Первый компьютер - "Электроника-60" - Contrib - Каталог статей - Возрождение Электроники-60
PDP-11 , Электроника-60, СМ-1420 и им подобные
Главная | Каталог статей | Регистрация | Вход
Приветствую Вас Гость | RSS

Дорогие посетители.Убедительно просим Вас Загружать имеющуюся у Вас информацию (Файлы образов дисков, Исходники, Книги и т.д.) касающуюся ПЭВМ с архитектурой PDP-11.

Меню сайта
  • Создание сайтов в Усть-каменогорске
  • Люди на сайте
    Друзья Нравится
    Google
    Форма входа
    Категории раздела
    Contrib [88]
    Статьи, взятые из разных источников.
    My atticle [2]
    Статьи,написаные лично мною
    Forex [22]
    Всё о заработке на рынке FOREX
    Поиск
    Облако тэгов
    RT-11 LSI-11 PDP-11 Последняя версия RT-11 БК ДВК бк-0010 приставка Бортника сопроцессор Кроскомпилятор Схема ANDOS БК-0011 КНГМД RADIX-50 Rtty БК0010 радиосвязь сеть УКНЦ 11/70 11/83 11/93 RSX-11
    Прогноз Forex
    Котировки от Forex4You
    Открыть реальный счет
    Статистика
    Счетчик тИЦ, PR и обратных ссылок Resurs.kz: сайты Казахстана и раскрутка сайта
    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    Поиск
    Главная » Статьи » Contrib

    Первый компьютер - "Электроника-60"

    Первый компьютер - "Электроника-60"

    На этой страничке мне хотелось бы коротко рассказать об очень широко распространенной в свое время ЭВМ "Электроника-60" - имеются в виду ВУМС, ДВК и прочие на ее базе. По нынешним временам, конечно, возможности этой "персоналки" смешны, но тем не менее многое в ней заслуживает внимания. Тем более что это машина, на которой я учился программировать :-)

    Сразу отмечу, что данная статья ни в коей мере не претендует на полное и абсолютно точное техническое описание, да и вряд ли такое кому-то нужно. Ну а если все-таки нужно - отсылаю к великолепной по содержанию и ужасной по оформлению полу-книге, полу-брошюре "Центральный процессор М2". Читалась она (для начинающего) очень тяжело, но в ней было ВСЕ. Абсолютно ВСЕ. Даже пример схемы внешнего устройства.

    Итак, сперва смешное. Вот некоторые выдержки из описания центрального процессора М2, на основе которого и были построены вышеуказанные ЭВМ.

    Разрядность слова, бит 16

    А это - реальная распечатка моей программы, которая мерила (или по крайней мере пыталась мерить) быстродействие процессора для различных методов адресации. Насколько я помню, это относилось к ДВК-2

    Объем логического адресного пространства, К слов 32
    Емкость резидентного ОЗУ,
    К слов
    4
    Число команд 81
    Быстродействие, оп/сек 250 000
    Разрядность чисел с
    плавающей запятой
    32
    Число БИС (больших
    интегральных схем)
    5
    Размеры платы, мм 240 х 280

    Построенный на базе "Электроники-60" вычислительный комплекс ВУМС имел примерно такой вид:

    Питание- от 3-фазной сети 380В

    Потребляемая мощность 
     - не более 1750 Вт

    Впрочем, габариты его могли быть и 
    значительно уменьшены - системный 
    блок (3) и ГМД-70(2) поднимались выше, 
    дисплей (4) ставился в стойку, да и 
    принтер мог быть поменьше...

     

     

    Ну а теперь коротко о архитектуре - преимущественно с точки зрения программиста.

    Системный блок, на картинке - это (3) представлял собой корзину, в которую вставлялись платы - процессора и периферии. Плата процессора всегда ставилась сверху, потому что система прерываний в "Электронике-60" отличалась от более привычной нам теперь IBM-овской. Если совсем примитивно - то линии запроса прерывания (к процессору) и предоставления прерывания (от процессора) проходили по корзине, скажем так, сверху вниз - соответственно, наивысший приоритет имела ближайшая к процессору плата. А вектор прерывания процессору сообщала сама плата периферии, так что ситуации нехватки линий IRQ там быть не могло - векторов было 256. Да, еще - при обращении процессора к какому-либо адресу - или ОЗУ, или внешнего устройства - аппаратура должна была сформировать сигнал "СИП" (СИнхронизация Пассивного) - отсутствие которого вызывало прерывание "обращение к несуществующей ячейке памяти". В IBM-овской архитектуре процессор просто ничего не заметит.

    На системном блоке (справа) были три тумблера - питания, перевода в шаговый режим и включения таймера. Перевод в шаговый режим - по сути это была зашитая в ПЗУ программа монитора, если ее можно так назвать. С ее помощью можно было просматривать и изменять содержимое памяти и регистров, проходить программу по шагам, запускать тесты, загружаться и так далее.

    Для программиста "Электроника-60" представляла собой восемь 16-ти разрядных регистров R0-R7,  слово состояния процессора, ОЗУ и регистры внешних устройств, которые находились в верхних 4 кБ адресного пространства.

    Регистры R0-R5 были регистрами общего назначения (РОН), R6 - указатель стека SP, R7 - счетчик команд PC. Но в отличие от привычных нам AX,BX... все регистры были абсолютно равнозначны, то есть можно было написать ADD #10, PC и получить JMP.  Хотя делать такого не рекомендовалось.  Кстати, в двухоперандных командах и приемник и источник могли быть в памяти - в произошедших от 8086 процессорах такого нет до сих пор, если не считать достаточно своеобразные "строковые" команды.

    К ячейкам памяти можно было адресоваться как к байтам, так и к словам. . К регистрам тоже можно было адресоваться как к байту, но только к младшему. А вот команды процессора всегда были двухбайтными.

    Формат безоперандной команды:

    15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00
    Код команды

    однооперандной:

    15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00
    Код команды адресация РОН

    двухоперандной(src-источник, dst-приемник):

    15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00
    Код команды адресация
    src
    РОН адресация
    dst
    РОН

    Из вышеуказанного сразу видно, почему на этих машинах применялась не шестнадцатеричная, а восьмеричная система представления данных - одной цифрой кодировались три разряда, и все получалось весьма наглядно. А наглядность была очень нужна, когда надо было править код ручками.

    Но самое достойное описания в том процессоре - это методы адресации. Надеюсь, ничего не напутаю за давностью...

    Методы адресации процессора М2

    Двоичный
    код адресации
    Название Описание Пример
    000 Регистровый Операнд находится в регистре mov R0,R4
    010 Автоинкрементный В регистре находится адрес операнда, после выполнения регистр увеличивается на 1(байтовая операция) или 2(словная) mov R0,(R4)+
    100 Автодекрементный То же, но регистр уменьшается ДО выполнения команды mov R0,-(R4)
    110 Индексный Адресом операнда является сумма регистра и следующего за командой слова mov R0, 10(R4)
    001 Косвенно- регистровый Адрес операнда в регистре mov R0,(R4)
    или
    mov R0,@R4
    011 Косвенно- автоинкрементный В регистре находится адрес адреса (!), после выполнения команды регистр инкрементируется аналогично коду 010 mov R0,@(R4)+
    101 Косвенно- автодекрементный Аналогично коду 100 mov R0,@-(R4)
    111 Косвенная индексация Адресом адреса операнда является сумма регистра и следующего за командой слова mov R0,@10(R4)
    Следующие режимы адресации можно выделить как специальные, поскольку в качестве регистра в них используется R7 (PC), указывающий на адрес инструкции, подлежащей исполнению
    010 111 (278) непосредственная операнд следует за словом инструкции. По сути, это автоинкрементная адресация с иcпользованием PC mov #1,R0
    011 111 (378) абсолютная слово, следующее за словом команды, является абсолютным адресом операнда mov R0,@#1000
    110 111 (678) относительная адресом операнда является сумма PC и смещения в следующем за командой слове. Код получается перемещаемый! mov R0,ADRES
    111 111 (778) Относительно- косвенная Адрес адреса операнда вычисляется как сумма PC и следующего за командой слова mov R0,@ADRES

    Система команд процессора М2

     

    (B) - команда может выполняться со словом или байтом, определяется старшим битом команды. В графе "Код" он обозначен звездочкой *

    R - регистр общего назначения

    SS - 6 разрядов, определяющих источник

    DD - 6 разрядов, определяющих приемник

    XXX - 8 разрядов смещения в инструкциях ветвления

    ССП - слово состояния процессора

    NN - 6-ти битное смещение

     

    Плата процессора
    Мнемоника Код (8-чный) Наименование
    HALT 000000 Останов - переход в режим клавиатурного монитора
    WAIT 000001 Ожидание прерывания
    RTI 000002 Возврат из прерывания
    BPT 000003 Прерывание отладки (точка останова)
    IOT 000004 Прерывание для ввода-вывода
    RESET 000005 Сброс (формирование сигнала "сброс" на шине)
    RTT 000006 Возврат из прерывания с установленным T-разрядом ССП - это использовалось вроде в отладчиках
    JMP 0001DD Безусловный переход
    RTS 00020R Возврат из подпрограммы
    JSR 004RDD Обращение к подпрограмме. Работала очень хитро, см. описание ниже!
    EMT 104000- 104377 Командное прерывание
    TRAP 104400- 104777 Командное прерывание
    NOP 000240 Нет операции. На самом деле это команда "очистить никакой разряд слова состояния процессора", см. далее
    CLC 000241 Очистка "С" разряда ССП (слова состояния процессра)
    CLV 000242 Очистка соответствующих разрядов ССП. Вообще-то можно очищать сразу несколько, определяется четырьмя младшими  битами команды. А если никаких не очищать - получится NOP
    CLZ 000244
    CLN 000250
    SEC 000261 Абсолютно аналогично командам очистки
    SEV 000262
    SEZ 000264
    SEN 000270
    SWAB 0003DD Перестановка младшего и старшего байт
    CLR(B) *050DD Очистка
    COM(B) *051DD Инвертирование
    INC(B) *052DD Инкремент
    DEC(B) *053DD Декремент
    NEG(B) *054DD Изменение знака
    ADC(B) *055DD Прибавление переноса
    SBC(B) *056DD Вычитание переноса
    TST(B) *057DD Проверка - по сути, установка признаков по содержимому DD. Дело в том, что команда пересылки изменяла признаки N и Z ССП! Что вообще-то странно.
    ROR(B) *060DD Циклический сдвиг вправо через C разряд
    ROL(B) *061DD То же влево
    ASR(B) *062DD Арифметический сдвиг вправо (деление на 2)
    ASL(B) *063DD То же влево (умножение на 2)
    MARK 0064NN Восстановление SP - никогда эту команду не использовал. Что-то мудреное :-)
    SXT 0067DD Расширение знака
    MTPS 1064SS Запись ССП / Чтение ССП.
    Учитывая изменение ССП командой пересылки, этими командами приходилось пользоваться часто
    MFPS 1067DD
    MOV(B) *1SSDD Пересылка. Кроме изменения ССП, была еще одна тонкость - пересылка байта в регистр вызывала автоматическое расширение знака
    CMP(B) *2SSDD Сравнение
    BIT(B) *3SSDD Проверка разрядов (логическое И, не изменяя операндов)
    BIC(B) *4SSDD Очистка бит
    BIS(B) *5SSDD Установка бит
    XOR 074RDD Исключающее ИЛИ
    ADD 06SSDD Сложение (работает только со словами, как и вычитание)
    SUB 16SSDD Вычитание
    BR 0004XXX Ветвление безусловное. Во всех инструкциях ветвления младший байт команды представляет число со знаком, определяющее расстояние передачи управления.
    BNE 0010XXX Ветвление, если не равно
    BEQ 0014XXX Ветвление, если равно
    BGE 0020XXX Ветвление, если больше или равно
    BLT 0024XXX Ветвление, если меньше
    BGT 0030XXX Ветвление, если больше
    BLE 0034XXX Ветвление, если меньше или равно
    BPL 1000XXX Ветвление, если плюс
    BMI 1004XXX Ветвление, если минус
    BHI 1010XXX Ветвление, если больше (беззнаковое)
    BLOS 1014XXX Ветвление, если меньше или равно (беззнаковое)
    BVC 1020XXX Ветвление, если нет переполнения
    BVS 1024XXX Ветвление, если переполнение
    BHIS 1030XXX Ветвление, если больше или равно (беззнаковое)
    BLO 1034XXX Ветвление, если меньше (беззнаковое)
    SOB 077RNN Декремент регистра и ветвление, если не 0. NN - 6 разрядов, ветвление всегда назад
    MUL 070RSS Целочисленное умножение. Если регистр R четный, то в R младшая часть результата, а в R+1 старшая. Если R нечетный - только младшая часть результата
    DIV 071RSS Целочисленное деление, регистр R обязательно четный. В R+1 старшая часть делимого и остаток после операции.
    ASH 072RSS Арифметический сдвиг на N разрядов (N - 5 разрядов + знак)
    ASHC 073RSS Арифметический сдвиг на N разрядов двойного слова
    FADD 07500R Операции с плавающей запятой. Насколько помнится, R указывал на блок из 4-х слов, в котором размещались два числа в формате с плавающей запятой. Точнее не помню. Да, команды, начиная с ASH, были не во всех - в процессоре M1 их точно не было.
    FSUB 07501R
    FMUL 07502R
    FDIV 07503R

    Вроде все... Надеюсь, ничего не забыл. И хотелось бы еще остановиться на команде перехода на подпрограмму, поскольку она была, скажем так, не совсем обычна...

    JSR Rn, адрес

    По этой команде:

    1) содержимое Rn заносилось в стек
    2) в регистр  Rn заносился адрес возврата (следующая команда после JSR)
    3) адрес перехода заносился в PC

    Так что привычный CALL (JSR PC) являлся по сути частным случаем. Если же учесть, что адрес перехода мог задаваться любым методом адресации, то извратиться можно было как угодно. Например, одной командой очистить все ОЗУ машины! В стек заносился адрес верха памяти+2, в нулевой адрес памяти заносилось 004016 (JSR R0,@SP), в регистр R0 заносился 0 и "программа" запускалась.

    R0 записывался в стек, то есть в верхнюю ячейку памяти, а в PC заносился адрес, взятый из стека, то есть тот же ноль и команда выполнялась снова. Стек заполнялся нулями до тех пор, пока не доходил до нулевого адреса, тем самым записывая команду HALT и делая переход на нее же. Выполнение программы на этом останавливалось.

    Или, например, такая команда:

    JSR PC,@(SP)+

    Она обеспечивает передачу управления на адрес из вершины стека, оставив там же свой адрес возврата, что позволяет двум подпрограммам передавать управление друг другу в любом месте! Для этого нужно только занести в стек адрес начала одной и передать управление другой. И можно делать параллельные процессы :-)

    Категория: Contrib | Добавил: un7jks (03.10.2009)
    Просмотров: 745 | Рейтинг: 5.0/1 |

    Хостинг от uCoz