Ферранти Аргус - Ferranti Argus

Ферранти с Аргус компьютеры были линейкой промышленные управляющие компьютеры предлагался с 1960-х по 1980-е годы. Изначально разработанный для военной роли, переработанный Argus был первым цифровым компьютером, который использовался для непосредственного управления всей фабрикой. Они широко использовались в различных ролях в Европе, особенно в Великобритании,[1] где небольшое количество продолжает служить системами мониторинга и контроля для ядерные реакторы.

Оригинальная серия

Blue Envoy, компьютер для слухового аппарата

Первоначальная концепция компьютера была разработана в рамках Синий посланник ракетный проект. Это был очень дальний ракета земля-воздух система с дальностью действия порядка 200 миль (320 км). Чтобы достичь этих диапазонов, ракета «поднималась» по почти вертикальной траектории при запуске, так что она проводила больше времени, летая в разреженном воздухе на большой высоте. Как только он достигнет большой высоты, он перевернется и начнет отслеживать цель. Во время первоначального набора высоты радар ракеты не мог видеть цель, поэтому в этот период он был управляемый командой с земли.[2]

Argus начинался как система, которая считывала данные радара, вычисляла требуемую траекторию и отправляла их на ракету в полете. Система должна была не только развивать траекторию, но и напрямую управлять управляемыми поверхностями ракеты и, таким образом, иметь полную систему обратной связи по управлению. Разработкой занимался Морис Гриббл из подразделения автоматизации Ferranti в г. Wythenshawe с 1956 года. В системе использовались новые транзисторы OC71 от Mullard, изначально предназначенный для использования в слуховые аппараты. Они могли работать только на низкой скорости 25 кГц, но этого было достаточно для задачи.[3]

Blue Envoy был отменен в 1957 г. Белая книга обороны 1957 года. Ферранти решил продолжить разработку компьютера для других целей. Во время посещения Принц Филипп, герцог Эдинбургский в ноябре 1957 года они установили систему с автомобильным налобным фонарем, соединенным с ручкой, которую можно было перемещать вручную, чтобы светить в любую точку стены, в то время как компьютер попытался переместить вторую фару, чтобы она лежала на том же месте на стене. .[4]

Прототип Аргуса

Ферранти продолжил разработку системы, и в 1958 году они завершили создание прототипа коммерческого продукта, который они впервые публично продемонстрировали на выставке. Олимпия в ноябре.[4] В этой машине использовалась новая схема, которая работала с гораздо большей частотой - 500 кГц.[5] Название «Аргус» (от Греческий бог этого имени) был назначен на следующий год в соответствии с традицией Ферранти использовать греческие имена для своих компьютеров. Они выбрали Аргуса, поскольку он был всевидящим богом, подходящим для машины, которая будет управлять сложными системами.[6]

Новая система имела ряд отличий от слухового аппарата. Среди них было введение прерывает чтобы лучше обрабатывать время различных событий. Более ранняя машина была настолько медленной, что такого рода проблемы решались простой проверкой каждого физического ввода в цикле, но с гораздо более высокой производительностью нового дизайна это больше не подходило, поскольку большинство тестов не выявляли никаких изменений и, следовательно, быть потраченным впустую. Такие задачи теперь управлялись прерываниями, поэтому устройство могло указывать, когда его данные были готовы к обработке. В систему добавлено основная память на временное хранение, заменяя шлепки из более ранней системы, и коммутационная панель для программирования.[7][8]

Первая доставка[9][10][11][12][8] было бы Imperial Chemical Industries (ICI) для использования в качестве системы управления для ICI кальцинированной соды /аммиак посадить в Fleetwood.[13] Соглашение было достигнуто в марте 1960 г.[14] и машина была установлена ​​апрель / май 1962 года.[15][16] Это был первый крупный завод, управляемый напрямую с помощью цифрового компьютера.[17][18] Затем последовали другие европейские продажи.[19]

Схема Argus была основана на германий транзисторы где 0 и -6 вольт представляют двоичную 1 и 0 соответственно. Компьютер был основан на 12-битном слове с 24-битными инструкциями. Арифметика выполнялась двумя параллельными 6-битными ALU работает на частоте 500 кГц. Добавление в ALU заняло 12 мкс, но добавление времени доступа к памяти означало, что простые инструкции занимали около 20 мкс. Также были предусмотрены арифметические операции двойной длины (24 бита). Память данных была представлена ​​в виде 12-битного, 4096 слов, основная память store, а до 64 командных слов хранились в отдельном коммутационная панель массив, используя ферритовые штифты, опущенные в отверстия для создания «1». Коды операций составляли 6 бит, регистры 3 бита, регистр индекса (модификатор) 2 бита и адрес данных 13 бит.[20]

Бладхаунд Марк II

Вскоре после отмены Голубого посланника в 1957 году состоялась экстренная встреча между основными подрядчиками, Ферранти и Bristol Aerospace, привело к идее объединения компонентов Blue Envoy с существующими Бристольская ищейка для создания гораздо более совершенной конструкции. Это привело к созданию Bloodhound Mark II, примерно вдвое увеличив дальность полета до примерно 75 миль (121 км) и использовав новые радиолокационные системы от Envoy, которые позволили ракете отслеживать цели намного ближе к земле, а также значительно более устойчивы к радиолокационным помехам.[21]

В отличие от Blue Envoy, Bloodhound должен был видеть цель на протяжении всей атаки. Руководство было полуактивная радиолокационная система самонаведения, с осветитель радар освещение целей и приемник в ракете, использующий отраженный сигнал для отслеживания. Чтобы это сработало, осветитель нужно было навести на цель, используя информацию из отдельного РЛС тактического управления, а ствольная коробка в носовой части ракеты должна была быть направлена ​​на цель. Осветитель и ракеты не обязательно должны быть близко друг к другу, что усложняет расчеты.[22] Кроме того, приемник должен был отфильтровать сигналы, которые не соответствовали ожидаемым. Доплер сдвинулся частотный диапазон, поэтому компьютер также должен был рассчитать ожидаемый сдвиг частоты, чтобы установить фильтры приемника.[23]

Требуемая точность вычислений была выше возможностей небольших военных компьютеров, используемых до этого.[24] Экспериментальная система Дерека Уайтхеда с использованием цифрового компьютера легко смогла выполнить вычисления. Он предложил разместить компьютеры в Оранжевый йомен радиолокационные станции в качестве расчетных центров, которые будут передавать эту информацию ракетным батареям.[25]

Уайтхед был другом Гриббла и знал о его работе над маленьким компьютером, и впервые поднял этот вопрос осенью 1959 года. После того, как было принято решение о переходе на цифровой компьютер, все виды второстепенных задач были переданы специалистам. машина. Это включало в себя все: от технического обслуживания до управления запуском ракет и расчета доплеровских «нулевых точек», где ожидается, что сигнал упадет до нуля при пересечении цели под прямым углом к ​​радару.[23]

Аргус 200 и 100

За первоначальным дизайном в 1963 году последовал одинарный ALU. Аргус 100. В отличие от оригинала, Argus 100 использовал плоскую 24-битную схему адресации с данными и кодом, хранящимися в единой памяти. Меньший 5-битный код операции использовался, чтобы упростить базовую логику и получить адресный бит. Единственный ALU и другие изменения привели к основному времени работы 72 мкс. Одним из примечательных способов использования Argus 100 было управление Jodrell Bank Марк II телескоп в 1964 году. С выпуском 100-х годов первоначальный дизайн был задним числом переименован. Аргус 200.[6]

В Аргус 200 модель в конечном итоге продала 63 машины, а 100 14.[26]

Аргус 300

Дизайн Аргус 300 было начато в 1963 году, с первой поставкой в ​​1965 году.[16] Это была намного более быстрая машина с полностью параллельной архитектурой. арифметико-логическое устройство, в отличие от более ранних и гораздо более медленных серийных устройств. Тем не менее, его набор команд был полностью совместим с Argus 100. 300 был очень успешным и использовался на протяжении 1960-х годов в различных промышленных целях.

Вариант 300 был Аргус 350, который разрешил внешний доступ к его ядру, чтобы разрешить прямой доступ к памяти. Это улучшенная производительность ввод, вывод, избегая необходимости перемещать данные с помощью кода, запущенного на процессоре. 350 использовался в различных военных симуляторах, включая Королевский флот для противолодочной подготовки фрегатов, подводных лодок и вертолетов, а также королевские воздушные силы для симулятора Bloodhound Mk.II и Vickers VC10 авиасимулятор построен в Редифон и доставлен в RAF Brize Norton в 1967 году. Модель, использованная на симуляторе VC10, была 3520B, это означало, что у нее было (20) k слов памяти и (B) хранилище подтверждений. Redifon также использовал 350-й на авиасимуляторе Air Canada DC9, который был установлен в Монреале весной 1966 года. 350-е были поставлены в период с 1967 по 1969 год.

Замены кремния

Дизайн Аргус 400[27][28] запущен в то же время, что и Argus 300. Логически 400 был похож на более ранний 100, с использованием последовательных ALU. Однако в нем была совершенно новая электрическая система. Предыдущие машины использовали германиевые транзисторы для формирования логических вентилей. В Argus 400 использовались кремниевые транзисторы в логике NOR, разработанной Ферранти. Wythenshawe называется MicroNOR II,[29] с более «традиционной» логикой, где 0 и +4,5 представляют двоичные 1 и 0 соответственно. Однако остальной мир использовал 0 вольт для обозначения 0 и + 2,4 (до 5) вольт для представления 1. Это называлось логикой NAND. На самом деле это одна и та же схема. Когда Texas Instruments выпустила свою серию интегральных схем «74», спецификация MicroNOR II была изменена с 4,5 вольт на 5 вольт, чтобы два семейства могли работать вместе. Машина была упакована так, чтобы соответствовать стандартной Стойка воздушного транспорта. Многослойный Печатные платы В 1963 году это не было обычным делом, и Ферранти разработал процессы соединения плат и нанесения покрытия на них. Чертежному бюро пришлось научиться конструировать многослойные доски. который сначала был записан на пленку, а затем перенесен на пленку. Производство Argus 400 заняло около двух лет (первая поставка в 1966 году).[16][30]Весил более 13 килограммов (29 фунтов).[31]

Аргус 500

В Аргус 500, разработанная примерно 3 года спустя, использовала параллельную арифметику и была намного быстрее. Он был разработан для установки в более крупную 19-дюймовую стойку вместе с до четырех основных модулей памяти. Argus 400 был переупакован, чтобы быть таким же, как Argus 500, и две машины были совместимый с вилкой. В Argus 400 для процессора использовалось 18 небольших печатных плат, каждая из которых была прикреплена к объединительной плате с помощью 70 миниатюрных намоток. Удаление карты было утомительным. Первоначально в Argus 500 использовались те же корпуса, а также проводка на платах большего размера, но в более поздних версиях использовались двухрядные ИС, которые были припаяны к печатной плате и их было намного легче удалить.

Как и в более ранних проектах, 400 и 500 использовали одно и то же 14-битное адресное пространство и 24-битный набор команд и были совместимы. В 500 добавлены новые инструкции, которые использовали три бита аккумулятор также для смещения индексации. Обе машины работали с базовой тактовой частотой 4 МГц, что намного быстрее, чем 500 кГц более ранних машин. Оба использовали базовую память, которая была доступна с двумя временами цикла, Argus 400 использовал ядро ​​2 мкс, тогда как Argus 500 имел 2 мкс на более ранних машинах и 1 мкс для более поздних, что удваивало производительность. Разница между 400 и 500 была аналогична разделению между 100 и 300, поскольку 500 имел параллельный ALU, а 400 был последовательным. У Argus 400 было время сложения (два 24-битных числа по 12 мкс. Argus 500 (с сохранением 1 мкс) занимало 3 мкс. Divide (самая длинная инструкция) занимала 156 мкс на Argus 400, а Argus 500 - 9 мкс. Конечно, Argus 500 был намного дороже.

А КОРАЛЛ 66 компилятор языка программирования высокого уровня для Argus 500 был разработан Королевские сигналы и радиолокационная станция по контракту с Ferranti для использования в проектах промышленного управления и автоматизации.[32]

Типичными установками Argus 500 были химические заводы (управление технологическим процессом) и атомные электростанции (мониторинг процесса).[33][34] Более позднее приложение было для установок полицейского управления и контроля, одна из самых известных - для полиции Стратклайда в Глазго. Эта система обеспечила первое визуальное отображение местоположения ресурсов с использованием карт, предоставляемых 35-миллиметровыми слайд-проекторами, проецируемыми через отверстие в трубке экрана УВО.

Argus 400 заменил 100 в Jodrell Bank в 1971 году.[35] Для сети бронирования мест Боадичеа была создана специальная версия Argus 400. BOAC. Это удалило функции умножения и деления, поскольку они использовали значительное количество дорогостоящих JK. шлепки и в то время было экономически выгодно сэкономить эти 24 и несколько других компонентов. В целом модель 500 оказалась одним из самых продаваемых продуктов Ferranti и особенно широко использовалась на нефтяных платформах во время открытия Северное море нефтяные месторождения в 1970-е годы.[36]

Аргус 600 и 700

Модель Argus 700G MIPS рейтинги[37]
Модель
(один процессор)		Приблизительно
Миллион инструкций в секунду
Аргус 700 GDL0.7
Аргус 700 GL0.8
Аргус 700 GX2
Аргус 700 ГЗ4

Нарушая прошлое, машины следующей серии Argus были совершенно новой конструкции и не имели обратной совместимости. В Аргус 600 была 8-битной машиной, за ней последовал Аргус 700 который использовал 16-битную архитектуру. Проектирование 700-х началось примерно в 1968/9 году, и в середине 1980-х эта линейка все еще производилась, достигнув международного успеха для промышленного и военного применения.[38] 700-й по-прежнему будет работать на нескольких британских атомных электростанциях в 2020 году в приложениях для управления и обработки данных.[34][39] Он также использовался в качестве платформы управления производством для таких компаний, как Кодак.

Argus 700 можно настроить в многопроцессорных конфигурациях с общей памятью.[37] Argus 700E был бюджетной моделью. Argus 700F использовал время цикла 500 нс. MOS память до 64k 16-битных слов. Argus 700G поддерживает виртуальное адресное пространство с объемом памяти до 256 КБ. У Argus 700S была опция более быстрой 150 нс. биполярная память с независимым доступом для процессоров ввода-вывода.[40]

Argus 700 также сыграл важную историческую роль в развитии коммутация пакетов сети в Великобритании. Эти машины использовались Ферранти во время ранних экспериментов на Главное почтовое отделение как основа для раннего маршрутизаторы.[41] В этом отношении они похожи на Интерфейсные процессоры сообщений построенный в США для выполнения аналогичной роли во время разработки Интернет.[42]

Более 70 процессоров Argus 700G использовались в системах управления и КИПиА. Торнесс атомная электростанция, которая имела гораздо более сложную систему управления, чем предыдущие члены усовершенствованный газоохлаждаемый реактор парк реакторов, включая цифровое прямое управление (DDC). При первой установке это была, вероятно, самая совершенная и сложная компьютеризированная система управления для атомной электростанции в мире; система была реализована с использованием CORAL язык программирования высокого уровня. Каждый реактор в двухреакторной станции имел 10 компьютеров с мультиплексированием входов, 11 управляющих двухпроцессорных компьютеров и управляющий трехпроцессорный компьютер с резервным резервом.[37][43]

M700

Компьютеры серии M700 основаны на архитектуре и наборе команд серии компьютеров Ferranti Argus 700. И компьютеры M700, и компьютеры Argus 700 имеют общий общий набор команд. Однако определенные модели не обязательно реализуют полный набор команд. M700 включал в себя ряд компьютеров, основанных на одних и тех же архитектурных особенностях и наборе команд, обеспечивающих высокий уровень совместимости и взаимозаменяемости с точки зрения аппаратного и программного обеспечения. В этих пределах существовали разные реализации от более чем одного производителя для отражения конкретных коммерческих и прикладных требований.[44][45]

использованная литература

Цитаты

  1. ^ «Список поставки компьютеров Ferranti Poseidon, Hermes, Apollo и Argus» (PDF). Общество сохранения компьютеров. Октябрь 2011. CCS-F6X1.. Получено 28 ноября 2020.
  2. ^ Айлен 2012, п. 7.
  3. ^ Айлен 2012, п. 8.
  4. ^ а б Айлен 2012, п. 9.
  5. ^ Айлен 2012, п. 12.
  6. ^ а б Айлен 2012, п. 10.
  7. ^ Айлен 2012, п. 11.
  8. ^ а б «ОБЗОР НОВЫХ ЗАПАДНО-ЕВРОПЕЙСКИХ ЦИФРОВЫХ КОМПЬЮТЕРОВ (Часть 3 - Заключение): ARGUS» (PDF). Компьютеры и автоматика. XII (1): 38–39. Ноя 1963. Получено 2020-09-05.
  9. ^ Инженер. 214. Морган-Грэмпиан (Издатели). 1962. с. 559.
  10. ^ Промышленная электроника. Первая часть: добавить слово Аргус искать фразу. Публикации Iliffe Electrical. 1966. с. 445.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)
  11. ^ «КОМПЬЮТЕРЫ И ЦЕНТРЫ, ЗА РУБЕЖОМ: 1. Ferranti, Ltd., Аргус, Лондон, Англия». Информационный бюллетень по цифровым компьютерам. 13 (3): 14–16. Июль 1961 г.
  12. ^ . Digital_Computer_Newsletter_V11N02_Apr59.pdf. «КОМПЬЮТЕРЫ И ЦЕНТРЫ, ЗА РУБЕЖОМ: 3. Ferranti, Ltd., Process Control Computer, Лондон, Англия». Информационный бюллетень по цифровым компьютерам. 11 (2): 10–12. Апрель 1959 г.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)
  13. ^ Айлен 2012 С. 14-15.
  14. ^ Айлен 2012, п. 16.
  15. ^ Айлен 2012, п. 17.
  16. ^ а б c «Ферранти Аполло, Посьедон и Аргус: 1961 г. и далее - Список поставок». Общество сохранения компьютеров. Октябрь 2011 г.. Получено 2018-04-27.
  17. ^ «Компьютеры для управления технологическим процессом пользуются успехом у производителей химической продукции», New Scientist, 15 октября 1964 г., стр. 165
  18. ^ «Управление процессами: концепции динамики и приложения», PHI Learning, 2010, стр. 490
  19. ^ "Компьютер Ferranti Argus для бельгийской электростанции будет контролировать котел и турбогенератор". Журнал электроники и управления. 14 (3): 345. 1963. Дои:10.1080/00207216308937499.
  20. ^ "Ferranti Argus: Компьютерная система управления технологическим процессом", Ферранти, 1961 г.
  21. ^ Айлен 2012, п. 20.
  22. ^ Айлен 2012, стр. 20-21.
  23. ^ а б Айлен 2012, п. 23.
  24. ^ Айлен 2012, п. 21.
  25. ^ Айлен 2012, п. 22.
  26. ^ Айлен 2012, п. 14.
  27. ^ Даммер, Г. В. А .; Thomson, F. P .; Робертсон, Дж. Маккензи (2014). Банковская автоматизация: системы обработки данных и сопутствующее оборудование. Эльзевир. С. 390–393. ISBN  9781483160238.
  28. ^ Стюарт, Сэм (2014). Британский коммерческий компьютерный дайджест: Pergamon Computer Data Series. Эльзевир. С. 3 / 19–3 / 20. ISBN  9781483148588.
  29. ^ "напротив стола редактора: FERRANTI MICRONOR II". Компьютеры и автоматика. 15 (3): 38. Март 1966 г.
  30. ^ "История FCL и миникомпьютеры". Общество сохранения компьютеров. Ferranti Ltd. и миникомпьютеры - техническая информация. Март 2016 г.. Получено 2018-04-26.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)
  31. ^ Вес центрального блока 7 кг и блока питания 6 кг
    • . Источник статьи: Электронный дизайн 5/1966. «Maszyna cyfrowa ARGUS 400» [Цифровая машина ARGUS 400]. Maszyny Matematyczne (по польски). Wydawnictwa Czasopism Technicznych NOT (4): 37. 1966.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)
  32. ^ Горман, Б. (июнь 1978 г.). Компилятор Coral 66 для компьютера Ferranti ARGUS 500 (Отчет). Королевские сигналы и радиолокационная станция. Техническая нота 799. Получено 17 января 2018.
  33. ^ «Одна из крупнейших в мире атомных электростанций, Dungeness B, будет контролироваться компьютерами Ferranti ARGUS 500. Автор Л.Х. Филдер». Национальный архив. 1996.10 / 6/12/28/76. Получено 30 ноября 2020.
  34. ^ а б Кларк, Р. (1996). "C и я переоборудовали на AGR" (PDF). Модернизация систем КИПиА на АЭС (PDF). Ядерная Электрик (Отчет). МАГАТЭ. п. 61. IAEA-IWG-NPPCI-96/3. Получено 2 декабря 2020.
  35. ^ Радиотелескоп MKII
  36. ^ Клэр Смит, «Цветущие джунгли миникомпьютеров», Новый ученый, 6 июня 1974 г., стр. 602
  37. ^ а б c У. Дж. Хилл, Н. М. Митсон (8 мая 1990 г.). Построение программного обеспечения автоматического управления Torness NPS (PDF) (Отчет). Институт инженеров-ядерщиков. п. 25. Получено 8 октября 2016.
  38. ^ "Ферранти Аргус 700". Центр истории вычислений. Получено 28 ноября 2020.
  39. ^ «Инженер по поддержке программного обеспечения (работа)». Wizbii. Архивировано из оригинал 30 ноября 2020 г. Фалес заключили 10-летний контракт на долгосрочную поддержку (LTS) для обеспечения постоянной поддержки ряда систем обработки данных и управления (DPCS) для обеспечения непрерывной работы до конца срока службы соответствующих объектов производства электроэнергии. ... Знакомство с системами Argus 700, включая встроенный код, OSC245, FNET Argus 700, знания оборудования и возможности пользователя терминала. Знания и опыт в атомной энергетике
  40. ^ «Ferranti расширяет ассортимент Argus». Электроника и Энергетика. IEEE. Март 1977 г. с. 194. Получено 29 ноябрь 2020.
  41. ^ «Некоторые аспекты проектирования общедоступной сети с коммутацией пакетов», Вторая международная конференция по компьютерной коммуникации, Стокгольм, август 1974 г., стр. 199-213.
  42. ^ «Техническая история ARPANET - Технический тур» В архиве 2012-09-10 на Wayback Machine, Команда THINK Protocols, доступ 19 октября 2012 г.
  43. ^ Компьютеризация эксплуатации и технического обслуживания атомных электростанций (PDF) (Отчет). МАГАТЭ. Июль 1995. С. 159–168. ISSN  1011-4289. IAEA-TECDOC-808. Получено 8 октября 2016.
  44. ^ Стандарт обороны 00-21 (Часть 1) / Выпуск 2 - Компьютеры M700, Часть 1: Базовая спецификация (PDF) (Отчет). Министерство обороны Великобритании. 9 декабря 1983 г.. Получено 28 ноября 2020.
  45. ^ Стандарт обороны 00-21 (Часть 2) / Выпуск 2 - Компьютеры M700 Часть 2: Класс 1 (PDF). DStan: стандартизация обороны Великобритании (Отчет). Министерство обороны Великобритании. 9 декабря 1983 г. Архивировано из оригинал (PDF) 13 мая 2005 г.

Список используемой литературы

внешние ссылки

  • Аргус 100-500, Микронор I и II: "История FCL и миникомпьютеры". Общество сохранения компьютеров. Ferranti Ltd. и миникомпьютеры - техническая информация. Март 2016 г.. Получено 2018-04-26.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)