El IBM 1401 es una computadora decimal de longitud de palabra variable que fue anunciada por IBM el 5 de octubre de 1959. El primer miembro de la exitosa serie IBM 1400 , tenía como objetivo reemplazar el equipo de registro unitario para procesar datos almacenados en tarjetas perforadas y proporcionar Servicios periféricos para computadoras más grandes. [1] IBM considera que el 1401 es el Ford Modelo-T de la industria informática debido a su atractivo masivo. [2] Se produjeron más de 12.000 unidades y muchas se alquilaron o revendieron después de que fueron reemplazadas por tecnología más nueva. La 1401 fue retirada el 8 de febrero de 1971.
El proyecto 1401 evolucionó a partir de un proyecto de IBM llamado World Wide Accounting Machine (WWAM) , que a su vez fue una reacción al éxito del Bull Gamma 3 . [3]
El 1401 se utilizó como sistema independiente junto con el equipo de tarjetas perforadas de IBM. También funcionó como equipo auxiliar para los sistemas IBM de las series 700 o 7000 . [4]
El alquiler mensual para configuraciones 1401 comenzaba en 2.500 dólares estadounidenses (con un valor actual de unos 25.100 dólares). [5] La demanda superó las expectativas.
"IBM quedó gratamente sorprendida (quizás sorprendida) al recibir 5.200 pedidos en sólo las primeras cinco semanas, ¡más de lo previsto para toda la vida útil de la máquina!" [6] A finales de 1961, los 2000 instalados en los EE. UU. representaban aproximadamente una cuarta parte de todas las computadoras electrónicas con programas almacenados de todos los fabricantes. El número de 1401 instalados alcanzó un máximo de más de 10.000 a mediados de la década de 1960. "En total, a mediados de la década de 1960, casi la mitad de todos los sistemas informáticos del mundo eran sistemas del tipo 1401". [6] El sistema se comercializó hasta febrero de 1971. [7]
Comúnmente utilizado por las pequeñas empresas como su principal máquina de procesamiento de datos, el 1401 también se usaba con frecuencia como controlador periférico fuera de línea para computadoras centrales . En tales instalaciones, con un IBM 7090 por ejemplo, los ordenadores centrales utilizaban únicamente cinta magnética para la entrada y salida. Fue el 1401 el que transfirió datos de entrada desde periféricos lentos (como el IBM 1402 Card Read-Punch) a la cinta y transfirió datos de salida de la cinta al perforador de tarjetas, la impresora IBM 1403 u otros periféricos. Esto permitió que el rendimiento de la computadora central no estuviera limitado por la velocidad de un lector de tarjetas o una impresora. (Para obtener más información, consulte Spooling .) Algunas instalaciones posteriores (por ejemplo, en la NASA) incluyeron el 1401 como controlador de periféricos frontales para un IBM 7094 en un sistema de acoplamiento directo (DCS).
Elementos dentro de IBM, en particular John Haanstra , un ejecutivo a cargo de la implementación de 1401, apoyaron su continuación en modelos más grandes para necesidades cambiantes (por ejemplo, el IBM 1410 ), pero la decisión de 1964 en la cima de centrar los recursos en System/360 puso fin a estos esfuerzos. bastante de repente.
IBM se enfrentaba a una amenaza competitiva por parte del Honeywell 200 [8] [9] y la incompatibilidad del 360 con el diseño 1401. IBM fue pionera en el uso de la emulación de microcódigo , en forma de ROM , de modo que algunos modelos System/360 pudieran ejecutar 1401 programas. [10]
Debido a su popularidad y producción en masa, la IBM 1401 fue a menudo considerada como la primera computadora central electrónica que se introdujo en varios países, como Singapur (1963; para la Junta del Fondo Central de Previsión ) [11] y Corea del Sur (1967). ; para la Junta de Planificación Económica ). [12] [13] Durante la década de 1970, IBM instaló muchos 1401 en India y Pakistán , donde estuvieron en uso hasta bien entrada la década de 1980.
Se han restaurado dos sistemas 1401 para que funcionen correctamente en el Museo de Historia de la Computación en Mountain View, California . [14] [15]
Cada carácter alfanumérico del 1401 está codificado por seis bits , denominados B,A,8,4,2,1 . Los bits B,A se denominan bits de zona y los bits 8,4,2,1 se denominan bits numéricos , términos tomados de la tarjeta perforada de 80 columnas de IBM .
IBM llamó al código de caracteres del 1401 BCD ("decimal codificado en binario"), aunque ese término describe sólo la codificación de dígitos decimales. [16] La secuencia de clasificación alfanumérica del 1401 es compatible con la secuencia de clasificación de tarjetas perforadas.
Asociados con cada ubicación de memoria hay otros dos bits, llamados C para verificación de paridad impar y M para marca denominativa . M está presente en la memoria pero no en las tarjetas perforadas y debe configurarse mediante instrucciones especiales de la máquina; Al imprimir la memoria, normalmente se muestra subrayando el carácter. C se calcula automáticamente y tampoco está presente en las tarjetas perforadas.
Cada ubicación de memoria tiene entonces los siguientes bits:
ACB 8 4 2 1 M
El 1401 estaba disponible en seis configuraciones de memoria : 1.400, 2.000, 4.000, 8.000, 12.000 o 16.000 caracteres. [a] Cada carácter es direccionable, las direcciones van del 0 al 15999. Un número muy pequeño de 1401 se amplió a 32 000 caracteres por solicitud especial. [17]
Algunas operaciones utilizan ubicaciones de memoria específicas (esas ubicaciones no están reservadas y pueden usarse para otros fines). Leer una tarjeta almacena las 80 columnas de datos de una tarjeta en las ubicaciones de memoria 001–080. Los registros de índice 1, 2 y 3 están en las ubicaciones de memoria 087–089, 092-094 y 097-099 respectivamente. Perforar una tarjeta perfora el contenido de las ubicaciones de memoria 101-180 en una tarjeta. Escribir una línea imprime el contenido de las ubicaciones de memoria 201–332.
El formato de instrucción del 1401 es
Código de operación con [A-o-I-o-dirección-de-unidad [dirección-B]] [modificador] marca denominativa
Los códigos de operación son un carácter. Las direcciones de memoria ("I", un destino de rama, datos "A" y "B") y la dirección de la unidad son de tres caracteres. El modificador del código de operación es un carácter. La longitud de la instrucción es entonces de 1, 2, 4, 5, 7 u 8 caracteres. La mayoría de las instrucciones deben ir seguidas de una marca denominativa (un requisito que comúnmente cumple la marca denominativa con el código de operación de la siguiente instrucción).
Consulte Códigos de caracteres y operaciones para obtener una lista de operaciones.
Una dirección de memoria de tres caracteres en una instrucción es una codificación de una dirección de memoria de cinco dígitos. Los tres dígitos de orden inferior de la dirección de cinco dígitos, del 000 al 999, se especifican mediante los bits numéricos de los tres caracteres. Los bits de zona del carácter de orden superior especifican un incremento de la siguiente manera: A 1000, B 2000, B y A juntos 3000, lo que da una direccionabilidad de 4000 ubicaciones de memoria. Los bits de zona del carácter de orden inferior especifican incrementos de 4000, 8000 o 12000 para direccionar 16 000 ubicaciones de memoria (con una unidad de almacenamiento IBM 1406). [b] Por ejemplo, la dirección de tres caracteres "I99" es una referencia a la ubicación de memoria 3000 + 999, o 3999.
Los bits de zona del carácter central de una dirección de memoria de tres caracteres pueden especificar uno de los tres registros de índice , una de las muchas características opcionales.
Los operandos a los que hacen referencia las direcciones A y B pueden ser: una única ubicación de memoria, un campo de longitud variable o un registro de longitud variable. Los campos de longitud variable se direccionan en su posición de orden inferior (con la dirección más alta), y su longitud está definida por una marca denominativa establecida en su posición de orden superior (con la dirección más baja). Cuando se realiza una operación como la suma, el procesador comienza en la posición de orden inferior de los dos campos y avanza hasta la posición de orden superior, tal como lo haría una persona al sumar con lápiz y papel.
El único límite en la longitud de dichos campos es la memoria disponible. Las instrucciones aplicables a campos de longitud variable incluyen: Sumar , Restar , Multiplicar , Dividir , Comparar , Mover caracteres a la marca denominativa A o B , Mover caracteres y Editar . Uno o más campos adyacentes de longitud variable pueden formar un registro de longitud variable. Un registro de longitud variable se direcciona en su posición de orden superior, su longitud está definida por un carácter de marca de grupo con una marca denominativa o un carácter de marca de registro en su posición de orden inferior. La instrucción Mover registro de caracteres o marca de grupo se puede utilizar para ensamblar un bloque de registros. Un registro o bloque de registros de longitud variable que se va a escribir en cinta magnética se direcciona en su posición de orden superior, y su longitud está definida por un carácter de marca de grupo con una marca denominativa inmediatamente después de su posición de orden inferior.
Se puede "encadenar" una secuencia de operaciones en campos adyacentes, utilizando las direcciones dejadas en los registros de direcciones por la operación anterior. Por ejemplo, la adición de campos de datos adyacentes podría codificarse como A 700,850, A 695,845, A 690,840. Con el encadenamiento, esto se puede codificar como A 700,850, A, Aomitiendo la dirección de datos de la segunda y tercera instrucciones. [18]
El IBM 1401G se vendió en seis modelos: (G1 y G11: 1.400 posiciones de almacenamiento ; G2 y G12 para 2.000; G3 y G13 para 4.000). [19] Una diferencia entre el 1401 y el 1401G es cómo se controla el lector-perforador. [20]
Cuando se presiona el botón LOAD en el Card Read-Punch 1402, se lee una tarjeta en las ubicaciones de memoria 001–080, se establece una marca denominativa en la ubicación 001 para indicar que es una instrucción ejecutable, las marcas denominativas en las ubicaciones 002-080 (si las hay) se borran y la ejecución comienza con la instrucción en la ubicación 001. Esa es siempre la diádica Establecer marca de palabra , para establecer marcas de palabra en las dos palabras siguientes (instrucciones). Una sola instrucción Establecer marca de palabra puede establecer dos marcas de palabra, pero requiere que una de ellas esté sobre sí misma, por lo que se necesita una secuencia de estas instrucciones, que establecen de forma incremental marcas de palabra en el código o los datos del programa, y establecen marcas de palabra para Establecer marcas de palabras posteriores. Instrucciones de marca denominativa . La ejecución de instrucciones en la tarjeta continúa, estableciendo marcas de palabras, cargando el programa en la memoria y luego bifurcándose a la dirección de inicio del programa. Para leer tarjetas posteriores, se debe ejecutar un comando de lectura explícito (código de operación ) como última instrucción en cada tarjeta para llevar el contenido de la nueva tarjeta a las ubicaciones 001–080. 1Tenga en cuenta que las marcas denominativas no se borran cuando se ejecuta el comando Leer , sino que se mantienen tal como están para la siguiente lectura de la tarjeta. Esto es conveniente, porque gran parte de lo que hacen las primeras tarjetas es colocar marcas denominativas en las ubicaciones adecuadas; tener la primera media docena de marcas de palabras configuradas significa que el programador no necesita configurar esas marcas de palabras nuevamente.
Se pueden escribir programas de una tarjeta para diversas tareas. Comúnmente estaba disponible un programa de una sola tarjeta para imprimir la baraja de cartas siguiente y otro para duplicar una baraja en la perforadora de cartas. Consulte el sitio web de Tom Van Vleck. [21] Aquí hay un programa de una tarjeta que imprimirá "¡HOLA, MUNDO!". Al presionar CARGAR (arriba), se lee una tarjeta y comienza la ejecución en 001 (la primera ,). El programa establecerá automáticamente sus propias marcas denominativas, asumiendo que la primera ,ya tiene una marca denominativa.
,036008,040015,044022,051029,052053/299/332L0652132.HELLO, WORLD!Siguiendo la notación convencional de IBM, los guiones bajos [ se necesita aclaración ] muestran dónde se establecen las marcas denominativas en la memoria una vez que se ha ejecutado el programa; en las tarjetas perforadas no se indicarían visualmente ni estarían presentes en los datos perforados.
El programa es:
,operandos de código de operación 036 008). Esta debe ser siempre la primera instrucción y uno de sus operandos siempre debe ser 008; de lo contrario, la siguiente instrucción no tendría una marca denominativa para indicar que es una instrucción ejecutable.,los códigos de operación. Sólo se necesitan marcas denominativas a partir de 036 y posteriores para las "tripas" del programa; Las marcas de palabras hasta 029 solo son necesarias para las instrucciones de Establecer marcas de palabras . Dado que el núcleo del programa necesita seis marcas de palabras, se necesitan cinco instrucciones para establecer marcas de palabras en total. La razón por la que se necesita uno menos es porque la marca de palabras definida final no necesita desperdiciar un operando en otras marcas de palabras definidas./de operación 299)/de operación 332)HELLO, WORLD! al área de impresión (código de operación L, operandos 065 y 213. El movimiento se detiene debido a la marca denominativa en la ubicación 052 (que, al cumplir una doble función, también define el final de la instrucción Detener y bifurcar))2; "¡HOLA, MUNDO!" se imprimirá en las 13 posiciones de la impresora más a la izquierda).)
La mayor parte del circuito lógico del 1401 es un tipo de lógica de diodo-transistor (DTL), que IBM denominó CTDL (lógica de diodo-transistor complementada) . Otros tipos de circuitos de IBM fueron denominados: Aleación (algo de lógica, pero principalmente varias funciones no lógicas, llamadas así por los transistores de aleación de germanio utilizados), CTRL ( Lógica de resistencia de transistor complementada , un tipo de lógica de resistencia-transistor (RTL)) . Las actualizaciones posteriores (por ejemplo, la interfaz de cinta TAU-9) utilizan un tipo más rápido de DTL que utiliza transistores de "deriva" (un tipo de transistor inventado por Herbert Kroemer en 1953) por su velocidad, que IBM denominó SDTDL (diodo de transistor de deriva saturado). Lógica) . Los niveles lógicos típicos de estos circuitos eran (nivel S y U) alto: 0 V a -0,5 V, bajo: -6 V a -12 V; (Nivel T) alto: 6 V a 1 V, bajo: -5,5 V a -6 V.
Estos circuitos están construidos con componentes discretos (resistencias, condensadores, transistores) montados en placas de circuito impreso de papel epoxi de una sola cara de 2,5 por 4,5 pulgadas (64 por 114 mm) con un conector de borde chapado en oro de 16 pines (ancho simple) o 5,375 por 4,5 pulgadas (136,5 por 114,3 mm) con dos conectores de borde chapados en oro de 16 pines (doble ancho), que IBM denominó tarjetas SMS ( Sistema Modular Estándar ). La cantidad de lógica en una tarjeta es similar a la de un paquete SSI de la serie 7400 o un paquete MSI más simple (por ejemplo, de tres a cinco puertas lógicas o un par de flip-flops en una tarjeta de un solo ancho hasta aproximadamente veinte puertas lógicas o cuatro flip-flops). -flops en una carta de doble ancho).
Las tarjetas SMS se insertaban en zócalos situados en bastidores abatibles con bisagras, a los que IBM denominaba puertas .
Los módulos utilizados eran bastante delicados, en comparación con los equipos anteriores de unidades récord, por lo que IBM los envió encerrados en un material de embalaje recién inventado: plástico de burbujas . Este fue uno de los primeros usos generalizados de este embalaje; impresionó mucho a los destinatarios y aportó gran publicidad al material.
Como la mayoría de las máquinas actuales, la 1401 utiliza memoria de núcleo magnético . Los núcleos tienen aproximadamente 1 mm de diámetro y utilizan una disposición de cuatro cables (x, y, detección e inhibición). La memoria está dispuesta en planos de 4000 núcleos cada uno, cada núcleo almacena un bit. Una pila de ocho planos de este tipo almacena los seis bits de datos, el bit de marca denominativa y el bit de paridad para 4000 ubicaciones de memoria. Junto con ocho aviones adicionales con menos núcleos para funciones de almacenamiento adicionales, esto formó un módulo de memoria de 4000 caracteres. [22] Uno de esos módulos está alojado dentro del gabinete principal del 1401. Los sistemas comúnmente estaban disponibles con dos, tres o cuatro módulos de este tipo. Los módulos adicionales están contenidos en una caja adicional, la Unidad de memoria central 1406, que mide aproximadamente dos pies cuadrados y tres pies de alto.
Se accede a los operandos en la memoria en serie, una ubicación de memoria a la vez, y el 1401 puede leer o escribir una ubicación de memoria dentro de su tiempo de ciclo básico de 11,5 microsegundos. [23]
Todos los tiempos de instrucción se citan en múltiplos de este tiempo de ciclo. [24]
La impresora IBM 1403 se introdujo en octubre de 1959 con el sistema de procesamiento de datos 1401. La impresora fue un desarrollo completamente nuevo.
El software IBM para el 1401 incluía:
Para consultar el catálogo IBM de software 1401, consulte Serie IBM 1400 .
Los códigos de operación del 1401 son de un solo carácter. En muchos casos, especialmente para las instrucciones más comunes, el carácter elegido es mnemotécnico para la operación: A para sumar, B para bifurcar, S para restar, etc.
La tabla está en Secuencia de clasificación de caracteres .
Dos de las instrucciones, Branch on Indicator (B) y Select Stacker (K), utilizan un operando "modificador".
En octubre de 2006, el músico de vanguardia islandés Jóhann Jóhannsson lanzó el álbum IBM 1401, A User's Manual a través del editor musical 4AD . [26] El concepto se basa en un trabajo realizado en 1964 por su padre, Jóhann Gunnarsson, ingeniero jefe de mantenimiento de una de las primeras computadoras del país, y Elías Daviðsson , [27] uno de los primeros programadores del país. El álbum fue escrito originalmente para un cuarteto de cuerda, órgano y electrónica y para acompañar una pieza de danza de su amiga colaboradora de larga data, Erna Ómarsdóttir. Para la grabación del álbum, Jóhann lo reescribió para una orquesta de cuerdas de sesenta integrantes, agregando un nuevo movimiento final e incorporando electrónica y grabaciones antiguas de carrete a carrete de un 1401 cantando encontrado en el ático de su padre. [27]
Más conocidos son varios programas de demostración para reproducir música en radios de transistores colocados en la CPU [28] y el "arte" informático, en su mayoría imágenes kitsch impresas con X y 0 en impresoras de cadena. [29] Una IBM 1401 fue la primera computadora introducida en Nepal con fines censales en 1971. Tomó aproximadamente un año realizar el censo del país. En aquella época la población de Nepal era de unos 10.000.000 de habitantes. Otros programas generarían música haciendo que la impresora imprimiera grupos/secuencias particulares de caracteres utilizando el impacto de los martillos de la impresora para generar tonos.
Un IBM 1401 basado en un camión configurado en 1960 para uso militar fue designado computadora portátil y apodado DataMobile. [30] [31] [32]
... configurado para uso independiente así como servicio periférico para computadoras más grandes... Una configuración pequeña, sin cintas y con la capacidad mínima de memoria, estaba disponible por poco menos de $2500 por mes, un alquiler mucho más bajo por mucho menos mayor rendimiento que tres máquinas contables 407 más una calculadora 604 .
La frecuencia de reloj del 1401 es de 86.957 ciclos por segundo, ¡o alrededor de 87 kilohercios! Esto corresponde a un tiempo de ciclo de reloj del sistema de 11,5 microsegundos. ... La CPU 1401 hace todo en forma de caracteres en serie. Para sumar, digamos, dos números de N dígitos, la CPU necesita varios ciclos para recuperar la instrucción en sí y luego un ciclo por cada carácter de los dos operandos o argumentos de la instrucción, o 2N ciclos en total.
El tiempo del IBM 1401 se describe en términos del tiempo requerido para un ciclo completo de almacenamiento central, que es 11,5 microsegundos... El tiempo requerido para cualquier instrucción de procesamiento interno es siempre un múltiplo de este intervalo de tiempo.