PDP-11

PDP-11 — серия 16-разрядных мини-ЭВМ компании DEC, серийно производившихся и продававшихся в 1970—80-х годах. Развитие серии PDP-8 из общей линейки компьютеров PDP. В PDP-11 появилось несколько уникальных технологических инноваций, эта серия была проще в программировании, чем её предшественники. Со временем была вытеснена персональными компьютерами.

Для термина «PDP» см. также другие значения.
PDP-11
Разработчик Digital Equipment Corporation
Разрядность 16-бит
Архитектура CISC
Тип Память-Память
Кодирование СК 1..3 16-битных слова
Реализация переходов Флаги условий
Порядок байтов Little-endian
Размер страницы 8 KiB
Расширения EIS, FIS, FPP, CIS
Регистры
Общего назначения 6
 Медиафайлы на Викискладе
PDP-11/40
Векторный графический терминал DEC GT40

Особенности PDP-11

Система команд

Программисты полюбили PDP-11 за её «ортогональную» систему команд: можно было отдельно запоминать команды, и отдельно — методы доступа к операндам. Можно было считать, что любой метод доступа (режим адресации) будет работать с любой операцией; не нужно было запоминать список исключений и особых случаев, в которых операция имеет ограниченный набор режимов адресации, все регистры (R0…R7) могли использоваться с любой командой. Регистры R0…R4 были универсальными, а регистры R5 (FP, указатель кадра, англ. frame pointer), R6 (SP, указатель стека, англ. stack pointer) и R7 (PC, счётчик команд, англ. program counter) — были специальными, для нескольких команд были исключения, но все эти регистры могли использоваться как операнды в арифметико-логических операциях или использоваться при формировании адресов операндов.

В некотором смысле набор режимов адресации образовывал «базис», а набор операций — другой базис. Каждая двухоперандная инструкция состояла из двух 6-битных идентификаторов операндов (каждый из них содержал три бита на номер регистра и три бита на режим адресации), а также из 4-битного кода операции; однооперандная инструкция содержала один 6-битный идентификатор операнда и 10-битный код операции. Благодаря логичной и структурированной системе команд коды достаточно легко читаемы в машинном коде непосредственно в восьмеричном представлении, например, формат двухоперандных команд:

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
B Opcode Mode R Src Mode R Dst

Где бит B — признак того, что операция над байтом или над словом

B OpcodeМнемоникаЭффект
0 1MOVПересылка: dest = src
1 1MOVB
0 2CMPСравнение: вычислить src − dest без записи результата
1 2CMPB
0 3BITПроверить биты: вычислить dest & src без записи результата
1 3BITB
0 4BICСброс битов, либо «логическое И с инверсией src»: dest &= ~src
1 4BICB
0 5BISУстановка битов, либо «логическое ИЛИ»: dest |= src
1 5BISB
0 6ADDСложение, dest += src
1 6SUBВычитание, dest −= src

Mode указывает режим использования регистра (непосредственно значение регистра / регистр содержит адрес / адрес с поставтоинкрементом и т. д.)

Таким образом, команда 0101038 читается как «скопировать R1 в R3».

Отсутствие отдельной шины ввода-вывода

В отличие от многих других компьютеров своего времени, первые модели PDP-11 не имели отдельной шины ввода-вывода — только шину памяти Unibus. Все регистры устройств ввода-вывода имели свои адреса, аналогичные адресам памяти, поэтому отдельные инструкции ввода-вывода были не нужны. Система прерываний была сделана максимально простой, но достаточно гибкой. Каждое устройство имело свой вектор прерывания, которое при необходимости сообщало процессору, поэтому не было жёсткого ограничения на количество векторов, доступных для использования устройствами.

Высокопроизводительные машины семейства, начиная с PDP-11/45, уже имели отдельную шину памяти, Unibus же продолжала использоваться только для ввода-вывода. В PDP-11/70 был сделан ещё один шаг вперёд: добавился отдельный интерфейс для магнитных дисков и лент — Massbus. Тем не менее, управляющие регистры устройств ввода-вывода по-прежнему проецировались на память, и отдельных инструкций ввода-вывода не требовалось.

Разработана для массового производства

И наконец, компьютеры PDP-11 были разработаны для производства на заводах с низкоквалифицированной рабочей силой. Размеры всех конструктивных частей были относительно некритичными. При сборке печатные платы подключались к общей плате, на которой применялся монтаж навивкой. Соединительные блоки были очень похожи на те, которые уже давно применялись в телефонии.

Выпуск

Первоначально компьютер PDP-11 производился на ТТЛ-микросхемах малой степени интеграции. В 1975 году была разработана версия одноплатного процессора на микросхемах большой степени интеграции. В 1979 году был разработан процессор DEC J-11 на двух или трёх микросхемах. Последними моделями линейки PDP-11 были PDP-11/93 и PDP-11/94, представленные в 1990 году.

Пример программы

Пример программы «Hello, World!» на макроассемблере MACRO-11, для запуска под RT-11:

         .TITLE  HELLO WORLD
         .MCALL  .TTYOUT,.EXIT
 HELLO:: MOV     #MSG,R1  ;ИНИЦАЛИЗИРУЕМ R1 - УКАЗАТЕЛЬ НА ТЕКУЩИЙ СИМВОЛ
 1$:     MOVB    (R1)+,R0 ;КОПИРУЕМ СИМВОЛ В R0 С ПОСТАВТОИНКРЕМЕНТОМ R1
         BEQ     DONE     ;ЕСЛИ СИМВОЛ НОЛЬ, ВЫХОДИМ ИЗ ЦИКЛА
         .TTYOUT          ;ИНАЧЕ ПЕЧАТАЕМ СИМВОЛ
         BR      1$       ;ПОВТОР ЦИКЛА
 DONE:   .EXIT

 MSG:    .ASCIZ /Hello, world!/
         .END    HELLO

Для компиляции и запуска этой программы в системе RT-11 выполняется последовательность команд:

. MACRO HELLO
ERRORS DETECTED:  0
. LINK HELLO

. RUN HELLO
Hello, world!

Операционные системы
Перфолента, использовавшаяся на PDP-11

PDP-11 в странах СЭВ

В СССР и других социалистических странах было разработано и выпускалось несколько машин, совместимых по системе команд и частично по архитектуре с серией PDP-11[1]:

Электроника 100-16Электроника 100-25Электроника-79
Ширина шины адресов, бит161822
Набор команд73 (базовый без MARK)89 (B+, EIS, FIS, менеджер памяти)137 (B+, EIS, FIS, FP11, менеджер памяти)
Быстродействие, оп/с250 000800 0003 000 000
Число регистров8816
Режимы привилегий123
Уровней прерываний558

См. также
  • MSP430 — контроллер с архитектурой, достаточно близкой к идеям PDP-11.
  • MCP-1600 — многокристальный микропроцессор производства компании Western Digital с архитектурой и системой команд PDP-11.
  • General Instrument CP1600 — однокристальный микропроцессор производства компаний General Instrument и Honeywell с архитектурой PDP-11.

Примечания
  1. The PDP-11 FAQ — PDP-11s behind the Iron Curtain Архивировано 25 марта 2012 года.
  2. Леонид Черняк. Высокопроизводительные встроенные компьютеры (недоступная ссылка) — статья в журнале «Открытые системы»

Литература
  • Экхауз Р., Моррис Л., Мини-ЭВМ: организация и программирование / Р. Экхауз, Л. Моррис; Пер. с англ. А. Ф. Кондратюка, Л. С. Черняка. — М. : Финансы и статистика, 1983. — 359 с.
  • Сингер М. Мини-ЭВМ PDP-11: Программирование на языке ассемблера и организация машины: Пер. с англ = PDP-11. Assembler Language Programming and Machine Organization / Michael Singer. — М.: Мир, 1984. — 272 с.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.