Cvakající počítač: Z3 a KIM-1 mají potomka!

Nechtěli byste na něm dělat časově náročné výpočty, nezalomíte na něm časopis, těžko si na něm zahrajete nějakou hru, a přesto je to úplně skvělý počítač.

Reléový Zuseho počítač Z3 zná asi každý.
Doma si s relé můžeme pohrát díky konstrukcím, jako je Minivac 601, ale to není obecně programovatelný počítač.

Nyní ale řady klasických jednodeskových počítačů, které jsou běžně osazeny mikroprocesorem, rozšířil jeden zvláštní.

Není založen na mikroprocesoru.

Jeho procesor ani není založen na diskrétních obvodech TTL, jako Claudia-1.
Dědí po svém předchůdci od Zuseho a je to reléový jednodeskový počítač.

Ano, první věc, kterou šlo označit za jakýsi osobní počítač, byl reléový počítač Simon od Edmunda Berkeleyho.
Obsahoval sice 80 relé, ale měl jen dvoubitovou ALU a pětibitový výstup (resp.4 bity + přetečení), jako paměť pro uložení programu používal děrnou pásku, tedy nebyl von Neumannovský.

Zatím nejmenší zařízení, které by bylo možné označit za procesor, je postaveno z celých sedmi relé!

Single Board Relay Computer Trainer má 83 relé, ale chová se jako počítače, které známe dnes.
Zpracovává osmibitová data. Instrukce jsou 32bitové, s instrukční sadou odpovídající počítačům, které známe dnes.
Paměť je 256 (adresováno 8 bity) 32bitových wordů (1 KB).

(To znamená, že není plně von Neumannovský – programově může z 32bitového wordu měnit jen 8 bitů širokou část parametrů.
Tato schopnost je využita mimo jiné pro indexované adresování.)

Nepoužívá registry jako takové (kromě PC, carry a výstupního registru), parametry bere z paměti a ukládá je opět do paměti.

Relé samozřejmě necvakají tak rychle, jako tranzistory, ale i tak je rychlost zpracování běžně 10 Hz.
Protože je jedna instrukce zpracována v jednom cyklu, je to 10 instrukcí za sekundu.
Počítač jde navíc přetaktovat až na 20 instrukcí za sekundu!
V jednom z režimů je možné za běhu počítače rychlost plynule měnit.

Počítač je osazen blikajícími “blinkenlights”, které informují o obsahu registrů počítače i právě zpracovávané instrukci.

Styk s vnějším světem a periferiemi zajišťují 4 vstupy a výstupy.

Jako záznamové zařízení je primárně použita NVRAM, kam je možno si uschovat obsah prvních 128 KW.

Pro komunikaci s obsluhou je vybaven ve stylu všech možných jednodeskových počítačů klasickou hexadecimální klávesničkou a sedmisegmentovkovým displejem, navíc ale nabízí sériovou konzoli (s možností připojení TTL-RS232/USB převodníku) s debuggerem a assemblerem, který překládá přímo do paměti.

Programy je tak možné ukládat na nějakém mnohobitu jako zdrojový text prostým překopírováním textu z terminálu.

Tohle už samozřejmě nezařizují relátka.
Klávesnici a displej totiž obsluhuje PIC, který má sériovou konzoli přidanou jako užitečnou fičuru navíc.

Single Board Relay Computer Trainer si sice může člověk postavit sám podle podkladů, ale přeci jen občas nabízí autor sestavené jednodeskáče na eBayi nebo v eshopu.
Cena (která se ovšem dost podivně mění od 600 do 999 dolarů) je obvykle 750 dolarů (asi 16 000 kaček bez poštovného)!
Za holou desku bez součástek žádá 125 dolarů.

Zkoušel jsem tedy pátrat, kolik asi stojí 83 použitých DPDT DIP relátek, a zdá se, že je má Mouser za zhruba 3500-4000 korun za všechna.
Cenu součástek a desky je tak zřejmě možné stlačit na zlomek ceny sestaveného stroje!

No a nějakou tu práci z osazováním a oživením pak musí člověk brát jako zábavu.

Na vyzkoušení schopnosti sestaveného počítače je možné využít zabudovaný ukázkový program – Euklidův algoritmus.

No a pokud jste líní něco takového stavět, můžete se podívat na ukázková videa.
Zjistíte, že jsme už odvykli tomu, že správný počítač při zpracovávání programu nahlas cvaká!

(c) tindie