrucciones leídas desde el tambor iban a un registro de programa (en la terminología actual, un registro de instrucciones ). Los datos leídos del tambor pasaron por un distribuidor de 10 dígitos. El 650 tenía un acumulador de 20 dígitos , dividido en acumuladores inferior y superior de 10 dígitos con un signo común. La aritmética se realizó mediante un sumador de un dígito. La consola (interruptores de 10 dígitos, un interruptor de letrero y 10 luces de pantalla biquinarias), el distribuidor y los acumuladores inferiores y superiores eran todos direccionables; 8000, 8001, 8002, 8003 respectivamente.

Unidad de almacenamiento IBM 653

La unidad de almacenamiento IBM 653 opcional se introdujo el 3 de mayo de 1955 y finalmente proporcionó hasta cinco funciones: [36]

Conjunto de instrucciones

Las 650 instrucciones constaban de un código de operación de dos dígitos , una dirección de datos de cuatro dígitos y la dirección de cuatro dígitos de la siguiente instrucción. El letrero se ignoró en la máquina básica, pero se utilizó en máquinas con características opcionales. La máquina base tenía 44 códigos de operación. Se proporcionaron códigos de operación adicionales para opciones, como punto flotante, almacenamiento central, registros de índice y dispositivos de E/S adicionales. Con todas las opciones instaladas, había 97 códigos de operación. [36]

La instrucción de búsqueda de tabla (TLU) podría comparar en alto nivel una palabra de 10 dígitos referenciada con 48 palabras consecutivas en la misma banda de batería en una revolución de 5 ms y luego cambiar a la siguiente banda a tiempo para las siguientes 48 palabras. Esta hazaña fue aproximadamente un tercio de la velocidad de una máquina binaria mil veces más rápida en 1963 (1.500 microsegundos en el IBM 7040 a 5.000 microsegundos en el 650) para buscar 46 entradas, siempre que ambas estuvieran programadas en ensamblador. Había una instrucción igual de búsqueda de tabla opcional, con el mismo rendimiento.

La instrucción Leer (RD) lee una tarjeta de 80 columnas de datos numéricos en diez palabras de memoria; la distribución de dígitos a palabras determinada por el cableado del panel de control del lector de tarjetas . Cuando se utiliza con el dispositivo alfabético de la unidad 533 Reader Punch, se puede leer una combinación de columnas numéricas y alfanuméricas (máximo de 30 columnas alfanuméricas). [8] Una función de expansión permitía más columnas alfanuméricas, pero ciertamente no más de 50, ya que solo se almacenaban diez palabras (cinco caracteres por palabra) en el tambor mediante una operación de lectura de tarjeta. [ cita necesaria ]

IBM 650 en Texas A&M, abierto para mostrar la parte trasera del panel frontal, los módulos de tubos de vacío y el tambor de almacenamiento
Módulo de circuito de tubo de vacío del tipo utilizado en el 650
Un salón de clases en 1960 en la Escuela Secundaria de Ciencias del Bronx con un cuadro de instrucciones del IBM 650 sobre la pizarra, arriba a la derecha

Los códigos de operación de la máquina base fueron: [37]

  1. ^ Se utiliza para permitir que el panel de control 533 envíe señales a la CPU.
  2. ^ Cuenta ceros de orden superior en el acumulador superior.
  3. ^ El valor almacenado toma el signo del acumulador, excepto después de una operación de división; luego se almacena el signo del resto.

Notas:

Las opciones de IBM 653 podrían implementar códigos de instrucción adicionales. [36]

Programa de muestra

Este programa de una tarjeta, tomado del 650 Programming Bulletin 5, IBM, 1956, 22-6314-0 , establecerá la mayor parte del almacenamiento del tambor en ceros negativos. El programa incluye ejemplos de instrucciones que se ejecutan desde los conmutadores de consola y desde un acumulador.

Para comenzar, se marca una tarjeta de carga con 80 dígitos consecutivos (la segunda columna a continuación) de modo que, cuando se lea, los contenidos de las ubicaciones del tambor 0001 a 0008 serán como se muestra. [38]

 0001 0000010000 0002 0000000000- 0003 1000018003 0004 6100080007 0005 2400008003 0006 0100008000 0007 6900060005 0008 2019990003

Los interruptores de dígitos de la consola (dirección 8000) se configuran manualmente en una instrucción de lectura con dirección de datos 0004.

 loc- op|datos|siguiente ación |dirección|instrucción | |dirección
 8000 RD 70 0004 xxxx Leer la tarjeta de carga en el área de lectura de la primera banda

Cada banda de tambores tiene un área de lectura; estas áreas de lectura están en las ubicaciones 0001-0010, 0051-0060, 0101-0110, etc. Cualquier dirección en una banda se puede utilizar para identificar esa banda para una instrucción de lectura; la dirección 0004 identifica la 1ª banda. Comienza entonces la ejecución, desde la consola con la lectura de las ocho palabras de la tarjeta de carga en las ubicaciones 0001-0008 de la primera banda de memoria. En el caso de leer una tarjeta de carga, la "siguiente dirección de instrucción" se toma del campo de dirección de datos, no del campo de dirección de siguiente instrucción (que se muestra arriba como xxxx). Por lo tanto, la ejecución continúa en 0004.

 0004 RSU 61 0008 0007 Restablecer todo el acumulador, restar al superior (8003) el valor 2019990003 0007 LD 69 0006 0005 Distribuidor de carga con 0100008000 0005 STD 24 0000 8003 Almacene el distribuidor en la ubicación 0000, la siguiente instrucción está en 8003 (el acumulador superior) Nota: el movimiento de datos o instrucciones de una ubicación del tambor a otra Requiere dos instrucciones: LD, STD.

Ahora se ejecuta un bucle de dos instrucciones:

 8003 STL 20 1999 0003 Almacenar el acumulador inferior (ese acumulador se restableció a 0 mediante la instrucción RSU anterior) La dirección de datos "1999" disminuye, a continuación, en cada iteración. Esta instrucción fue colocada en el acumulador superior mediante la instrucción RSU anterior. Nota: esta instrucción, ahora en el acumulador superior, irá disminuyendo y luego ejecutado de nuevo mientras todavía está en el acumulador.
 0003 AU 10 0001 8003 Disminuir en 1 la dirección de datos de la instrucción en el acumulador (sumando 10000 a un número negativo)

La dirección de datos del STL eventualmente se reducirá a 0003 y la instrucción AU... en 0003 se sobrescribirá con ceros. Cuando eso ocurre (la siguiente dirección de instrucción del STL sigue siendo 0003), la ejecución continúa de la siguiente manera:

 0003 NOOP 00 0000 0000 Instrucción sin operación, la siguiente dirección de instrucción es 0000 0000 HALT 01 0000 8000 Detener, la siguiente dirección de instrucción es la consola (Esta instrucción de detención fue almacenada en 0000 por la instrucción STD anterior)

La serie de libros de Donald Knuth, El arte de la programación informática, está dedicada a un 650.

Software

Programa estudiantil de 1961 escrito en lenguaje de máquina IBM 650, basado en un ejercicio del libro de Andree [39]

El conjunto de instrucciones 650 es lo suficientemente simple como para que se puedan escribir pequeños programas en lenguaje de máquina y esto era común en los ejercicios de los estudiantes. [39] Había un formato de una sola instrucción por tarjeta que podía cargarse directamente en la máquina y ejecutarse.

El lenguaje de máquina era incómodo para programas grandes y, con el tiempo, se escribieron una variedad de lenguajes y herramientas de programación para el IBM 650. Estos incluían:

ensambladores
Sistemas interpretativos
Lenguajes algebraicos / compiladores

Ver también

notas y referencias

  1. ^ "Instalación de IBM 650 con unidad de cinta magnética IBM 727 y almacenamiento en disco IBM 355". Archivos de IBM . A NOSOTROS . Consultado el 5 de septiembre de 2019 .
  2. ^ "Ensamblaje de IBM 650 en la planta de Endicott". Archivos de IBM . A NOSOTROS . Consultado el 5 de septiembre de 2019 .
  3. ^ "Historia de las computadoras 1937-2011". Universidad Old Dominion . Consultado el 22 de junio de 2021 .
  4. ^ "IBM en la era de la informática". El Proyecto de Historia de la Computación de Minnesota . 28 de junio de 2018 . Consultado el 21 de junio de 2021 .
  5. ^ Pugh, Emerson W. (1995). Construyendo IBM: dando forma a una industria y su tecnología . Prensa del MIT. pag. 182.ISBN _ 978-0-262-16147-3.
  6. ^ abc "La calculadora de tambor magnético IBM 650". Columbia.edu .
  7. ^ Davis, Gordon B. (1971). Introducción a las computadoras electrónicas (Segunda ed.). Nueva York: McGraw-Hill. pag. 10.ISBN _ 978-0-070-15821-4.
  8. ^ ab Máquina de procesamiento de datos de tambor magnético IBM 650: manual de funcionamiento (PDF) . IBM. 1955. 22-6060-1.
  9. ^ Archivos de IBM: 650 clientes
  10. ^ Gris, Wayne D. (2007). Modelos Integrados de Sistemas Cognitivos . Nueva York: Oxford University Press. pag. 36.ISBN _ 978-0-19-518919-3.
  11. ^ "Presentación de la calculadora de tambor magnético IBM 650". Historia de la informática .
  12. ^ Comunicado de prensa del anuncio de IBM 650 RAMAC
  13. ^ "Archivos de IBM: comunicado de prensa del anuncio de IBM 650 Modelo 4". www.ibm.com . 2003-01-23 . Consultado el 25 de julio de 2023 .
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  16. ^ "IBM Archivado: 650 Cronología".
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  18. ^ ab Archivos de IBM: 650 componentes
  19. ^ Archivos de IBM: Unidad de consola IBM 650
  20. ^ Archivos de IBM: Unidad de potencia IBM 655
  21. ^ Otros nombres de IBM para el 533 incluyeron Unidad de entrada-salida y Unidad de lectura-perforación .
  22. ^ Archivos de IBM: Perforación de lectura de tarjeta IBM 533
  23. ^ Archivos de IBM: Perforación de lectura de tarjeta IBM 537
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  26. ^ ab Desconectado
  27. ^ Archivos de IBM: Almacenamiento en disco IBM 355
  28. ^ Archivos de IBM: máquina de contabilidad IBM 407
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  39. ^ ab Andree, Richard V. (1958). Programación de la máquina de procesamiento de datos y computadora de tambor magnético IBM 650 (PDF) .
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  43. ^ Wolontis, VM "Un completo sistema interpretativo de decimales flotantes para la calculadora de tambor magnético IBM 650" (PDF) . EE. UU.: IBM, a través de bitsavers.
  44. ^ 650 Boletín de programación 2 . IBM. 1956. pág. 40. 22-6294-0. La rutina interpretativa que se describe aquí es un sistema de tres direcciones decimales fijas que proporciona operaciones matemáticas, lógicas y de entrada y salida. La lógica de este sistema se obtuvo del Sistema Interpretativo Decimal Flotante Completo para el 650 que fue desarrollado por Bell Laboratories, Murray Hill, Nueva Jersey.
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Otras lecturas

enlaces externos

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