Το σύστημα επεξεργασίας δεδομένων IBM 1620 model 2

Περίληψη

Το σύστημα επεξεργασίας δεδομένων IBM 1620 II ήταν ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής που εγκαταστάθηκε στη Βόρεια Ελλάδα και ήταν εντελώς διαφορετικός από τους σημερινούς. Οι λυχνίες των υπολογιστών πρώτης γενιάς είχαν αντικατασταθεί από κυκλώματα με στοιχεία στερεάς κατάστασης. Τα προγράμματα και τα δεδομένα εισέρχονται μέσω δακτυλογράφησης στην γραφομηχανή ή μέσω της διάτρητης χάρτινης ταινίας ή μέσω των διάτρητων καρτών. Στη συνέχεια αποθηκεύονται στην μονάδα κεντρικής αποθήκευσης, γίνεται η επεξεργασία και το αποτέλεσμα εκτυπώνεται στον εκτυπωτή ή στην γραφομηχανή.

Η αρχή

Το σύστημα επεξεργασίας δεδομένων IBM 1620 model 2 εμφανίστηκε το 1962, ως η βελτιωμένη έκδοση του αρχικού υπολογιστή του 1959. Όπως και το αρχικό μοντέλο, μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για επιστημονικούς υπολογισμούς και τεχνολογικές εφαρμογές όμως ήταν πιο γρήγορος και πιο αποτελεσματικός. Η παραγωγή του συνεχίστηκε ως το 1970 και συνολικά διατέθηκαν 2.000 συστήματα και των δύο μοντέλων.

Ένας οικονομικός υπολογιστής

Η τιμή του βασικού συστήματος ήταν μόλις 22.000 λίρες Αγγλίας που αντιστοιχούν σε 500.000 λίρες το έτος 2019. Η IBM θεωρούσε ότι είναι ένας οικονομικός υπολογιστής. Μάλιστα το κωδικό του όνομα ήταν CADET από τα αρχικά των λέξεων Computer with ADvanced Economic Technology. Τελικά όμως, το κωδικό του όνομα συνδέθηκε με τα αρχικά των λέξεων Can’t Add, Doesn’t Even Try, καθώς το πρώτο μοντέλο δεν υπολόγιζε τα αθροίσματα μέσω λογισμικού αλλά ανατρέχοντας σε πίνακες.

Τα μέρη του συστήματος 1620 ΙΙ

Το σύστημα αποτελείται από 7 μονάδες.

Στη συλλογή του Νόησις υπάρχουν τα πρώτα 6 αντικείμενα

Δεύτερη γενιά υπολογιστών

Το σύστημα 1620 ανήκε στη δεύτερη γενιά υπολογιστών. Οι λυχνίες της πρώτης γενιάς έχουν αντικατασταθεί από ηλεκτρονικά στοιχεία στερεάς κατάστασης, δηλαδή κρυσταλλοδιόδους και τρανζίστορ. Οι διάφορες λειτουργίες γινόταν με κάρτες SMS Standard Modular System (SMS) δηλαδή κάρτες με διακριτά ηλεκτρονικά στοιχεία όπως αντιστάτες, πυκνωτές, διόδους και κυρίως τρανζίστορ.

Κάθε κάρτα λειτουργούσε ως λογική πύλη και αντιστοιχούσε σε μια λογική εντολή, για παράδειγμα υπήρχαν κάρτες OR, AND, NOT και άλλες. Οι κάρτες τοποθετούνταν σε ειδικές υποδοχές και συνδεόταν κατάλληλα μεταξύ τους ώστε να δημιουργήσουν σειρές εντολών.

Σχετικά με την μνήμη

Η μνήμη του συστήματος, στο πρώτο μοντέλο ήταν ενσωματωμένη στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Μπορούσαν να αποθηκευτούν 20.000 δεκαδικά ψηφία σε μνήμη μαγνητικών πυρήνων (μνήμη μαγνητικών πυρήνων). Τα στοιχεία που αποθηκευόταν στην μνήμη δεν χανόταν με το τερματισμό λειτουργίας του υπολογιστή.

Μοντέλο μνήμης μαγνητικού πυρήνα

Η μνήμη μπορούσε να επεκταθεί στις 40.000 ή στις 60.000 θέσεις χάρη στις επιπλέον μονάδες κεντρικής αποθήκευσης.

Αντίθετα, στο δεύτερο μοντέλο του 1620, δεν υπάρχουν θέσεις μνήμης στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Συνεπώς, είναι απαραίτητη η μονάδα κεντρικής αποθήκευσης, που τώρα διαθέτει βελτιωμένους μαγνητικούς πυρήνες. Η χωρητικότητα της μονάδας κεντρικής αποθήκευσης φτάνει τις 40.000 ή 60.000 θέσεις. Ο νέος σχεδιασμός και οι βελτιωμένοι μαγνητικοί πυρήνες διπλασίασαν την ταχύτητα: ο χρόνος κάθε κύκλου μνήμης (memory cycle time) έγινε 10 μs από 20 μs.

Αριθμητικές πράξεις

Στο αρχικό μοντέλο, η εκτέλεση των αριθμητικών πράξεων δεν γινόταν μέσω λογισμικού με αριθμητική / λογική μονάδα (Arithmetic Logic Unit ALU) αλλά με χρήση πινάκων. Οι πίνακες ήταν αποθηκευμένοι στην μνήμη του συστήματος ενώ η διαίρεση γινόταν με “υπορουτίνες” (subroutines) λογισμικού ή με ξεχωριστή μονάδα hardware. Δεν υποστήριζε λογισμό κινητής υποδιαστολής παρά μόνο μέσω ειδικής εξωτερικής μονάδας.

Αντίθετα, στο δεύτερο μοντέλο, οι επιπλέον μονάδες για την διαίρεση και το λογισμό κινητής υποδιαστολής ενσωματώθηκαν στο σύστημα. Επίσης διέθετε και αριθμητική / λογική μονάδα ALU για την εκτέλεση πρόσθεσης και αφαίρεσης. Μόνο ο πολλαπλασιασμός εξακολουθούσε να πραγματοποιείται μέσω των πινάκων.

Και άλλες βελτιώσεις

Ο χώρος που απελευθερώθηκε στην μονάδα κεντρικής επεξεργασίας εξαιτίας της αφαίρεσης των 20.000 θέσεων μνήμης, αξιοποιήθηκε για την υποστήριξη νέων λειτουργιών ή βελτίωση των παλιών. Οι καταχωρητές ευρετηρίου (index registers) βελτιώθηκαν. Η ταχύτητα/συχνότητα ρολογιού (clock speed) του επεξεργαστή έγινε 100 Hz, διπλάσια του αρχικού μοντέλου (50 Hz). Η διαδικασία ανάκτησης /εκτέλεσης σχεδιάστηκε από την αρχή ώστε να είναι ταχύτερη και αποτελεσματικότερη χάρη στην έμμεση διευθυνσιοδότηση (indirect addressing).

Συμπερασματικά, το δεύτερο μοντέλο του ΙΒΜ 1620 παρόλο που μπορούσε να τρέξει όλα τα προγράμματα του αρχικού, ήταν ως και 4 φορές ταχύτερο.

Λειτουργία

Τα δεδομένα και οι εντολές εισέρχονται μέσω των διάτρητων καρτών ή της διάτρητης ταινίας ή δακτυλογραφώντας στην γραφομηχανή. Στη συνέχεια καταχωρούνται στην κεντρική αποθήκευση ως δεκαδικά ψηφία. Κάθε θέση της κεντρικής αποθήκευσης διαθέτει την δική της διεύθυνση. Το σύστημα μπορεί να επεξεργαστεί αριθμητικούς, αλφαβητικούς και ειδικούς χαρακτήρες. Χρησιμοποιεί εντολές δύο διευθύνσεων που απλοποιεί τον προγραμματισμό και μειώνει την ακολουθία των βημάτων για την επίλυση ενός προβλήματος. Το τελικό αποτέλεσμα εκτυπώνεται στον εκτυπωτή ή στην γραφομηχανή της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας. Δεν υπάρχει οθόνη.

Προγράμματα ελέγχου

Η εταιρία IBM διέθεσε αρκετά προγράμματα για το σύστημα 1620. Υπήρχαν προγράμματα ελέγχου ροής και λειτουργίας (Flow Trace Program, Selective Trace Program, Hash total program, Numerical tape duplicator and Corrector, Disk Utility Program, Monitor I System).

Επιπλέον διέθετε συμβολική γλώσσα προγραμματισμού SPS (Symbolic Programming System) που διευκόλυνε την προετοιμασία για την εκτέλεση των προγραμμάτων του υπολογιστή. Με την ολοένα και μεγαλύτερη χρήση του υπολογιστή, τα προγράμματα γινόταν πιο πολύπλοκα και καταλάμβαναν μεγαλύτερη έκταση. Ο προγραμματισμός στη γλώσσα μηχανής ήταν εξαιρετικά δύσκολος καθώς οι εντολές έχουν μόνο αριθμητικούς χαρακτήρες. Η συμβολική γλώσσα επιτρέπει στον προγραμματιστή να χρησιμοποιεί εντολές με σύμβολα που απομνημονεύονται εύκολα και αντιστοιχούν σε εντολές της αριθμητικής γλώσσας της μηχανής. Η γλώσσα SPS αυτόματα αντιστοιχίζει και διατηρεί αρχείο θέσεων αποθήκευσης και ελέγχει τυχόν σφάλματα κωδικοποίησης. Καθώς αυτές οι εργασίες γίνονται αυτόματα χάρη στην sps, μειώνεται ο συνολικός χρόνος προγραμματισμού.

Γλώσσα προγραμματισμού

Η γλώσσα προγραμματισμού ήταν η 1620 Fortran. Σύμφωνα με την εταιρία IBM, πρόκειται για μία γλώσσα εύκολη στην εκμάθηση που δεν απαιτεί εξαιρετική γνώση του συστήματος. Αποτελεί μία γέφυρα ανάμεσα στη γλώσσα του υπολογιστή και τη γλώσσα του επιστήμονα/μηχανικού που χρησιμοποιεί τη μηχανή. Οι εντολές μετατρέπονται σε γλώσσα μηχανής ενώ ο χειριστής μετασχηματίζει το πρόβλημα ώστε να λύνεται με μαθηματικές εξισώσεις. Επιπλέον ήταν διαθέσιμες:

Η 1620 Fortran II, μία επέκταση της FORTRAN με 23 επιπρόσθετες εντολές για μεγαλύτερη ευελιξία στον προγραμματισμό
1620 GOTRAN, που αποτελεί ένα υποσύστημα της FORTRAN. Οι εντολές της GOTRAN μετατρέπονται σε FORTRAN και εκτελούνται αυτόματα.

Το σύστημα IBM 1620 II στην Ελλάδα

Το σύστημα IBM 1620 II ήταν ο πρώτος Η/Υ που εγκαταστάθηκε στην Βόρεια Ελλάδα, ο δεύτερος σε όλη την Ελλάδα. Η εγκατάστασή του, στη Φυσικομαθηματική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου, ολοκληρώθηκε το 1964 και το Δεκέμβριο του ίδιου έτους άρχισε η λειτουργία του. Στην αρχή χρησιμοποιήθηκε για την εκπαίδευση του διδακτικού / ερευνητικού προσωπικού καθώς και των φοιτητών της Σχολής. Γρήγορα όμως η χρήση του επεκτάθηκε και στο προσωπικό και τους φοιτητές της Πολυτεχνικής και άλλων Σχολών. Μέχρι το 1974 ο ΙΒΜ 1620/ΙΙ πρόσφερε τις υπηρεσίες του σε ένα μεγάλο αριθμό χρηστών, πανεπιστημιακών και μη, σε ερευνητικές εργασίες, σε διπλωματικές εργασίες και σε πολλούς άλλους τομείς. Παράλληλα χρησιμοποιήθηκε για τις μηχανογραφικές ανάγκες του Πανεπιστημίου. Επίσης πρόσφερε τις υπηρεσίες του σε οργανισμούς εκτός του Πανεπιστημίου όπως Δημόσιες Υπηρεσίες, Οργανισμούς και Ερευνητές