مركز السيطرة على الأمراض 6600

الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي ثنائي الأبعاد متعامد لجهاز CDC 6600 مع مقياس الرسم
جهاز CDC 6600. خلف وحدة التحكم، يوجد ذراعان من أذرع الخزانة ذات الشكل الموجب، وقد فُتحت أغطيتها. يمكن رؤية الوحدات الفردية بالداخل. تُثبّت الرفوف التي تحمل الوحدات بمفصلات لتسهيل الوصول إلى الرفوف التي خلفها. يحتوي كل ذراع من أذرع الجهاز على ما يصل إلى أربعة رفوف من هذا النوع. على اليمين يوجد نظام التبريد.
وحدة تحكم نظام CDC 6600. شكّل هذا التصميم ابتكارًا ثوريًا، إذ استُبدلت مئات المفاتيح والأضواء الوامضة الشائعة في وحدات التحكم الحديثة بالشاشات ولوحة المفاتيح. كانت الشاشات تُشغّل بواسطة برمجيات، لتوفير عرض النصوص بثلاثة أحجام مختلفة. كما وفّرت طريقة لرسم رسومات بسيطة. وعلى عكس الشاشات الحديثة، كانت وحدة التحكم نظام رسم متجهي ، وليس نظام رسم نقطي . استخدمت وحدات التحكم خطًا واحدًا ، حيث كان كل رمز عبارة عن سلسلة من المتجهات. وسهّلت خاصية الإكمال التلقائي لأجزاء الكلمات المفتاحية إدخال الأوامر بسرعة أكبر.

يُعدّ جهاز CDC 6600 الرائد في سلسلة 6000 من أنظمة الحواسيب المركزية التي توقف إنتاجها، والتي كانت تُصنّعها شركة Control Data Corporation . [ 8 ] [ 9 ] ويُعتبر عمومًا أول حاسوب فائق ناجح ، إذ تفوّق على حامل الرقم القياسي السابق في هذا المجال، وهو IBM 7030 Stretch ، بثلاثة أضعاف. [ 10 ] [ 11 ] وبقدرة أداء تصل إلى ثلاثة ميغا فلوبس ، [ 12 ] [ 13 ] كان CDC 6600 أسرع حاسوب في العالم من عام 1964 إلى عام 1969، حين تنازل عن هذا اللقب لخلفه، CDC 7600. [ 14 ] 

تم تسليم أولى أجهزة CDC 6600 في عام 1965 إلى مختبري ليفرمور ولوس ألاموس . [ 15 ] وسرعان ما أصبحت هذه الأجهزة نظامًا أساسيًا في الحوسبة العلمية والرياضية المتطورة، حيث تم تسليم أنظمة منها إلى معهد كورانت للعلوم الرياضية ، وسيرن ، [ 16 ] [ 17 ] ومختبر لورانس للإشعاع ، [ 18 ] وغيرها الكثير. وقد تم تسليم ما لا يقل عن 100 جهاز منها إجمالاً. [ 19 ]

جهاز CDC 6600 معروض في متحف تاريخ الكمبيوتر في ماونتن فيو، كاليفورنيا .

التاريخ والتأثير

استندت منتجات شركة CDC الأولى إلى الأجهزة المصممة في شركة Engineering Research Associates (ERA)، والتي طُلب من سيمور كراي تحديثها بعد انتقاله إلى CDC. بعد جهاز تجريبي يُعرف باسم " الشخصية الصغيرة " [ 20 ] ، قدمت الشركة في عام 1960 جهاز CDC 1604 ، أحد أوائل الحواسيب التجارية القائمة على الترانزستور ، وأحد أسرع الأجهزة في السوق. وقد أُعجبت الإدارة بهذا الجهاز، ووضعت خططًا لسلسلة جديدة من الأجهزة المصممة خصيصًا للاستخدام التجاري؛ والتي ستتضمن تعليمات لمعالجة الأحرف وحفظ السجلات، على سبيل المثال. لم يكن كراي مهتمًا بمثل هذا المشروع، ووضع لنفسه هدفًا يتمثل في إنتاج جهاز جديد أسرع بخمسين مرة من جهاز 1604. وعندما طُلب منه إعداد تقرير مفصل عن الخطط المستقبلية لمدة عام وخمسة أعوام، كتب أن هدفه للخمس سنوات القادمة هو "إنتاج أكبر حاسوب في العالم"، حيث كان مصطلح "الأكبر" في ذلك الوقت مرادفًا لمصطلح "الأسرع"، وأن خطته للعام الأول هي "أن يكون قد قطع خُمس الطريق". [ 21 ]

بعد نقل فريقه الأساسي إلى مكاتب جديدة بالقرب من المقر الرئيسي لشركة CDC، بدأوا بتجربة نسخ عالية الجودة من الترانزستورات "الرخيصة" التي استخدمها كراي في جهاز 1604. وبعد تجارب عديدة، وجدوا أنه من المستحيل تشغيل الترانزستورات المصنوعة من الجرمانيوم بسرعة أكبر بكثير من تلك المستخدمة في جهاز 1604. وقد استنفدت "آلة العمل" التي كانت الإدارة تطمح إليها في البداية، والتي تشكلت لاحقًا كسلسلة CDC 3000 ، إمكانياتهم إلى أقصى حد. عندها قرر كراي أن الحل يكمن في استخدام الترانزستورات المصنوعة من السيليكون، والتي كانت حديثة العهد آنذاك من شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات ، والتي كانت تُطرح في السوق حديثًا وتوفر أداءً محسّنًا بشكل كبير في التبديل.

خلال هذه الفترة، نمت شركة CDC من شركة ناشئة إلى شركة كبيرة، وتزايد إحباط كراي مما اعتبره متطلبات إدارية غير منطقية. وازدادت الأمور توترًا بشكل ملحوظ في عام 1962 عندما بدأ جهاز CDC 3600 الجديد يقترب من جودة الإنتاج، وبدا أنه يلبي تمامًا ما تريده الإدارة في الوقت الذي تريده. وفي النهاية، أخبر كراي الرئيس التنفيذي لشركة CDC، ويليام نوريس ، أنه يجب تغيير شيء ما، وإلا سيغادر الشركة. شعر نوريس بأهميته الكبيرة التي لا يمكن الاستغناء عنها، ومنح كراي الضوء الأخضر لإنشاء مختبر جديد أينما شاء.

بعد بحث قصير، قرر كراي العودة إلى مسقط رأسه في تشيبيوا فولز، ويسكونسن ، حيث اشترى قطعة أرض وبدأ مختبرًا جديدًا.

على الرغم من أن هذه العملية تسببت في تأخير طويل نسبيًا في تصميم جهازه الجديد، إلا أنه بمجرد وصوله إلى المختبر الجديد، ودون تدخل من الإدارة، بدأت الأمور تتقدم بسرعة. وبحلول ذلك الوقت، أصبحت الترانزستورات الجديدة موثوقة للغاية، وكانت الوحدات المصممة بها تعمل بشكل صحيح من المحاولة الأولى. وبدأ جهاز 6600 يتشكل، حيث عمل كراي جنبًا إلى جنب مع جيم ثورنتون ، مهندس النظام و"العبقري الخفي" لجهاز 6600.

تم بيع أكثر من 100 جهاز من طراز CDC 6600 خلال فترة إنتاجه (من عام 1964 إلى عام 1969). وذهب العديد منها إلى مختبرات مختلفة ذات صلة بالأسلحة النووية ، ووصل عدد لا بأس به منها إلى مختبرات الحوسبة الجامعية.  وقد استُخدم جهاز CDC 6600 لدحض فرضية أويلر حول مجموع القوى في مثال مبكر للبحث العددي المباشر. [ 22 ]

وجّه كراي اهتمامه فوراً إلى الجهاز البديل، واضعاً هذه المرة هدفاً يتمثل في تحقيق أداء يفوق أداء جهاز 6600 بعشرة أضعاف، والذي تم طرحه تحت اسم CDC 7600. وكانت أجهزة الكمبيوتر اللاحقة CDC Cyber ​​70 و170 مشابهة جداً لجهاز CDC 6600 في التصميم العام، ومتوافقة معه بشكل شبه كامل.  

كان جهاز 6600 أسرع بثلاث مرات من حامل الرقم القياسي السابق، جهاز IBM 7030 Stretch ، الأمر الذي أثار قلق شركة IBM . كتب الرئيس التنفيذي آنذاك، توماس واتسون الابن، مذكرةً إلى موظفيه في  28 أغسطس 1963: "في الأسبوع الماضي،  أعلنت شركة CDC [...] عن نظامها 6600. علمتُ أن المختبر الذي يُطوّر هذا النظام لا يضم سوى 34 شخصًا، بمن فيهم عامل النظافة. من بين هؤلاء، 14 مهندسًا و4 مبرمجين  [...] وبمقارنة هذا الجهد المتواضع بأنشطتنا التطويرية الضخمة، لا أفهم لماذا فقدنا ريادتنا في هذا المجال بالسماح لشركة أخرى بتقديم أقوى حاسوب في العالم." كان رد كراي ساخرًا: "يبدو أن السيد  واتسون قد أجاب على سؤاله بنفسه." [ 23 ] [ 24 ]

وصف

كانت أجهزة الكمبيوتر النموذجية في خمسينيات وستينيات القرن العشرين تستخدم وحدة معالجة مركزية واحدة (CPU) لتشغيل النظام بأكمله. [ 25 ] كان البرنامج النموذجي يقوم أولاً بتحميل البيانات إلى الذاكرة (غالبًا باستخدام مكتبة برمجية جاهزة)، ثم معالجتها، ثم كتابتها مرة أخرى. تطلب هذا أن تكون وحدات المعالجة المركزية معقدة نسبيًا للتعامل مع مجموعة التعليمات الكاملة التي ستُطلب منها تنفيذها، بما في ذلك الإدخال/الإخراج والمعالجة. كانت وحدة المعالجة المركزية المعقدة تعني وحدة كبيرة الحجم، مما يُسبب تأخيرات في الإشارات أثناء تدفق المعلومات بين الوحدات المكونة لها. حددت هذه التأخيرات حدًا أقصى للأداء، حيث لم يكن بإمكان الجهاز العمل إلا بسرعة دورة تسمح للإشارات بالوصول إلى الوحدة التالية. علاوة على ذلك، كانت وحدات المعالجة المركزية تعمل عمومًا بسرعة أبطأ من الذاكرة الرئيسية المتصلة بها. على سبيل المثال، قد يستغرق المعالج 15 دورة لضرب عددين، بينما تستغرق كل عملية وصول إلى الذاكرة دورة واحدة أو دورتين فقط. هذا يعني وجود فترة زمنية طويلة تكون فيها الذاكرة الرئيسية خاملة. حسّنت شركة كراي الأداء بعدة طرق، مستغلة فرصة في هذا الوقت الضائع.

بدلاً من وحدة المعالجة المركزية وحدها، دعم جهاز CDC 6600 وحدة المعالجة المركزية بعشرة معالجات طرفية (PPs) سعة 4 كيلوبايت، كل منها 12 بت، يتمتع كل منها بإمكانية الوصول إلى مجموعة مشتركة من 12 قناة إدخال/إخراج (I/O) تتولى عمليات الإدخال والإخراج، بالإضافة إلى التحكم في البيانات المرسلة إلى الذاكرة المركزية لمعالجتها بواسطة وحدة المعالجة المركزية. صُممت المعالجات الطرفية للوصول إلى الذاكرة خلال فترات الخمول عندما تكون وحدة المعالجة المركزية مشغولة بتنفيذ العمليات. وقد سمح لها ذلك بتنفيذ عمليات الإدخال/الإخراج دون استهلاك وقت المعالجة المركزية تقريبًا، مما يُبقي وحدة المعالجة المركزية مشغولة قدر الإمكان.

بما أن عمليات الإدخال والإخراج كانت تُدار بواسطة معالجات طرفية، فقد استخدم جهاز CDC 6600 معالجًا مركزيًا مُبسطًا (CP) مصممًا لتنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية بأقصى سرعة ممكنة، مما استلزم تصغير حجمه قدر الإمكان لتقليل طول الأسلاك وما يصاحبها من تأخيرات في الإشارات. أدى ذلك إلى تصميم الهيكل الرئيسي للجهاز (عادةً) على شكل صليب، مع وضع لوحات الدوائر الخاصة بوحدة المعالجة المركزية (CPU) بالقرب من المركز، مما نتج عنه وحدة معالجة مركزية أصغر حجمًا بكثير. وبفضل سرعات التبديل العالية لترانزستورات السيليكون، عملت وحدة المعالجة المركزية الجديدة بتردد 10  ميجاهرتز (زمن دورة 100  نانوثانية)، أي أسرع بعشر مرات تقريبًا من الأجهزة الأخرى المتوفرة في السوق. إضافةً إلى سرعة الساعة العالية، نفّذ المعالج البسيط التعليمات في عدد أقل من دورات الساعة؛ فعلى سبيل المثال، يمكن لوحدة المعالجة المركزية إتمام عملية الضرب في عشر دورات.

استخدمت وحدة المعالجة المركزية (CP) في جهاز 6600 كلمةً مكونةً من 60 بت وتمثيلًا للأعداد الصحيحة باستخدام نظام المتمم الأحادي، وهو ما استخدمته أجهزة CDC اللاحقة حتى أواخر ثمانينيات القرن العشرين، مما جعلها آخر الأنظمة التي استخدمت هذه البنية، إلى جانب بعض معالجات الإشارات الرقمية . [ 26 ]

وفي وقت لاحق، قدمت شركة CDC خيارات فيما يتعلق بعدد ونوع وحدات المعالجة المركزية ووحدات المعالجة الطرفية والقنوات، على سبيل المثال، كان لدى CDC 6700 معالجان مركزيان، أحدهما 6400 CP والآخر 6600 CP.

بينما كانت الأجهزة الأخرى في ذلك الوقت مزودة بلوحات أمامية متقنة للتحكم بها، فإن جهاز 6600 لا يحتوي إلا على لوحة بدء تشغيل ثابتة . [ 27 ] يوجد نظام تحكم مزدوج بشاشة CRT، ولكنه يتم التحكم فيه بواسطة نظام التشغيل ولا يتحكم في الأجهزة أو يعرضها بشكل مباشر.

احتوت آلة 6600 بأكملها على ما يقرب من 400000 ترانزستور. [ 28 ]

المعالجات الطرفية

لم يكن بإمكان وحدة المعالجة المركزية (CPU) تنفيذ سوى عدد محدود من التعليمات البسيطة. كانت وحدة المعالجة المركزية النموذجية في ذلك الوقت تحتوي على مجموعة تعليمات معقدة ، تتضمن تعليمات للتعامل مع جميع مهام "الصيانة" الاعتيادية، مثل الوصول إلى الذاكرة والإدخال /الإخراج . بدلاً من ذلك، قامت شركة كراي بتنفيذ هذه التعليمات في معالجات منفصلة وأبسط مخصصة لهذه المهام فقط، مما قلل بشكل كبير من حجم مجموعة تعليمات وحدة المعالجة المركزية. كان هذا أول ما عُرف لاحقًا بتصميم حاسوب مجموعة التعليمات المختصرة (RISC).

بفضل السماح لوحدة المعالجة المركزية (CPU) ومعالجات الأجهزة الطرفية (PPs) ووحدات الإدخال/الإخراج بالعمل بالتوازي، حسّن التصميم أداء الجهاز بشكل ملحوظ. في الظروف العادية، يكون سعر جهاز مزود بمعالجات متعددة أعلى بكثير. كان جوهر تصميم جهاز 6600 هو تبسيط معالجات الإدخال/الإخراج، المعروفة بمعالجات الأجهزة الطرفية (PPs)، قدر الإمكان. اعتمدت هذه المعالجات على وحدة CDC 160-A البسيطة ذات 12 بت ، والتي كانت تعمل بسرعة أبطأ بكثير من وحدة المعالجة المركزية، حيث كانت تجمع البيانات وتنقلها على دفعات إلى الذاكرة الرئيسية بسرعة عالية عبر مكونات مخصصة.

تم تنفيذ وحدات المعالجة العشر (PPs) افتراضيًا؛ حيث كان هناك معالج مركزي (CPU) مخصص لكل وحدة معالجة. [ 29 ] : الصفحات 4-3 إلى 4-4. كان هذا المعالج المركزي مشتركًا ويعمل على عشر مجموعات سجلات لوحدات المعالجة، تمثل كل منها حالة من حالات وحدات المعالجة العشر (على غرار معالجات تعدد الخيوط الحديثة). كان مؤشر سجلات وحدة المعالجة يدور، حيث تُعرض كل مجموعة سجلات على "الخانة" التي يشغلها المعالج المركزي الفعلي لوحدة المعالجة. يقوم المعالج المركزي المشترك بتنفيذ كل أو جزء من تعليمات وحدة المعالجة، ثم يدور المؤشر مرة أخرى، عارضًا مجموعة سجلات (حالة) وحدة المعالجة التالية. كانت هناك حاجة إلى عدة دورات للمؤشر لإكمال التعليمات. تستغرق دورة المؤشر الكاملة 1000 نانوثانية (100 نانوثانية لكل وحدة معالجة)، وقد تستغرق التعليمات من دورة واحدة إلى خمس دورات للمؤشر لإكمالها، أو أكثر إذا كانت تعليمات نقل بيانات.

بنية مجموعة التعليمات لـ CP

يعتمد معالج 6600 على ما يُعرف لاحقًا بنظام RISC ، وهو نظام مُصمم لتنفيذ تعليمات بسيطة نسبيًا ذات وصول محدود ومحدد جيدًا إلى الذاكرة. في المقابل، اعتمدت العديد من الأجهزة الأخرى على استخدام تعليمات معقدة، مثل تعليمة واحدة لجلب مُعامل من الذاكرة وإضافته إلى قيمة في سجل.

تتكون تعليمات المعالج المركزي (CP) إما من 15 بت مقسمة إلى 5 حقول، كل منها 3 بتات، تُرمز لها بـ f و m و i و j و k، أو من 30 بت مقسمة إلى حقول، كل منها 3 بتات، بالإضافة إلى حقل K، كل منها 18 بت. عادةً ما تُحدد الدالة (f) والمُعدِّل (m) رمز العملية (opcode)، مع العلم أنه في بعض الحالات، يكون رقم السجل جزءًا من رمز عملية مكون من 9 بتات. تُنفذ معظم التعليمات ذات الـ 15 بت عملية على سجلين وتُخزن النتيجة في سجل ثالث (i). بينما تُنفذ معظم التعليمات ذات الـ 30 بت عملية على سجل وقيمة ثابتة وتُخزن النتيجة في سجل ثانٍ (i).

لا يحتوي المعالج المركزي (CP) على تعليمات تحميل وتخزين صريحة، ويقتصر على تعليمات القفز وتعليمات SAi التي تشير إلى الذاكرة. تقرأ تعليمة SAi من الذاكرة المركزية إلى سجل X المرتبط بها عندما تكون قيمة i بين 1 و5، وتكتب منه عندما تكون قيمة i تساوي 6 أو 7. وبالتالي، في المعالج المركزي، تتطلب عملية الجمع من الذاكرة تعليمتين. ورغم أن هذه العملية أبطأ نظريًا بسبب التعليمة الإضافية، إلا أن إمكانية معالجة عدة تعليمات بالتوازي في الشيفرة المُجدولة جيدًا تُخفف من هذا العبء. كما أجبر هذا التبسيط المبرمجين على توخي الحذر الشديد عند الوصول إلى الذاكرة، وبالتالي كتابة الشيفرة عمدًا لتقليلها قدر الإمكان. يسمح المعالج المركزي CDC 6600، كونه جهازًا بثلاثة عناوين، بتحديد جميع المعاملات الثلاثة. [ 30 ]

نماذج

تضمنت سلسلة CDC 6000 أربعة نماذج أساسية: CDC 6400 و CDC 6500 وCDC 6600 وCDC 6700. واختلفت نماذج سلسلة 6000 فقط في وحدات المعالجة المركزية (CPU)، والتي كانت نوعين: وحدة المعالجة المركزية 6400 ووحدة المعالجة المركزية 6600. احتوت وحدة المعالجة المركزية 6400 على وحدة حسابية موحدة، بدلاً من وحدات وظيفية منفصلة . لذلك، لم يكن بإمكانها تداخل أوقات تنفيذ التعليمات. على سبيل المثال، في وحدة المعالجة المركزية 6400، إذا تلت تعليمة جمع تعليمة ضرب مباشرة، فلن تبدأ تعليمة الجمع حتى تنتهي تعليمة الضرب، وبالتالي سيكون إجمالي وقت تنفيذ التعليمتين هو مجموع وقتي تنفيذهما الفرديين. أما وحدة المعالجة المركزية 6600، فكانت تحتوي على وحدات وظيفية متعددة يمكنها العمل في وقت واحد، أي " بالتوازي "، مما يسمح لوحدة المعالجة المركزية بتداخل أوقات تنفيذ التعليمات. على سبيل المثال، يمكن لوحدة المعالجة المركزية 6600 أن تبدأ بتنفيذ تعليمة الجمع في دورة المعالجة التالية لبدء تعليمة الضرب (بافتراض، بالطبع، أن نتيجة تعليمة الضرب لم تكن أحد معاملات تعليمة الجمع)، وبالتالي فإن إجمالي وقت تنفيذ التعليمتين سيكون ببساطة وقت تنفيذ تعليمة الضرب (الأطول). كما احتوت وحدة المعالجة المركزية 6600 على مكدس تعليمات ، وهو نوع من ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات ، مما ساعد على زيادة إنتاجية وحدة المعالجة المركزية عن طريق تقليل وقت خمول وحدة المعالجة المركزية الناتج عن انتظار استجابة الذاكرة لطلبات جلب التعليمات. كان نوعا وحدات المعالجة المركزية متوافقين في التعليمات، بحيث يعمل البرنامج الذي يتم تشغيله على أي من نوعي وحدات المعالجة المركزية بنفس الطريقة على النوع الآخر، ولكنه سيعمل بشكل أسرع على وحدة المعالجة المركزية 6600. في الواقع، كانت جميع طرازات سلسلة 6000 متوافقة تمامًا فيما بينها. كان لدى CDC 6400 وحدة معالجة مركزية واحدة (وحدة معالجة مركزية 6400)، وكان لدى CDC 6500 وحدتي معالجة مركزية (كلاهما من نوع 6400)، وكان لدى CDC 6600 وحدة معالجة مركزية واحدة (وحدة معالجة مركزية 6600)، وكان لدى CDC 6700 وحدتي معالجة مركزية (وحدة معالجة مركزية 6600 ووحدة معالجة مركزية 6400).

المعالج المركزي (CP)

كان طول الكلمة في المعالج المركزي والذاكرة الرئيسية لأجهزة 6400 و6500 و6600 يبلغ 60 بت. احتوى المعالج المركزي على ثمانية سجلات للأغراض العامة من 60 بت (X0 إلى X7)، وثمانية سجلات عناوين من 18 بت (A0 إلى A7)، وثمانية سجلات "زيادة" من 18 بت (B0 إلى B7). كان B0 يُثبّت عند الصفر بشكل دائم بواسطة الجهاز. وجد العديد من المبرمجين أنه من المفيد ضبط B1 على 1، والتعامل معه على أنه غير قابل للتغيير.

لم يكن لدى وحدة المعالجة المركزية (CP) تعليمات للإدخال والإخراج، حيث يتم تنفيذهما عبر معالجات طرفية (موضحة أدناه). لم تُخصص أي رموز عمليات (opcodes) تحديدًا لتحميل أو تخزين البيانات في الذاكرة؛ بل كان ذلك نتيجة ثانوية لتخصيص بعض سجلات A. يؤدي تعيين A1 إلى A5 إلى تحميل الكلمة الموجودة في ذلك العنوان إلى X1 إلى X5 على التوالي؛ بينما يؤدي تعيين A6 أو A7 إلى تخزين كلمة من X6 أو X7. لم تكن هناك أي آثار جانبية مرتبطة بـ A0. تتولى وحدة تحميل/تخزين منفصلة، ​​تُسمى " صندوق التحايل" ، نقل البيانات الفعلي بشكل مستقل عن عملية تدفق التعليمات، مما يسمح بإكمال العمليات الأخرى أثناء الوصول إلى الذاكرة، وهو ما يتطلب ثماني دورات في أفضل الأحوال.

احتوى معالج 6600 CP على عشر وحدات وظيفية متوازية، مما سمح بمعالجة تعليمات متعددة في الوقت نفسه. يُعرف هذا التصميم اليوم باسم المعالج فائق التوازي ، ولكنه كان فريدًا من نوعه في عصره. على عكس معظم تصميمات وحدات المعالجة المركزية الحديثة، لم تكن الوحدات الوظيفية مُجزأة؛ إذ كانت الوحدة الوظيفية تُصبح مشغولة عند "إصدار" تعليمة لها، وتبقى مشغولة طوال الوقت اللازم لتنفيذ تلك التعليمة. (على النقيض من ذلك، أدخل معالج CDC 7600 تقنية التجزئة في وحداته الوظيفية). في أفضل الأحوال، كان من الممكن إصدار تعليمة لوحدة وظيفية كل 100 نانوثانية من دورة الساعة. كان النظام يقرأ التعليمات من الذاكرة ويفك تشفيرها بأسرع ما يمكن، عادةً أسرع من إمكانية إكمالها، ثم يُمررها إلى الوحدات للمعالجة. وكانت هذه الوحدات هي: 

  • عملية ضرب الأعداد العشرية (نسختان)
  • قسمة الفاصلة العائمة
  • جمع الأعداد العشرية
  • جمع عدد صحيح "طويل"
  • مُزيدات (نسختان؛ تم تنفيذ تحميل/تخزين الذاكرة)
  • يحول
  • المنطق البولياني
  • فرع

حظيت عمليات الفاصلة العائمة بمكانة بارزة في هذا التصميم المعماري : إذ يُعدّ جهاز CDC 6600 (وما شابهه) فريدًا من نوعه تقريبًا في قدرته على تنفيذ عملية ضرب عدد عشري ذي 60 بت في وقت يُضاهي وقت تنفيذ تفرع البرنامج. وقد كشف تحليل حديث أجراه ميتش ألسوب لكتاب جيمس ثورنتون، "تصميم حاسوب"، أن وحدة الفاصلة العائمة في جهاز 6600 مصممة بتقنية خط الأنابيب ثنائية المراحل.

تمت معالجة عمليات الجمع والطرح للأعداد ذات الفاصلة الثابتة (60 بت) في وحدة الجمع الطويل، باستخدام نظام المتمم الأحادي للأعداد السالبة. أما عملية الضرب للأعداد ذات الفاصلة الثابتة، فكانت تُجرى كحالة خاصة في وحدة الضرب للأعداد ذات الفاصلة العائمة؛ فإذا كان الأس يساوي صفرًا، تقوم وحدة الضرب للأعداد ذات الفاصلة العائمة بإجراء عملية ضرب أحادية الدقة (48 بت) مع مسح الجزء ذي الأس الأعلى، مما ينتج عنه عدد صحيح (48 بت). وكانت عملية القسمة للأعداد الصحيحة تُجرى بواسطة ماكرو، حيث يتم التحويل من وإلى الأعداد ذات الفاصلة العائمة. [ 31 ]

كانت التعليمات المنفذة سابقًا تُحفظ في ذاكرة تخزين مؤقتة مكونة من ثماني كلمات ، تُسمى "المكدس". وكانت عمليات القفز داخل المكدس أسرع من عمليات القفز خارجه، لعدم الحاجة إلى جلب البيانات من الذاكرة. وكان يتم تفريغ المكدس بواسطة تعليمة قفز غير مشروطة، لذا كانت عمليات القفز غير المشروطة في نهايات الحلقات تُكتب عادةً كقفزات مشروطة تنجح دائمًا.

استخدم النظام ساعة بتردد 10 ميجاهرتز ، بإشارة رباعية الأطوار . استغرقت عملية ضرب الأعداد العشرية عشر دورات، بينما استغرقت عملية القسمة 29 دورة، وكان الأداء الإجمالي، مع الأخذ في الاعتبار تأخيرات الذاكرة وغيرها من العوامل، حوالي 3 ميجا فلوبس . وباستخدام أفضل المترجمات المتاحة، في أواخر تاريخ الجهاز، كان من المتوقع أن تحافظ برامج فورتران على أداء يبلغ حوالي 0.5 ميجا فلوبس.   

تنظيم الذاكرة

تقتصر برامج المستخدم على استخدام منطقة متصلة فقط من الذاكرة الرئيسية. ويتم التحكم في جزء الذاكرة الذي يمكن للبرنامج قيد التنفيذ الوصول إليه بواسطة سجلي RA (العنوان النسبي) و FL (طول الحقل)، وهما غير متاحين لبرنامج المستخدم. عندما يحاول برنامج المستخدم قراءة أو كتابة كلمة في الذاكرة المركزية عند العنوان a ، يتحقق المعالج أولاً من أن قيمة a تقع بين 0 وFL-1. إذا كانت كذلك، يصل المعالج إلى الكلمة في الذاكرة المركزية عند العنوان RA+a. تُعرف هذه العملية باسم إعادة التموضع المقيد بالقاعدة ؛ حيث يرى كل برنامج مستخدم الذاكرة الأساسية ككتلة متصلة من الكلمات بطول FL، تبدأ من العنوان 0؛ في الواقع، يمكن أن يكون البرنامج في أي مكان في الذاكرة الفعلية. باستخدام هذه التقنية، يمكن لنظام التشغيل نقل كل برنامج مستخدم ("إعادة تموضعه") في الذاكرة الرئيسية، طالما أن سجل RA يعكس موقعه في الذاكرة. أما برنامج المستخدم الذي يحاول الوصول إلى ذاكرة خارج النطاق المسموح به (أي بعنوان لا يقل عن FL) فسيؤدي إلى مقاطعة، وسيتم إنهاؤه بواسطة نظام التشغيل. عند حدوث ذلك، قد يقوم نظام التشغيل بإنشاء ملف تفريغ الذاكرة الأساسية الذي يسجل محتويات ذاكرة البرنامج وسجلاته في ملف، مما يتيح لمطور البرنامج معرفة ما حدث. تجدر الإشارة إلى الفرق مع أنظمة الذاكرة الافتراضية ؛ ففي هذه الحالة، يجب أن تكون مساحة العنونة الكاملة للعملية موجودة في الذاكرة الأساسية، وأن تكون متجاورة، ولا يمكن أن يتجاوز حجمها سعة الذاكرة الفعلية.

جميع أجهزة سلسلة CDC 6000، باستثناء أول سبعة منها، كانت قابلة للتكوين بنظام تخزين النواة الموسّع (ECS) الاختياري. بُني نظام ECS من نوع مختلف من ذاكرة النواة عن تلك المستخدمة في الذاكرة المركزية. كانت هذه الذاكرة أبطأ، لكنها رخيصة بما يكفي لتوفير سعة تخزين أكبر بكثير. والسبب الرئيسي هو أن ذاكرة ECS كانت موصولة بسلكين فقط لكل نواة (مقارنةً بخمسة أسلاك للذاكرة المركزية). ولأنها كانت تُجري عمليات نقل بيانات واسعة النطاق، كان معدل نقلها التسلسلي مماثلاً لمعدل نقل ذاكرة النواة الصغيرة. كان بإمكان وحدة المعالجة المركزية 6000 إجراء عمليات نقل بيانات الكتل مباشرةً بين برنامج المستخدم (أو نظام التشغيل) ووحدة ECS. استُخدمت مسارات بيانات واسعة، مما جعل هذه العملية سريعة للغاية. حُفظت حدود الذاكرة بطريقة مشابهة للذاكرة المركزية، مع آلية RA/FL التي يُديرها نظام التشغيل. يمكن استخدام ECS لأغراض متنوعة، بما في ذلك احتواء مصفوفات بيانات المستخدم التي كانت كبيرة جدًا بالنسبة للذاكرة المركزية، وتخزين الملفات المُستخدمة بكثرة، والتبديل، وحتى كمسار اتصال في مُجمّع حاسوب مركزي مُتعدد.

المعالجات الطرفية (PPs)

لإدارة مهام "الصيانة"، التي كانت تُسند في التصاميم الأخرى إلى وحدة المعالجة المركزية، أضاف كراي عشرة معالجات أخرى، استنادًا جزئيًا إلى حاسوبه السابق ، CDC 160-A. كانت هذه الأجهزة، التي تُسمى المعالجات الطرفية (PPs)، حواسيب كاملة بحد ذاتها، ولكنها مُهيأة لأداء مهام الإدخال/الإخراج وتشغيل نظام التشغيل. (كانت أجزاء كبيرة من نظام التشغيل تعمل على المعالجات الطرفية؛ مما يُتيح معظم طاقة المعالج المركزي لبرامج المستخدم). كانت المعالجات الطرفية فقط هي التي تتمتع بإمكانية الوصول إلى قنوات الإدخال/الإخراج . كان أحد المعالجات الطرفية (PP0) مسؤولاً عن التحكم العام في الجهاز، بما في ذلك التحكم في البرنامج الذي يعمل على وحدة المعالجة المركزية الرئيسية، بينما كانت المعالجات الأخرى مُخصصة لمهام الإدخال/الإخراج المختلفة؛ وكان PP9 مُخصصًا لوحدة تحكم النظام. عندما يحتاج برنامج المعالج المركزي إلى أداء وظيفة من وظائف نظام التشغيل، فإنه يُرسل طلبًا إلى موقع معروف ( عنوان مرجعي + 1) يُراقبه PP0 [ 32 ] . إذا لزم الأمر، يُسند PP0 معالجًا طرفيًا آخر لتحميل أي كود ضروري ومعالجة الطلب. ثم يقوم برنامج PP بمسح RA+1 لإبلاغ برنامج CP بأن المهمة قد اكتملت.

كان الدور الفريد لوحدة المعالجة المركزية PP0 في التحكم بالجهاز نقطة ضعف محتملة ، إذ أن أي عطل فيها قد يؤدي إلى إيقاف تشغيل الجهاز بالكامل، حتى لو كانت وحدات المعالجة المركزية التسع الأخرى ووحدة المعالجة المركزية تعمل بشكل سليم. وقد عالجت شركة كراي هذه المشكلة في تصميم الجهاز اللاحق 7600، حيث أصبح بإمكان أي من وحدات المعالجة المركزية PP0 أن تكون وحدة التحكم، كما يمكن لوحدة المعالجة المركزية إعادة تعيين أي منها لهذا الدور.

تضمنت كل وحدة معالجة (PP) ذاكرة خاصة بها بسعة 4096 كلمة، كل منها مكون من 12 بت . استُخدمت هذه الذاكرة لتخزين بيانات الإدخال/الإخراج وتخزين البرنامج، ولكن وحدات التنفيذ كانت مشتركة بين عشر وحدات معالجة، في تكوين يُعرف باسم " الأسطوانة والفتحة ". هذا يعني أن وحدات التنفيذ (الفتحة) كانت تُنفذ دورة تعليمات واحدة من وحدة المعالجة الأولى، ثم دورة تعليمات واحدة من وحدة المعالجة الثانية، وهكذا بالتناوب. تم ذلك لتقليل التكاليف، ولأن الوصول إلى ذاكرة وحدة المعالجة المركزية (CP) كان يتطلب 10 دورات ساعة لوحدة المعالجة: فعندما تصل وحدة المعالجة إلى ذاكرة وحدة المعالجة المركزية، تكون البيانات متاحة في المرة التالية التي تحصل فيها وحدة المعالجة على وقت فتحتها.

الوصول إلى المعالج المركزي

بالإضافة إلى مجموعة التعليمات التقليدية، تحتوي وحدات المعالجة الطرفية (PPs) على عدة تعليمات مصممة خصيصًا للتواصل مع المعالج المركزي. [ 33 ] : ص 4-24–4-27

  • CRD d- ينقل كلمة واحدة مكونة من 60 بت من الذاكرة المركزية عند العنوان المحدد بواسطة سجل PPs A إلى خمس كلمات PP متتالية تبدأ عند العنوان d .
  • CRM d,m- مشابه لـ CRD، ولكنه ينقل كتلة من الكلمات التي تم تخزين طولها مسبقًا في الموقع d إلى ذاكرة PP بدءًا من عنوان PP m .
  • CWD d- يقوم بتجميع خمس كلمات PP متتالية تبدأ من الموقع d ، وينقلها إلى موقع الذاكرة المركزي المحدد بواسطة السجل A.
  • CWM d,m- ينقل كتلة بيانات تبدأ من عنوان الذاكرة PP m إلى الذاكرة المركزية. تم تخزين عنوان الذاكرة المركزية في المسجل A ، وتم تخزين طول الكتلة في الموقع d قبل التنفيذ.
  • RPN- ينقل محتويات سجل عنوان البرنامج الخاص بالمعالج المركزي إلى سجل A الخاص بالمعالج المركزي .
  • EXN- تقوم عملية تبديل العنوان (Exchange Jump) بنقل عنوان من المسجل A ، وتُخبر المعالج بتنفيذ عملية تبديل العنوان باستخدام هذا العنوان. تُقاطع عملية تبديل العنوان المعالج، وتُحمّل سجلاته من الموقع المحدد، وتُخزّن المحتويات السابقة في الموقع نفسه. يُؤدي هذا إلى تبديل المهام. [ 33 ] : الصفحات 3-9–3-10

أطوال الكلمات، الأحرف

يحتوي المعالج المركزي على كلمات من 60 بت ، بينما تحتوي المعالجات الطرفية على كلمات من 12 بت . استخدمت شركة CDC مصطلح "بايت" للإشارة إلى الكيانات ذات 12 بت التي تستخدمها المعالجات الطرفية؛ الأحرف من 6 بت، وتعليمات المعالج المركزي إما من 15 بت أو 30 بت مع حقل عنوان مُوَقَّع من 18 بت، مما يسمح بمساحة ذاكرة قابلة للعنونة مباشرةً تبلغ 128 ألف كلمة من الذاكرة المركزية (أي ما يعادل أقل بقليل من 1  ميجابايت عند تحويلها إلى المصطلحات الحديثة، باستخدام بايتات من 8 بت). يحدّ الطابع المُوَقَّع لسجلات العناوين من حجم البرنامج الواحد إلى 128 ألف كلمة. (في الأجهزة اللاحقة المتوافقة مع معالج CDC 6000، كان من الممكن أن تحتوي على 256 ألف كلمة أو أكثر من الذاكرة المركزية، إذا سمحت الميزانية بذلك، ولكن برامج المستخدم الفردية كانت لا تزال محدودة بـ 128 ألف كلمة من الذاكرة المركزية). تبدأ تعليمات المعالج المركزي عند حدود الكلمة عندما تكون هدفًا لعبارة قفز أو تعليمة قفز للعودة من روتين فرعي، لذلك قد تكون هناك حاجة أحيانًا إلى تعليمات لا تُنفذ أي عملية لملء آخر 15 أو 30 أو 45 بت من الكلمة. يستطيع مبرمجو لغة التجميع ذوو الخبرة تحسين برامجهم عن طريق ملء هذه المساحات التي لا تُنفذ أي عملية بتعليمات متنوعة ستكون مطلوبة لاحقًا في البرنامج.

يمكن استخدام الأحرف ذات 6 بتات ، في ترميز يُسمى رمز عرض CDC ، [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] لتخزين ما يصل إلى 10 أحرف في الكلمة الواحدة. وقد سمحت هذه الأحرف بمجموعة أحرف مكونة من 64 حرفًا، وهو ما يكفي لجميع الأحرف الكبيرة والأرقام وبعض علامات الترقيم. وكان هذا كافيًا بالتأكيد لكتابة لغة فورتران، أو طباعة التقارير المالية أو العلمية. في الواقع، كان هناك نوعان من مجموعات أحرف رمز عرض CDC قيد الاستخدام  - مجموعة من 64 حرفًا ومجموعة من 63 حرفًا. كانت مجموعة الـ 64 حرفًا تعاني من عيب يتمثل في تجاهل حرف النقطتين الرأسيتين (":") (تفسيره على أنه تعبئة صفرية) إذا كان الحرف الأخير في الكلمة. كما تم استخدام نوع مكمل، يُسمى رمز عرض 6/12 ، في أنظمة المشاركة الزمنية Kronos و NOS للسماح بالاستخدام الكامل لمجموعة أحرف ASCII بطريقة متوافقة إلى حد ما مع البرامج القديمة. [ 37 ]

في ظل غياب تعليمات عنونة البايتات، كان لا بد من كتابة برامج لتجميع الأحرف ونقلها إلى كلمات. ونظرًا لكبر حجم الكلمات، وصغر حجم الذاكرة نسبيًا، كان المبرمجون يلجؤون غالبًا إلى ترشيد استخدام الذاكرة عن طريق تجميع البيانات في كلمات على مستوى البتات.

نظراً لكبر حجم الكلمة، واحتوائها على 10 أحرف، كان من الأسرع في كثير من الأحيان معالجة أحرف الكلمة دفعة واحدة، بدلاً من فكّها ومعالجتها وإعادة تجميعها. على سبيل المثال، كان مُصرّف CDC COBOL بارعاً في معالجة الحقول العشرية باستخدام هذه التقنية. تُستخدم هذه التقنيات الآن بشكل شائع في تعليمات المتجهات للمعالجات الحديثة، مثل AVX .

التصميم المادي

وحدة منطقية من نوع CDC 6600 cordwood تحتوي على 64 ترانزستورًا سيليكونيًا. تُستخدم الموصلات المحورية كنقاط اختبار. يتم تبريد الوحدة بالتوصيل الحراري عبر اللوحة الأمامية. احتوى طراز 6600 على ما يقارب 6000 وحدة من هذا النوع. [ 38 ]

صُممت الآلة داخل هيكل على شكل علامة زائد، مع وجود مضخة ومبادل حراري في الجزء الخارجي من كل ذراع من الأذرع الأربعة ، بطول 46 سم . وتم تبريدها باستخدام غاز الفريون الذي يدور داخلها وينقل الحرارة إلى مصدر خارجي للمياه المبردة. يستوعب كل ذراع أربعة هياكل، بسمك 20 سم تقريبًا ، مثبتة بمفصلات قرب المركز، وتُفتح كالكتاب. وُضعت كابلات في نقطة التقاء علامة الزائد لتوصيل الهياكل ببعضها. رُقّمت الهياكل من 1 (الذي يحتوي على جميع وحدات المعالجة العشر وذاكراتها، بالإضافة إلى 12 قناة إدخال/إخراج ذات سعة محدودة) إلى 16. وُزعت الذاكرة الرئيسية لوحدة المعالجة المركزية على العديد من الهياكل. في نظام بذاكرة رئيسية سعتها 64 كيلوبايت فقط، تم الاستغناء عن أحد أذرع علامة الزائد.    

تم تجميع منطق الجهاز في وحدات مربعة الشكل، يبلغ طول ضلعها حوالي 64 ملم (2.5 بوصة) وسمكها حوالي 2.5 سم (بوصة واحدة) . تحتوي كل وحدة على موصل (30 دبوسًا، صفان رأسيان من 15 دبوسًا) على أحد أطرافها، وست نقاط اختبار على الطرف المقابل. وُضعت الوحدة بين لوحين باردين من الألومنيوم لتبديد الحرارة. تتكون الوحدة من لوحين متوازيين من الدوائر المطبوعة، مع تركيب المكونات إما على أحد اللوحين أو بينهما. يوفر هذا تصميمًا كثيفًا للغاية؛ يصعب إصلاحه عمومًا، ولكنه يتميز بخصائص نقل حرارة جيدة. عُرف هذا التصميم باسم " بناء الخشب المكدس" .    

نظام التشغيل والبرمجة

كانت هناك مشكلة في دعم نظام التشغيل  6600 ، وهي تأخر المواعيد النهائية. في البداية، كانت الأجهزة تعمل بنظام تحكم بسيط للغاية يُعرف باسم COS ( نظام تشغيل تشيبيوا )، والذي تم تطويره على عجل بالاعتماد على نظام التشغيل السابق CDC 3000، وذلك لتوفير بيئة اختبارية للأنظمة قبل تسليمها. مع ذلك، كان من المقرر تسليم الأجهزة بنظام أكثر قوة يُعرف باسم SIPROS (نظام تشغيل المعالجة المتزامنة)، والذي كان قيد التطوير في قسم علوم الأنظمة بالشركة في لوس أنجلوس . وقد أبدى العملاء إعجابهم بميزات SIPROS، وأدرج العديد منهم SIPROS في عقود التسليم الخاصة بهم.

اتضح أن مشروع SIPROS كان فاشلاً ذريعاً. استمرت جداول التطوير في التأخير، مما كلف شركة CDC خسائر فادحة في الأرباح على شكل غرامات تأخير التسليم. بعد عدة أشهر من الانتظار مع جاهزية الأجهزة للشحن، تم إلغاء المشروع في نهاية المطاف. لم يكن لدى المبرمجين الذين عملوا على نظام COS ثقة كبيرة في SIPROS، واستمروا في العمل على تحسينه.

انقسم تطوير نظام التشغيل بعد ذلك إلى فريقين. تم تطوير نظام COS، الذي حظي بموافقة مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، في مختبر تطوير البرمجيات في ساني فيل، كاليفورنيا . استلم العديد من العملاء أنظمتهم مزودة بهذا البرنامج، الذي كان يُعرف آنذاك باسم SCOPE (التحكم الإشرافي في تنفيذ البرامج). كان الإصدار الأول من SCOPE عبارة عن نسخة مُفككة من نظام COS؛ بينما تضمن الإصدار الثاني دعمًا جديدًا للأجهزة وأنظمة الملفات ؛ أما الإصدار الثالث فتضمن دعمًا للملفات الدائمة، ودعمًا لمعالجة الدفعات عن بُعد عبر بروتوكول EI/200، ودعمًا لمشاركة الوقت في نظام INTERCOM . لطالما عانى نظام SCOPE من مشاكل كبيرة في الموثوقية وسهولة الصيانة.

يقوم جهاز CDC 6000 series SCOPE 3.1 ببناء نفسه أثناء تشغيله على محاكي سطح المكتب CYBER

تطور نظام التشغيل COS بشكل غير رسمي في مصنع تجميع أجهزة الكمبيوتر في أردن هيلز، مينيسوتا . وقد كُتب برنامج MACE (اختصارًا لـ [Greg] Mansfield And [Dave] Cahlander Executive) بشكل أساسي بواسطة مبرمج واحد في أوقات فراغه عندما كانت الأجهزة متاحة. كانت ميزاته مطابقة تقريبًا لميزات COS وSCOPE 1. احتفظ بنظام ملفات COS السابق، ولكنه حقق تقدمًا ملحوظًا في نمطية الكود لتحسين موثوقية النظام وقدرته على التكيف مع أجهزة التخزين الجديدة. لم يُطرح MACE كمنتج رسمي، على الرغم من أن العديد من العملاء تمكنوا من الحصول على نسخة منه من شركة CDC.

تم لاحقًا اختيار برنامج MACE غير الرسمي بدلاً من منتج SCOPE الرسمي كأساس لنظام التشغيل التالي لمركز بيانات مكافحة الجرائم الإلكترونية، كرونوس ، الذي سُمي تيمنًا بإله الزمن اليوناني . وكان السبب التسويقي الرئيسي لاعتماده هو تطوير ميزة مشاركة الوقت TELEX وميزة المعالجة الدفعية عن بُعد BATCHIO. استمر كرونوس في استخدام نظام ملفات COS/SCOPE 1 مع إضافة ميزة الملفات الدائمة.

أسفرت محاولة توحيد نظامي التشغيل SCOPE وKronos عن ظهور نظام التشغيل الشبكي NOS . كان الهدف من NOS أن يكون نظام التشغيل الوحيد لجميع أجهزة CDC، وهو ما روجت له CDC بقوة. بقي العديد من عملاء SCOPE معتمدين على بنية SCOPE البرمجية، لذا أعادت CDC تسميته ببساطة إلى NOS/BE (بيئة المعالجة الدفعية)، وتمكنت من الادعاء بأن الجميع يستخدمون NOS. عمليًا، كان تعديل قاعدة بيانات Kronos لإضافة ميزات SCOPE أسهل بكثير من العكس.

أنتجت بيئة مصنع التجميع أيضًا أنظمة تشغيل أخرى لم تكن مُخصصة للاستخدام من قِبل العملاء. وشملت هذه الأنظمة أدوات هندسية مثل SMM لاختبار الأجهزة، وKALEIDOSCOPE لاختبار البرمجيات . ومن الأدوات الشائعة الأخرى التي استخدمها مهندسو مركز السيطرة على الأمراض أثناء الاختبار، لغة MALET (لغة تطبيقات الصيانة لاختبار المعدات)، والتي استُخدمت لاختبار المكونات والأجهزة تحت الضغط بعد الإصلاحات أو الصيانة التي يُجريها المهندسون. غالبًا ما كانت ظروف الاختبار تستخدم أقراصًا صلبة وأشرطة مغناطيسية مُعَرَّضة عمدًا لأخطاء لتحديد ما إذا كانت لغة MALET والمهندس سيكتشفان هذه الأخطاء.

استخدمت شركة CDC اسمي SCOPE و COMPASS لكل من سلسلة CDC 6000 ، بما في ذلك 6600، وسلسلة CDC 3000 :

مركز السيطرة على الأمراض 7600

كان من المُخطط أصلاً أن يكون جهاز CDC 7600 متوافقًا تمامًا مع أجهزة سلسلة 6000 الموجودة؛ وقد بدأ مسيرته باسم CDC 6800. ولكن خلال عملية التصميم، أدرك المصممون أن الحفاظ على التوافق التام مع أجهزة سلسلة 6000 سيحد من تحسين الأداء الذي يمكن تحقيقه، فقرروا التضحية بالتوافق من أجل الأداء. وبينما كانت وحدة المعالجة المركزية (CPU) في جهاز CDC 7600 متوافقة بشكل أساسي مع وحدات المعالجة المركزية 6400 و6600، مما يسمح بنقل التعليمات البرمجية على مستوى لغة البرمجة عالية المستوى ، إلا أن مكونات جهاز CDC 7600 المادية، وخاصة وحدات المعالجة الطرفية (PPUs)، كانت مختلفة تمامًا، وكان يتطلب نظام تشغيل مختلفًا. تبين أن هذا الأمر كان بمثابة مصادفة سعيدة، إذ سمح للمصممين بتحسين بعض خصائص تصميم سلسلة 6000، مثل اعتمادها الكامل على المعالجات الطرفية (PPs)، وخاصةً المعالج الأول (المسمى PP0)، للتحكم في تشغيل نظام الحاسوب بأكمله، بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية (CPU). على عكس وحدة المعالجة المركزية في جهاز 6600، استطاعت وحدة المعالجة المركزية في جهاز CDC 7600 التحكم في تشغيلها عبر تعليمة قفزة التبادل المركزي (XJ) التي تبدل جميع محتويات السجلات مع ذاكرة النواة. في الواقع، تم تزويد أجهزة سلسلة 6000 بهذه الإمكانية لاحقًا .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 مسح آدامز 1968
  2. 1 2 دليل الكمبيوتر ودليل المشتري 1967
  3. 1 2 3 6000 سلسلة تحضير الموقع، سبتمبر 65
  4. ↑ "بيانات التحكم 6600: وصول الحاسوب العملاق" . دكتور دوبز . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2017-06-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-10-06 .
  5. ↑ دليل تدريب المعالج المركزي CDC 6400، فبراير 1967
  6. ↑ إعلان منتج سايبر 70
  7. 1 2 تاريخ ونتائج معايير ويتستون
  8. ↑ كايتون، أندرو آر إل؛ سيسون، ريتشارد؛ زاخر، كريس (2006). الغرب الأوسط الأمريكي: موسوعة تفسيرية . مطبعة جامعة إنديانا. ISBN 0253003490.
  9. ↑ "CDC 6600 – فاصل تاريخي: من الحاسوب المركزي إلى الحاسوب المصغر الجزء 2، شركة IBM والأقزام السبعة – إنهم يصنعون العوالم" . 8 نوفمبر 2014.  
  10. ↑ «صُمم جهاز CDC 6600 بواسطة سيمور كراي، وكان أسرع بثلاث مرات تقريبًا من أسرع جهاز في عصره، وهو IBM 7030 Stretch.» صنع فرقًا عالميًا: تحويل الأفكار الهندسية إلى واقع . الأكاديمية الوطنية للهندسة. 2014. ISBN 978-0309312653.
  11. ↑ «في عام 1964، حلّ جهاز CDC 6600 من شركة Cray محل جهاز Stretch ليصبح أسرع حاسوب على وجه الأرض.» سوفرونيو، أندرياس (2013). أنظمة الخبراء، هندسة المعرفة لمحاكاة القدرات البشرية . Lulu.com. ISBN 978-1291595093.
  12. ↑ أنتوني، سيباستيان (10 أبريل 2012). "تاريخ الحواسيب العملاقة" . إكستريم تك . تم الاسترجاع في 2 فبراير 2015 .
  13. ↑ "CDC 6600" . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2015-02-02 .
  14. ↑ «استمر تصميم جهاز 7600 لفترة أطول من أي تصميم آخر للحاسوب العملاق. فقد حقق أعلى أداء بين جميع أجهزة الحاسوب منذ طرحه عام 1969 وحتى طرح جهاز Cray 1 عام 1976.» «CDC 7600» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 مايو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2017 .
  15. ↑ ن. لويس، "القوة الشرائية: التنافس، والمعارضة، واستراتيجية الحوسبة في اختيار الحواسيب العملاقة في لوس ألاموس"، في حوليات IEEE لتاريخ الحوسبة، المجلد 39، العدد 3 (2017): 25-40، 2017
  16. ↑ "وصول جهاز CDC 6600 إلى سيرن" . جداول زمنية لسيرن .
  17. ↑ شركة ليون للسينما (14 يناير 1965). "وصول حاسوب كونترال داتا 6600 إلى سيرن، المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية" . فيديوهات سي دي إس .
  18. ↑ "محصول وفير" . مراجعة بحثية . مختبر لورانس بيركلي . 1981. مؤرشف من الأصل في 18 يناير 2018. تم الاطلاع عليه في 4 مايو 2017 .
  19. ↑ "بيانات التحكم 6600: وصول الحاسوب العملاق" . مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 2019.
  20. ↑ "شركة Control Data، نموذج أولي لـ "Little Character"" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2016 .
  21. ↑ هوارد، توبي (فبراير 1997). "سيمور كراي: تقدير" . عالم الحاسوب الشخصي .
  22. ↑ إل جيه لاندر؛ تي آر باركين (1966). "مثال مضاد لتخمين أويلر حول مجاميع القوى المتشابهة" . نشرة الجمعية الأمريكية للرياضيات 72 ( 6): 1079. doi : 10.1090/S0002-9904-1966-11654-3 .
  23. ↑ مارك د. هيل؛ نورمان ب. جوبي ؛ جوريندار س. سوهي، محرران. (23 سبتمبر 1999). قراءات في هندسة الحاسوب . مورغان كوفمان. ص 11. ISBN  978-1558605398.
  24. ↑ تظهر صورة مطابقة للمذكرة في: "مذكرة واتسون الابن حول CDC 6600" . 28 أغسطس 1963.
  25. ↑ سموثرمان، مارك؛ سبايسر، داغ (ديسمبر 2010). "جهود شركة آي بي إم في مجال الحواسيب العملاقة أحادية المعالج" . مجلة اتصالات رابطة آلات الحوسبة . 53 (12). رابطة آلات الحوسبة : 28-30 . doi : 10.1145/1859204.1859216 . S2CID 23816526 . 
  26. ↑ لا تزال سلسلة UNIVAC 1100/2200 توفر بيئة متممة أحادية، ولكن باستخدام أجهزة متممة ثنائية.
  27. ↑ "الشكل 6-1. لوحة بدء التشغيل الميت" (ملف PDF) . بيانات التحكم - سلسلة 6000 - أنظمة الحاسوب (ملف PDF) . صفحة 6-3 . تم الاطلاع عليه في 6 أكتوبر 2023 . 
  28. ↑ ثورنتون، جيمس (1 ديسمبر 1970). تصميم حاسوب: بيانات التحكم 6600. ص 20. ISBN  978-0673059536.
  29. ↑ دليل مرجعي لأجهزة سلسلة Control Data 6000 (PDF) . 1978.
  30. ↑ هايز، جون ب. (1978)، هندسة الحاسوب وتنظيمه ، ماكجرو هيل، ص 163، رقم ISBN  0-07-027363-4
  31. ↑ "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 2014-01-02 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 2005-06-13 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  32. ↑ يغطي هذا الوصف الإصدارات المبكرة من برنامج CDC؛ استخدمت الإصدارات اللاحقة تعليمات القفز للتبادل المركزي (XJ) لتقليل الحمل الزائد للوظائف التي يمكن تنفيذها بالكامل في CP.
  33. ١ ٢ شركة كونترول داتا (يوليو ١٩٦٥). دليل مرجعي لأنظمة الكمبيوتر من سلسلة كونترول داتا® ٦٠٠٠ (ملف PDF) . ٦٠١٠٠٠٠٠. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٨ مارس ٢٠٢٣ .
  34. ↑ ارتبط مصطلح "رمز العرض" بنظام CDC كما ارتبط مصطلح "EBCDIC" في الأصل بنظام IBM. ومن المصطلحات الأخرى المستخدمة في هذا المجال BCD وSIXBIT (وكان الأخير مفضلاً لدى شركة DEC).
  35. ↑ "رموز الأحرف DEC/PDP" .
  36. ↑ "مرجع رموز الأحرف SIXBIT" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-11-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15-10-2017 .
  37. ↑ "CDC Kronos" (PDF) .
  38. ↑ فهم أجهزة الكمبيوتر: السرعة والقوة 1990، ص 17.
  39. ↑ "COMPASS للأجهزة ذات 24 بت" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2017 .
  40. ↑ "COMPASS لأجهزة 48 بت" (ملف PDF) .
  41. ↑ «قدّمت شركة CDC نسخةً مبكرةً من نظام التشغيل SCOPE الخاص بها لجهاز 3600» هينلي، إرنست جيه؛ ليوينز، جيفري (2014). التطورات في العلوم والتكنولوجيا النووية . إلسيفير. ISBN 978-1483215662.

للمزيد من القراءة