Un bref tour du PDP-11, le micro-ordinateur le plus influent de tous les temps

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Un bref tour du PDP-11, le micro-ordinateur le plus influent de tous les temps
Un bref tour du PDP-11, le micro-ordinateur le plus influent de tous les temps

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On peut dire que l’histoire de l’informatique est divisée en trois époques : l’histoire des ordinateurs centraux, des micro-ordinateurs et des micro-ordinateurs. Les micro-ordinateurs ont fourni un pont important entre les premiers ordinateurs centraux et les micro-ordinateurs omniprésents aujourd’hui. C’est l’histoire du PDP-11, le micro-ordinateur le plus influent et le plus réussi de tous les temps.

À l’heure actuelle, les micro-ordinateurs ont été utilisés dans une variété d’applications. Ils ont servi de contrôleurs de communication, de contrôleurs d’instruments, de processeurs de grands systèmes, de calculatrices de bureau et de processeurs d’acquisition de données en temps réel. Mais ils ont également jeté les bases d’avancées majeures dans l’ingénierie matérielle et ont contribué de manière significative aux systèmes d’exploitation modernes, aux langages de programmation et à l’informatique interactive tels que nous les connaissons aujourd’hui.

Dans le monde informatique d’aujourd’hui, où chaque ordinateur exécute une variante de Windows, Mac ou Linux, il est difficile de dire quels processeurs sont sous le système d’exploitation. Mais il fut un temps où les différences d’architecture CPU étaient un problème majeur. Le PDP-11 aide à expliquer pourquoi il en est ainsi.

Le PDP-11 a été introduit en 1970, à une époque où la plupart des calculs étaient effectués sur des ordinateurs GE, CDC et IBM coûteux auxquels peu de gens avaient accès. Il n’y avait pas d’ordinateurs portables, d’ordinateurs de bureau ou d’ordinateurs personnels. La programmation a été réalisée par quelques entreprises, principalement en assembleur, COBOL et Fortran. L’entrée a été faite sur des cartes perforées et les programmes ont été exécutés dans des groupes non interactifs.

Bien que le premier PDP-11 ait été modeste, il a jeté les bases de la conquête des micro-ordinateurs qui rendrait une nouvelle génération d’ordinateurs plus facilement disponible, révolutionnant essentiellement l’informatique. PDP-11 a aidé à accoucher Système d’exploitation UNIX Et le Langage de programmation C. Cela affectera également grandement la prochaine génération d’architectures informatiques. Au cours de la durée de vie de 22 ans du PDP-11, une période sans précédent selon les normes actuelles, plus de 600 000 PDP-11 ont été vendus.

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Les premiers prototypes du PDP-11 n’étaient pas trop impressionnants. Le premier PDP-11 11/20 coûte 20 000 $, mais n’est livré qu’avec environ 4 Ko de RAM. J’ai utilisé une bande de papier pour le stockage et j’avais un contrôleur d’imprimante télétype ASR-33 qui imprime 10 caractères par seconde. Mais il avait également une architecture orthogonale 16 bits impressionnante, huit registres, 65 Ko d’espace d’adressage, un temps de cycle de 1,25 MHz et un bus matériel UNIBUS flexible prenant en charge les futurs périphériques. Ce fut une combinaison réussie pour son créateur, Digital Equipment Corporation.

La mise en œuvre initiale du PDP-11 comprenait le contrôle de l’instrumentation en temps réel, l’automatisation de l’usine et le traitement des données. Comme le PDP-11 a acquis une réputation de flexibilité, de programmabilité et d’abordabilité, il a été utilisé dans les systèmes de contrôle des feux de circulation, le système de défense antimissile Nike, le contrôle du trafic aérien, les centrales nucléaires et les systèmes de formation et de communication des pilotes navals. Il a également été le pionnier du traitement de texte et du traitement des données que nous tenons maintenant pour acquis.

L’effet du PDP-11 se manifeste de manière frappante dans la programmation de l’assemblage de l’appareil.

Bases de la programmation en assembleur

Avant l’invention des langages de haut niveau tels que Python, Java et Fortran, la programmation se faisait en langage assembleur. La programmation en langage d’assemblage peut être effectuée avec très peu de RAM et de stockage – parfait pour un environnement dans les premiers jours de l’informatique.

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Le langage d’assemblage est un format intermédiaire de bas niveau qui est converti en un langage machine qui peut ensuite être exécuté directement par un ordinateur. C’est discret parce que vous manipulez directement des aspects de l’architecture de l’ordinateur. En termes simples, la programmation en assembleur déplace vos données octet par octet à travers les registres matériels et mémoire. Ce qui différenciait la programmation du PDP-11, c’était que la conception du micro-ordinateur était élégante. Chaque instruction a sa place et chaque instruction a un sens.

L’espace d’adressage de 16 bits signifie que chaque registre peut gérer jusqu’à 64 Ko de RAM, les 4 Ko les plus élevés étant réservés aux entrées et sorties mappées en mémoire. Les PDP-11 peuvent gérer un total de 128 Ko de RAM à l’aide de clips de registre (plus d’informations à ce sujet dans un instant). Ainsi, même si les systèmes PDP-11 ne disposaient que de 4 Ko de RAM, ils étaient toujours productifs grâce à une utilisation intelligente des premières techniques de programmation.

programme en langage assembleur

Il est plus facile de comprendre ce concept avec un exemple de programme simple en langage assembleur PDP-11, dont nous parlerons ci-dessous. Mots clés commençant par « . » Ce sont des instructions à l’assemblée. .globl Exportez une étiquette sous forme d’icône vers le lien à utiliser par le système d’exploitation. .text Spécifie le début du segment de code. .data Spécifie le début d’un segment de données séparé. Les mots-clés se terminant par « : » sont des taxonomies. La programmation en assembleur utilise des étiquettes pour manipuler symboliquement la mémoire. (Remarque : avec la terminologie PDP-11 et l’encodage, pas de texte après/commentaire.)

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Mots clés Traduire
.globl _main Exportez l’étiquette _main comme point d’entrée pour le système d’exploitation à utiliser
.texte Début du bloc d’instructions où se trouve le code en lecture seule
_principal : MOV VAL1, R0 Copiez la valeur du mot dans l’emplacement mémoire VAL1 du registre 0
Ajouter 10 $, R0 Ajouter 10 à la valeur du registre 0
MOV R0, VAL1 Copiez la valeur du registre 0 dans l’emplacement mémoire VAL1
_.Les données Début du segment de données où les données sont lues/écrites
VAL1 : .mot $100 Gardez 2 octets de stockage pour contenir Val1, configuré à 100

Bien que des valeurs numériques puissent être utilisées pour les adresses mémoire, l’utilisation d’étiquettes au lieu d’adresses codées facilite la programmation et rend le code repositionnable en mémoire. Cela donne au système d’exploitation une flexibilité lors de l’exécution du code, garantissant que chaque programme est rapide et efficace.

La directive du collecteur de données place les données dans un segment de mémoire qui peut être lu et écrit. La partie mémoire du code est en lecture seule pour empêcher les erreurs de programmation d’endommager le programme et de provoquer des plantages. Cette séparation des instructions et des données sur le PDP-11 est appelée « séparation des instructions et des données ». En plus d’ajouter de la stabilité, cette fonctionnalité double également l’espace d’adressage en activant 64K pour le code et 64K pour les données – cela était considéré comme une innovation majeure à l’époque. En conséquence, les micro-ordinateurs X86 d’Intel ont largement utilisé les secteurs.

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