Ferranti Argus - Ferranti Argus

Ferranti je Argus počítače byly řada průmyslové řídicí počítače nabízeny od 60. do 80. let. Přebalený Argus, který byl původně navržen pro vojenskou roli, byl prvním digitálním počítačem, který byl použit k přímému ovládání celé továrny. Byly široce používány v různých rolích v Evropě, zejména ve Velké Británii,[1] kde malý počet nadále slouží jako monitorovací a kontrolní systémy pro jaderné reaktory.

Originální série

Blue Envoy, počítač se sluchadly

Původní koncept počítače byl vyvinut jako součást Modrý vyslanec raketový projekt. To byl velmi dlouhý dosah raketa země-vzduch systém s dojezdem řádově 200 mil (320 km). Aby dosáhla těchto vzdáleností, byla raketa při vzletu „loftována“ téměř svislou trajektorií, takže strávila více času létáním řídkým vysokohorským vzduchem. Jakmile dosáhne vysoké nadmořské výšky, převrhne se a začne sledovat cíl. Během počátečního vertikálního stoupání nebyl radar rakety schopen vidět cíl, takže během tohoto období tomu tak bylo příkaz veden ze země.[2]

Argus začal jako systém číst radarová data, vypočítat požadovanou trajektorii a odeslat ji raketě za letu. Systém musel nejen vyvinout trajektorii, ale také přímo ovládat řídicí plochy střely, a měl tak kompletní systém zpětné vazby. Vývoj prováděl Maurice Gribble v divizi automatizace Ferranti v Wythenshawe počínaje rokem 1956. Systém používal nové tranzistory OC71 z Mullard, původně navržený pro použití v naslouchátka. Mohly být provozovány pouze při nízké rychlosti 25 kHz, ale pro tento úkol to stačilo.[3]

Modrý vyslanec byl zrušen v roce 1957 jako součást rozsáhlých akcí Bílá kniha o obraně z roku 1957. Ferranti se rozhodl pokračovat ve vývoji počítače pro další použití. Během návštěvy Princ Philip, vévoda z Edinburghu v listopadu 1957 zřídili systém s automobilovým světlometem spojeným s rukojetí, kterou bylo možné ručně pohybovat tak, aby svítila v jakémkoli bodě na zdi, zatímco počítač se pokusil přemístit druhou světlomet, aby ležel na stejném místě na zdi .[4]

Prototyp Argus

Ferranti pokračoval ve vývoji systému a v roce 1958 dokončili prototyp komerčního produktu, který poprvé veřejně představili na Olympia v listopadu.[4] Tento stroj používal nové obvody, které běžely mnohem rychlejší rychlostí 500 kHz.[5] Název "Argus" (z Řecký bůh tohoto jména) byl přidělen příští rok, v souladu s ferranti tradicí používání řeckých jmen pro své počítače. Vybrali Arguse, protože to byl vševidoucí bůh, vhodný pro stroj, který bude mít za úkol ovládat složité systémy.[6]

Nový systém měl řadu odlišností od sluchadla. Mezi nimi bylo zavedení přerušení lépe zvládnout načasování různých událostí. Dřívější stroj byl tak pomalý, že tyto druhy problémů byly řešeny jednoduše kontrolou každého fyzického vstupu ve smyčce, ale s mnohem rychlejším výkonem nového designu to již nebylo vhodné, protože většina testů neodhalila žádné změny, a proto být zbytečný. Tyto druhy úkolů byly nyní řízeny přerušením, takže zařízení mohlo indikovat, kdy jsou jeho data připravena ke zpracování. Systém přidán základní paměť pro dočasné uložení, výměna žabky ze staršího systému a plugboard pro programování.[7][8]

První dodávka[9][10][11][12][8] bylo by Imperial Chemical Industries (ICI), aby se začal používat jako kontrolní systém pro ICI kalcinovaná soda /amoniak závod v Fleetwood.[13] Dohody bylo dosaženo v březnu 1960[14] a stroj byl nainstalován v dubnu / květnu 1962.[15][16] Jednalo se o první velkou továrnu, která byla řízena přímo digitálním počítačem.[17][18] Následovaly další evropské prodeje.[19]

Obvody Argus byly založeny na germanium tranzistory s 0 a -6 volty představujícími binární 1, respektive 0. Počítač byl založen na 12bitové délce slova s ​​24bitovými pokyny. Aritmetika byla zpracována dvěma paralelními 6bitovými ALU pracující při 500 kHz. Přidání do ALU trvalo 12 µs, ale přidání času přístupu do paměti znamenalo, že jednoduché instrukce trvaly přibližně 20 µs. Byly také poskytnuty dvojité (24bitové) aritmetické operace. Datová paměť byla dodávána ve 12bitovém 4096 slově, základní paměť úložiště, zatímco až 64 instrukčních slov bylo uloženo v samostatném plugboard pole, pomocí feritových kolíků spadlých do otvorů k vytvoření „1“. Opcodes byly 6 bitů, registry 3 bity, indexový registr (modifikátor) 2 bity a datová adresa 13 bitů.[20]

Bloodhound Mark II

Krátce po zrušení Modrého vyslance v roce 1957 se uskutečnilo mimořádné setkání mezi hlavními dodavateli, Ferranti a Bristol Aerospace, vedlo k myšlence kombinovat komponenty Blue Envoy s existujícími Bristol Bloodhound vytvořit mnohem schopnější design. To způsobilo, že Bloodhound Mark II zhruba zdvojnásobil dostřel na asi 75 mil (121 km) a použil nové radarové systémy od vyslance, které umožnily střele sledovat cíle mnohem blíže k zemi a zároveň mnohem odolnější vůči rušení radarem.[21]

Na rozdíl od Modrého vyslance se očekávalo, že Bloodhound bude schopen vidět cíl během celého útoku. Pokyny byly poloaktivní radarové navádění, s osvětlovací radar rozsvícení cílů a přijímač v raketě pomocí odraženého signálu ke sledování. Aby to fungovalo, musel být iluminátor namířen na cíl pomocí informací ze samostatného radar pro taktické řízení a přijímač v nose střely musel být namířen na cíl. Iluminátor a střely nemusí být nutně blízko u sebe, což komplikuje výpočty.[22] Přijímač dále musel odfiltrovat signály, které nebyly očekávané Doppler se posunul frekvenční rozsah, takže počítač musel také vypočítat očekávaný frekvenční posun, aby nastavil filtry přijímače.[23]

Požadovaná přesnost výpočtů byla nad možnosti malých vojenských počítačů používaných v tomto bodě.[24] Výpočty bylo možné snadno provést pomocí experimentálního systému Dereka Whiteheada pomocí digitálního počítače. Navrhl umístit počítače na Orange Yeoman radarová stanoviště jako výpočtová střediska, která by dodávala tyto informace do raketových baterií.[25]

Whitehead byl Gribbleův přítel a byl si vědom své práce na malém počítači a poprvé nastolil problém někdy na podzim roku 1959. Jakmile bylo rozhodnuto přejít na digitální počítač, byly všem druhům sekundárních úkolů předány stroj. To zahrnovalo vše od testování údržby přes řízení odpálení rakety až po výpočet Dopplerových „nulových bodů“, kde by se očekávalo, že signál klesne na nulu, když cíl překročí pravý úhel k radaru.[23]

Argus 200 a 100

Původní návrh následoval v roce 1963 single-ALU Argus 100. Na rozdíl od originálu používal Argus 100 ploché 24bitové adresovací schéma s daty i kódem uloženými v jedné paměti. Byl použit menší 5bitový operační kód, aby se zjednodušila základní logika a získal bit adresy. Jednotlivá ALU a další změny vedly k základní provozní době 72 μs. Jedním z pozoruhodných použití Argus 100 bylo ovládání Jodrell Bank Mark II teleskopem v roce 1964. S vydáním 100 byl původní design zpětně přejmenován Argus 200.[6]

The Argus 200 model by nakonec prodal 63 strojů a 100 14.[26]

Argus 300

Konstrukce Argus 300 byla zahájena v roce 1963, s první dodávkou v roce 1965.[16] Jednalo se o mnohem rychlejší stroj s plně paralelní architekturou aritmetická logická jednotka, na rozdíl od dřívějších a mnohem pomalejších sériových jednotek. Jeho instrukční sada byla přesto plně kompatibilní s Argusem 100. 300 byl velmi úspěšný a používal se během šedesátých let v různých průmyslových rolích.

Varianta 300 byla Argus 350, což umožnilo externí přístup k jeho jádru přímý přístup do paměti. To zlepšilo výkon vstup výstup, vyhnout se nutnosti přesouvat data pomocí kódu běžícího na procesoru. Model 350 byl používán v různých vojenských simulátorech, včetně královské námořnictvo pro protiponorkový výcvik na fregatu, ponorkách a vrtulnících a královské letectvo pro simulátor Bloodhound Mk.II a Vickers VC10 letový simulátor postavený na Redifon a doručeno do RAF Brize Norton v roce 1967. Model použitý na simulátoru VC10 byl 3520B, to znamenalo, že měl (20) kWordů paměti a (B) acking Store. Redifon také použil model 350 na letovém simulátoru Air Canada DC9, který byl nainstalován v Montrealu na jaře roku 1966. Model 350 byl dodán v časovém rámci 1967 až 1969.

Výměny křemíku

Konstrukce Argus 400[27][28] začal ve stejnou dobu jako Argus 300. Z logického hlediska byl 400 podobný předchozímu 100, používal sériové ALU. Nicméně, to představovalo zcela nový elektrický systém. Předchozí stroje používaly k vytvoření logických bran germaniové tranzistory. Argus 400 používal křemíkové tranzistory v logice NOR navržené Ferranti Wythenshawe volala MicroNOR II,[29] s více „konvenční“ logikou, kde 0 a +4,5 představovaly binární 1, respektive 0. Zbytek světa však používal 0 voltů k reprezentaci 0 a + 2,4 (až 5) voltů k reprezentaci 1. Toto se nazývalo logika NAND. Ve skutečnosti jsou oba stejné obvody. Když společnost Texas Instruments uvedla na trh svou „74“ řadu integrovaných obvodů, byla specifikace MicroNOR II změněna ze 4,5 voltu na 5 voltů, aby obě rodiny mohly spolupracovat. Stroj byl zabalen tak, aby vyhovoval standardu Regál pro leteckou dopravu. Vícevrstvý PCB nebyly v roce 1963 rutinou a Ferranti vyvinul procesy pro lepení desek a pokovování deskami s obvody. Kreslířská kancelář se musela naučit navrhovat vícevrstvé desky. který byl nejprve položen na pásku a poté přenesen na film. Trvalo asi dva roky, než se Argus 400 dostal do výroby (první dodávka v roce 1966).[16][30]Vážil více než 13 kilogramů (29 lb).[31]

Argus 500

The Argus 500, navržený asi o 3 roky později, používal paralelní aritmetiku a byl mnohem rychlejší. Byl navržen tak, aby mohl být zapojen do většího 19 palcového rámu namontovaného na stojanu, společně s až čtyřmi základními úložnými (paměťovými) jednotkami. Argus 400 byl přebalen, aby byl stejný jako Argus 500, a oba stroje byly kompatibilní se zástrčkou. Argus 400 použil pro svůj CPU 18 malých PCB, z nichž každý byl drátově zabalen do základní desky pomocí 70 miniaturních drátěných obalů. Vyjmutí karty bylo zdlouhavé. Argus 500 zpočátku používal stejné balíčky a také ovinutí drátu na větších deskách, ale novější verze používaly integrované obvody dual-in-line, které byly připájeny naplocho na desku plošných spojů a bylo mnohem snazší je odstranit.

Stejně jako dřívější návrhy používaly 400 a 500 stejný 14bitový adresní prostor a 24bitovou instrukční sadu a byly kompatibilní. 500 přidalo nové pokyny, které používaly tři bity akumulátor i pro offsetové indexování. Oba stroje běžely na základním taktu 4 MHz, mnohem rychleji než 500 kHz dřívějších strojů. Oba používali jádrovou paměť, která byla k dispozici ve dvou dobách cyklu, Argus 400 používal 2 μs jádro, zatímco Argus 500 měl 2 μs v dřívějších strojích a 1 μs pro pozdější, což zdvojnásobilo výkon. Rozdíl mezi 400 a 500 byl podobný rozdělení mezi 100 a 300, protože 500 měl paralelní ALU a 400 byl sériový. Argus 400 měl dobu přidání (dva 24bitová čísla po 12 μs. Argus 500 (s 1 μs úložištěm) trval 3 μs. Divide (nejdelší instrukce) trvalo 156 μs na Argus 400 a Argus 500 trvalo 9 μs. Argus 500 byl samozřejmě mnohem dražší.

A KORÁL 66 kompilátor programovacího jazyka na vysoké úrovni pro Argus 500 vyvinula Královské signály a založení radaru na základě smlouvy se společností Ferranti pro použití v projektech průmyslového řízení a automatizace.[32]

Typickými instalacemi Argus 500 byly chemické závody (řízení procesů) a jaderné elektrárny (monitorování procesů).[33][34] Pozdější aplikace byla pro policejní velení a řízení, jedna z nejznámějších byla pro Strathclyde Police v Glasgow. Tento systém poskytl první vizuální zobrazení umístění zdrojů pomocí map poskytovaných 35mm diaprojektory promítajícími přes otvor v tubusu obrazovky VDU.

Argus 400 nahradil 100 v Jodrell Bank v roce 1971.[35] Pro rezervační síť sedadel Boadicea byla vyrobena speciální verze Argus 400 pro BOAC. Tím se odstranily funkce násobení a dělení, protože tyto používaly značný počet drahých JK žabky a v té době bylo nákladově efektivní ušetřit těchto 24 a několik dalších komponent. Celkově se model 500 ukázal jako jeden z nejprodávanějších produktů společnosti Ferranti a během otevírání nového trhu našel obzvláště široké využití na ropných plošinách. Severní moře ropná pole v 70. letech.[36]

Argus 600 a 700

Model Argus 700G MIPS hodnocení[37]
Modelka
(jeden procesor)		Přibližný
Milion instrukcí za sekundu
Argus 700 GDL0.7
Argus 700 GL0.8
Argus 700 GX2
Argus 700 GZ4

Na rozdíl od minulosti byla další řada strojů Argus zcela novým designem a nebyla zpětně kompatibilní. The Argus 600 byl 8bitový stroj a poté následoval Argus 700 který používal 16bitovou architekturu. Design modelu 700 byl zahájen kolem let 1968/9 a řada se stále vyráběla v polovině 80. let a dosáhla mezinárodního úspěchu v průmyslových a vojenských aplikacích.[38] Model 700 je v provozu v několika britských jaderných elektrárnách i v roce 2020 v aplikacích řízení a zpracování dat.[34][39] To bylo také používáno jako platforma řízení výroby pro společnosti, jako je Kodak.

Argus 700 lze konfigurovat v konfiguracích více procesorů se sdílenou pamětí.[37] Argus 700E byl low-end model. Argus 700F používal dobu cyklu 500 ns Paměť MOS až 64k 16bitových slov. Argus 700G podporoval a virtuální adresový prostor s až 256 tis. slov paměti. Argus 700S měl možnost rychlejší 150 ns bipolární paměť s nezávislým přístupem pro vstupně-výstupní procesory.[40]

Argus 700 také hrál důležitou historickou roli ve vývoji přepínání paketů sítí ve Velké Británii. Tyto stroje používal Ferranti během raných experimentů v Hlavní pošta jako základ pro brzy směrovače.[41] V tomto ohledu jsou podobné Procesory zpráv rozhraní postavený v USA, aby sloužil podobné roli během vývoje Internet.[42]

V řídicích a přístrojových systémech EU bylo použito více než 70 procesorů Argus 700G Torness jaderná elektrárna, která měla mnohem propracovanější kontrolní systém než dřívější členové moderní plynem chlazený reaktor flotila, včetně Digital Direct Control (DDC) reaktorů. Při první instalaci to byl pravděpodobně nejsofistikovanější a nejkomplexnější počítačový řídicí systém pro jadernou elektrárnu na světě; systém byl implementován pomocí CORAL programovací jazyk na vysoké úrovni. Každý reaktor ve stanici s duálním reaktorem měl 10 vstupních multiplexních počítačů, 11 řídících dvouprocesorových počítačů a kontrolní tříprocesorový počítač se záložní zálohou.[37][43]

M700

Řada počítačů M700 byla založena na architektuře a instrukční sadě počítačových sérií Ferranti Argus 700. Počítače M700 i Argus 700 mají společnou celkovou sadu instrukcí. Jednotlivé modely však nemusí nutně implementovat kompletní sadu instrukcí. M700 zahrnoval řadu počítačů, které byly všechny založeny na stejných architektonických prvcích a instrukční sadě zajišťující vysokou úroveň kompatibility a zaměnitelnosti z hlediska hardwaru a softwaru. V rámci těchto limitů existovaly různé implementace od více než jednoho výrobce, aby odrážely konkrétní obchodní a aplikační požadavky.[44][45]

Reference

Citace

  1. ^ „Seznam dodávek pro počítače Ferranti Poseidon, Hermes, Apollo a Argus“ (PDF). Computer Conservation Society. Říjen 2011. CCS-F6X1. Citováno 28. listopadu 2020.
  2. ^ Aylen 2012, str. 7.
  3. ^ Aylen 2012, str. 8.
  4. ^ A b Aylen 2012, str. 9.
  5. ^ Aylen 2012, str. 12.
  6. ^ A b Aylen 2012, str. 10.
  7. ^ Aylen 2012, str. 11.
  8. ^ A b „PŘEHLED NOVÝCH ZÁPADEVROPSKÝCH DIGITÁLNÍCH POČÍTAČŮ (část 3 - závěr): ARGUS“ (PDF). Počítače a automatizace. XII (1): 38–39. Listopad 1963. Citováno 2020-09-05.
  9. ^ Inženýr. 214. Morgan-Grampian (vydavatelé). 1962. str. 559.
  10. ^ Průmyslová elektronika. První část: přidat slovo argus hledat frázi. Iliffe Electrical Publications. 1966. s. 445.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  11. ^ „POČÍTAČE A CENTRA, ZÁMOŘSTVÍ: 1. Ferranti, Ltd., Argus, Londýn, Anglie“. Digitální počítačový zpravodaj. 13 (3): 14–16. Červenec 1961.
  12. ^ . Digital_Computer_Newsletter_V11N02_Apr59.pdf. „POČÍTAČE A CENTRA, ZÁMOŘSKÉ: 3. Ferranti, Ltd., Process Control Computer, Londýn, Anglie“. Digitální počítačový zpravodaj. 11 (2): 10–12. Dubna 1959.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  13. ^ Aylen 2012, str. 14-15.
  14. ^ Aylen 2012, str. 16.
  15. ^ Aylen 2012, str. 17.
  16. ^ A b C „Ferranti Apollo, Posiedon a Argus: od roku 1961 - seznam dodání“. Computer Conservation Society. Říjen 2011. Citováno 2018-04-27.
  17. ^ „Počítače s řízením procesů jsou hitem u výrobců chemikálií“, New Scientist, 15. října 1964, s. 165
  18. ^ „Řízení procesu: Koncepty dynamiky a aplikací“, PHI Learning, 2010, s. 490
  19. ^ „Počítač Ferranti Argus pro belgickou elektrárnu bude monitorovat kotel a turbogenerátor“. Journal of Electronics and Control. 14 (3): 345. 1963. doi:10.1080/00207216308937499.
  20. ^ „Ferranti Argus: Počítačový systém pro řízení procesů“, Ferranti, 1961
  21. ^ Aylen 2012, str. 20.
  22. ^ Aylen 2012, str. 20-21.
  23. ^ A b Aylen 2012, str. 23.
  24. ^ Aylen 2012, str. 21.
  25. ^ Aylen 2012, str. 22.
  26. ^ Aylen 2012, str. 14.
  27. ^ Dummer, G. W. A .; Thomson, F. P .; Robertson, J. Mackenzie (2014). Bankovní automatizace: systémy zpracování dat a související zařízení. Elsevier. 390–393. ISBN  9781483160238.
  28. ^ Stuart, Sam (2014). British Commercial Computer Digest: Pergamon Computer Data Series. Elsevier. s. 3 / 19–3 / 20. ISBN  9781483148588.
  29. ^ „přes redakční stůl: FERRANTI MICRONOR II“. Počítače a automatizace. 15 (3): 38. března 1966.
  30. ^ „Historie FCL a minipočítače“. Computer Conservation Society. Ferranti Ltd. a minipočítače - technické informace. Březen 2016. Citováno 2018-04-26.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  31. ^ Hmotnost centrální jednotky 7 kg a pohonné jednotky 6 kg
    • . Zdroj článku: Elektronický design 5/1966. "Maszyna cyfrowa ARGUS 400" [Digitální stroj ARGUS 400]. Maszyny Matematyczne (v polštině). Wydawnictwa Czasopism Technicznych NOT (4): 37. 1966.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  32. ^ Gorman, B (červen 1978). Překladač Coral 66 pro počítač Ferranti ARGUS 500 (Zpráva). Královské signály a založení radaru. Technická poznámka 799. Citováno 17. ledna 2018.
  33. ^ „Na jednu z největších jaderných elektráren na světě, Dungeness B, budou dohlížet počítače Ferranti ARGUS 500. L.H. Fielder“. Národní archiv. 1996.10 / 6/12/28/76. Citováno 30. listopadu 2020.
  34. ^ A b Clarke, R. (1996). „C a já se dotýká AGR“ (PDF). Modernizace přístrojových a řídicích systémů v jaderných elektrárnách (PDF). Nuclear Electric (Zpráva). IAEA. p. 61. IAEA-IWG-NPPCI-96/3. Citováno 2. prosince 2020.
  35. ^ Radioteleskop MKII
  36. ^ Clare Smyth, „Vzkvétající džungle minipočítačů“, Nový vědec, 6. června 1974, s. 602
  37. ^ A b C W. J. Hill, N. M. Mitson (8. května 1990). Budování softwaru Auto Control pro Torness NPS (PDF) (Zpráva). Instituce jaderných inženýrů. p. 25. Citováno 8. října 2016.
  38. ^ „Ferranti Argus 700“. Centrum pro výpočetní historii. Citováno 28. listopadu 2020.
  39. ^ „Inženýr softwarové podpory (zakázka)“. Wizbii. Archivovány od originál dne 30. listopadu 2020. Thales zajistili 10letou smlouvu o dlouhodobé podpoře (LTS) s cílem poskytovat průběžnou podporu řadě systémů pro zpracování a kontrolu dat (DPCS) s cílem zajistit nepřetržitý provoz až do konce životnosti přidružených zařízení na výrobu energie. ... Znalost systémů Argus 700, včetně kódu Inline, OSC245, hardwaru FNET Argus 700 a uživatelského vybavení terminálu. Znalosti a zkušenosti z oblasti výroby jaderné energie
  40. ^ „Ferranti rozšiřuje sortiment Argus“. Elektronika a napájení. IEEE. Března 1977. str. 194. Citováno 29. listopadu 2020.
  41. ^ „Některé aspekty designu veřejné sítě přepínané pakety“, Second International Conference on Computer Communication, Stockholm, August 1974, pp. 199-213
  42. ^ „Technická historie ARPANETU - technická prohlídka“ Archivováno 10.09.2012 na Wayback Machine Tým THINK Protocols, zpřístupněno 19. října 2012.
  43. ^ Automatizace provozu a údržby jaderných elektráren (PDF) (Zpráva). IAEA. Červenec 1995. str. 159–168. ISSN  1011-4289. IAEA-TECDOC-808. Citováno 8. října 2016.
  44. ^ Standard obrany 00-21 (část 1) / vydání 2 - Počítače M700 část 1: základní specifikace (PDF) (Zpráva). Ministerstvo obrany Spojeného království. 9. prosince 1983. Citováno 28. listopadu 2020.
  45. ^ Standard obrany 00-21 (část 2) / vydání 2 - Počítače M700 část 2: třída 1 (PDF). DSan: Standardizace obrany ve Velké Británii (Zpráva). Ministerstvo obrany Spojeného království. 9. prosince 1983. Archivovány od originál (PDF) dne 13. května 2005.

Bibliografie

externí odkazy

  • Argus 100-500, Micronor I a II: „Historie FCL a minipočítače“. Computer Conservation Society. Ferranti Ltd. a minipočítače - technické informace. Březen 2016. Citováno 2018-04-26.CS1 maint: ostatní (odkaz)