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El LINC ( Laboratory INstrument Computer ) es un ordenador transistorizado de 12 bits , [1] 2048 palabras . Algunos consideran que LINC [2] es la primera minicomputadora y precursora de la computadora personal . Originalmente llamado Linc, sugiriendo los orígenes del proyecto en el Laboratorio Lincoln del MIT , pasó a llamarse LINC después de que el proyecto se trasladara del Laboratorio Lincoln. [3] El LINC fue diseñado por Wesley A. Clark y Charles Molnar .
La LINC y otras máquinas del "Grupo MIT" fueron diseñadas en el MIT y finalmente construidas por Digital Equipment Corporation (DEC) y Spear Inc. de Waltham, Massachusetts (más tarde una división de Becton, Dickinson and Company ). [3] El LINC se vendió por más de 40.000 dólares en ese momento. Una configuración típica incluía un bastidor cerrado de 6'X20" ; cuatro cajas que contenían (1) dos unidades de cinta, (2) perillas de entrada y alcance de la pantalla, (3) consola de control y (4) interfaz de terminal de datos; y un teclado.
El LINC interactuó bien con los experimentos de laboratorio. Las entradas y salidas analógicas formaban parte del diseño básico. Fue diseñado en 1962 por Charles Molnar y Wesley Clark en el Laboratorio Lincoln , Massachusetts, [4] para investigadores del NIH . [5] El diseño del LINC era de dominio público, lo que quizás lo hacía único en la historia de las computadoras. Una docena de computadoras LINC fueron ensambladas por sus eventuales propietarios, investigadores biomédicos, en un taller de verano de 1963 en el MIT. [5] Digital Equipment Corporation (a partir de 1964) y, más tarde, Spear Inc. de Waltham, MA. [6] los fabricó comercialmente.
El pionero de DEC, C. Gordon Bell [7], afirma que el proyecto LINC comenzó en 1961, con la primera entrega en marzo de 1962, y la máquina no se retiró formalmente hasta diciembre de 1969. Se construyeron un total de 50 (todos utilizando bloques de módulos del sistema DEC y gabinetes), la mayoría en Lincoln Labs, que albergan los instrumentos de escritorio en cuatro estantes de madera. El primer LINC incluía dos pantallas de osciloscopio. DEC vendió veintiuno a 43.600 dólares (equivalente a 439.000 dólares en 2023), entregados con el diseño del modelo de producción. En estos, el gabinete alto ubicado detrás de una mesa cubierta de fórmica blanca contenía dos cajas de metal algo más pequeñas que contenían la misma instrumentación, un osciloscopio de pantalla Tektronix sobre el "panel frontal" a la izquierda del usuario, una bahía para interfaces sobre dos unidades LINC-Tape. a la derecha del usuario y un teclado grueso entre ellos. El software de desarrollo de programas estándar (un ensamblador/editor) fue diseñado por Mary Allen Wilkes ; la última versión se denominó LAP6 (Programa de ensamblaje LINC 6).
El LINC tiene 2048 palabras de memoria de 12 bits en dos secciones. [1] Sólo las primeras 1024 palabras se pudieron utilizar para la ejecución del programa. La segunda sección de la memoria solo podría usarse para datos.
Los programas pueden utilizar un acumulador de 12 bits y un registro de enlace de un bit. Las primeras dieciséis ubicaciones en la memoria del programa tienen funciones especiales. La ubicación 0 admite la llamada de subrutina de un solo nivel y se actualiza automáticamente con una dirección de retorno en cada instrucción de salto. Las siguientes quince ubicaciones se pueden utilizar como registros de índice mediante uno de los modos de direccionamiento. Un registro de relé programable de seis bits está diseñado para ser utilizado por instrumentos externos. [8]
Una modificación posterior al LINC agregó un registro Z de 12 bits para facilitar la aritmética de precisión extendida, y se proporcionó una interrupción que forzó la ejecución en la ubicación 21 (octal).
Los dispositivos de entrada/salida alfanumérica incluían un teclado dedicado y la capacidad de mostrar texto en el CRT de mapa de bits adjunto. Se podría conectar una teleimpresora para la salida impresa.
La aritmética era complemento a uno , lo que significaba que había representaciones para "más cero" y "menos cero".
El LINC original requería 8 microsegundos para cada instrucción.
La notación natural utilizada para LINC fue octal . En esta sección, todos los números se dan en base diez a menos que se identifiquen como octales. El conjunto de instrucciones LINC fue diseñado para facilitar su uso con instrumentos científicos o aparatos experimentales personalizados. [9]
El panel de control LINC se utiliza para recorrer programas paso a paso y para depurar programas . La ejecución se puede detener cuando el contador del programa coincida con un conjunto de interruptores. Otra función permite detener la ejecución cuando se accede a una dirección en particular. Las funciones de un solo paso y de reanudación se pueden repetir automáticamente. La tasa de repetición se puede variar en cuatro órdenes de magnitud mediante una perilla analógica y un interruptor de década de cuatro posiciones, desde aproximadamente un paso por segundo hasta aproximadamente la mitad de la velocidad máxima. Ejecutar un programa a un paso por segundo y acelerarlo gradualmente hasta alcanzar la velocidad máxima proporcionó una manera extremadamente espectacular de experimentar y apreciar la velocidad de la computadora.
Una característica notable de LINC fue LINCtape. Era una parte fundamental del diseño de la máquina, no un periférico opcional, y el sistema operativo de la máquina dependía de ello. LINCtape se puede comparar con un disquete lineal con un tiempo de búsqueda lento. Las unidades de cinta magnética de las grandes máquinas de la época almacenaban grandes cantidades de datos, tardaban unos minutos en procesarlos de un extremo a otro, pero no podían actualizar de forma fiable los bloques de datos existentes. Por el contrario, LINCtape era un dispositivo pequeño y ágil que almacenaba alrededor de 400 KB, tenía una pista de formato fija que permitía leer y reescribir los datos repetidamente en las mismas ubicaciones y tardaba menos de un minuto en pasar de un extremo al otro. . La cinta se formateó en bloques de tamaño fijo y se utilizó para contener un directorio y un sistema de archivos. Una sola instrucción de hardware podría buscar y luego leer o escribir múltiples bloques de cinta, todo en una sola operación.
Los nombres de los archivos tenían seis caracteres. El sistema de archivos permitía almacenar dos archivos, un archivo fuente y un archivo binario ejecutable, con el mismo nombre. En efecto, era un nombre de archivo 6.1 cuya extensión estaba restringida a "S" o "B". Dado que el LINC básico tenía sólo 1024 palabras de 12 bits de memoria central (RAM), y el LINC grande y ampliado tenía sólo 2048, las operaciones normales dependían en gran medida del intercambio hacia y desde LINCtape. Posteriormente, Digital patentó y comercializó un diseño similar con el nombre de DECtape ; Las patentes de Digital sobre DECtape finalmente fueron probadas en los tribunales y declaradas inválidas. [10] [11] [12] [13]
LINCtape también es recordado por su fiabilidad, superior a la de los disquetes que lo suplantaron. LINCtape incorporó una forma muy simple de redundancia: todos los datos se duplicaron en dos ubicaciones a lo largo de la cinta. Los usuarios de LINC demostraron esto perforando agujeros en una cinta con una perforadora de papel común de oficina. La cinta dañada de esta forma era perfectamente legible. El formateo de la pista hizo que el funcionamiento fuera casi independiente de la velocidad de la cinta, que, de hecho, era bastante variable. No había cabrestante ; El movimiento de la cinta durante la lectura y la escritura estaba controlado directamente por los motores del carrete. No había avance ni rebobinado rápido: la lectura y la escritura se realizaban a velocidades rápidas de avance y rebobinado. En algunos modos de funcionamiento, las transferencias de datos eran audibles a través del altavoz incorporado y producían una serie muy característica de graznidos ásperos parecidos a los de un pájaro con tonos variables.
El teclado LINC, fabricado por la empresa Soroban Engineering, tenía un solenoide de bloqueo único. El mecanismo interno de cada llave tenía una ranura que funcionaba con un conjunto de barras para codificar el carácter y otra ranura que atrapaba una barra de bloqueo, que bloqueaba todas las llaves en un movimiento mecánico del solenoide de bloqueo.
Cuando el usuario presionó una tecla, la tecla presionada se bloqueó en su posición hacia abajo y todas las demás teclas se bloquearon en la posición hacia arriba. Cuando el programa en ejecución leía el teclado, se liberaba el bloqueo y la tecla presionada volvía a aparecer. Esto podría tener el efecto de ralentizar la escritura e impedir incluso el desplazamiento de 2 teclas . Este teclado exótico fue abandonado en favor de los teclados Teletype, como el Modelo 35 KSR y el Modelo 37 KSR, en las computadoras siguientes LINC-8 y PDP-12.
El LINC incluía un conjunto de ocho potenciómetros de tres vueltas (numerados del 0 al 7), cada uno de los cuales podía leerse mediante una instrucción de computadora. El cuadro de marcación era un dispositivo de entrada conveniente para el usuario en una época anterior a la adopción generalizada del mouse . Por ejemplo, una perilla podría controlar la escala de un gráfico mostrado y otra podría usarse como cursor para mostrar el valor de datos real en un punto.
El hardware LINC permitió mostrar rápida y automáticamente una palabra de 12 bits en la pantalla como una matriz de píxeles de 4 de ancho por 6 de alto, lo que hizo posible mostrar pantallas completas de texto sin parpadeos con un mínimo de hardware dedicado. Las rutinas de visualización estándar generaron celdas de 4 por 6 caracteres, lo que le dio al LINC uno de los conjuntos de caracteres más toscos jamás diseñados.
La pantalla era un CRT de aproximadamente 5 pulgadas cuadradas que en realidad era un osciloscopio estándar de Tektronix con amplificadores enchufables especiales. Los complementos especiales podrían reemplazarse con complementos de osciloscopio estándar para su uso en el mantenimiento de diagnóstico de la computadora. Muchos LINC se suministraban como kits para que los ensamblara el usuario final, por lo que el osciloscopio resultó útil.
El CRT utilizaba un fósforo blanco o amarillo de muy larga persistencia, de modo que las líneas y curvas dibujadas punto por punto a una velocidad relativamente lenta permanecieran visibles durante los ciclos de dibujo programados que frecuentemente duraban medio segundo o más. El eje y mostraba tanto más como menos cero como valores diferentes, lo que refleja innecesariamente el hecho de que LINC utilizó aritmética en complemento a uno . Los programadores aprendieron rápidamente a mover cualquier dato negativo mostrado hacia arriba un punto para ocultar el artefacto que de otro modo tendía a aparecer en y=0.
Es notorio que un bucle estrecho que mostrara puntos repetidamente en un lugar de la pantalla quemaría un agujero oscuro permanente en el delicado fósforo en mucho menos de un minuto; Los programadores tenían que estar preparados para pulsar rápidamente la palanca de parada si de repente aparecía un punto muy brillante debido a un error de programación.
La salida impresa en un Teletipo Modelo 33 ASR estaba controlada por un relé unipolar. Una subrutina convertiría los códigos de caracteres LINC a ASCII y usaría bucles de sincronización para activar y desactivar el relé, generando la salida correcta de 8 bits para controlar la impresora Teletipo.
El módulo conector LINC incluía compartimentos para dos chasis enchufables que permitían una interfaz personalizada con configuraciones experimentales. Se incorporaron convertidores de analógico a digital y de digital a analógico en la computadora y se podía acceder a cada uno mediante una sola instrucción de máquina. También estaban disponibles seis relevos.
Además del LINC "clásico" original, se produjeron ligeras variaciones de programación al utilizar el micro-LINC (μ-LINC [14] ) (1965), micro-LINC 300 (μ-LINC 300 [14] ) (1968) [15 ] [16] ( versiones de circuito integrado [ MECL ]), [17] [18] [19] y LINC-8 . Hubo variaciones en los equipos de entrada/salida, acceso a la memoria. Los modelos posteriores tenían una velocidad de reloj más rápida.
Mientras que Bell en su libro [7] dice que el diseño del LINC proporcionó las ideas para la segunda y tercera máquina de DEC, la PDP-4 y la PDP-5 . Digital Equipment Corporation lanzaría el extremadamente exitoso PDP-8 antes de fabricar la primera computadora compatible con LINC de próxima generación, el LINC-8 y una combinación de PDP-8/I y LINC, combinados como el PDP-12 , la última máquina que incorpora el conjunto de instrucciones LINC. [20] La última máquina de laboratorio de 12 bits de DEC, la LAB-8/E, no incorporaba el conjunto de instrucciones LINC. El primer sucesor, el LINC-8, arrancó (lentamente) en un programa PDP-8 llamado PROGOFOP (PROGRAMA DE OPERACIÓN) que se conectaba con el hardware LINC separado. El PDP-12 fue el último y más popular sucesor del LINC. Era una máquina capaz y mejorada, y era más estable que el LINC-8, pero arquitectónicamente todavía era un híbrido imperfecto de un LINC y un PDP-8, lleno de muchos pequeños fallos técnicos. (Por ejemplo, el LINC tenía un bit de desbordamiento que era una parte pequeña pero importante del estado de la máquina del LINC; el PDP-12 no tenía ninguna disposición para guardar y restaurar el estado de este bit en las interrupciones del PDP-8).
Digital produjo una versión del PDP-11/03 llamada MINC-11 , alojada en un carro portátil y equipada con módulos de E/S de laboratorio diseñados por Digital que admiten capacidades como entrada y salida analógica. Un lenguaje de programación, MINC BASIC, incluía soporte integrado para los módulos de E/S del laboratorio. MINC significaba "Computadora de instrumentos modulares". Sin duda, el nombre pretendía evocar recuerdos del LINC, pero la máquina de 16 bits no tenía ningún parecido arquitectónico ni compatibilidad con el LINC.
Lo interesante del Spear micro-LINC 300 fue que utilizaba lógica MECL II.