Nuclear Data社 が製造した12ビットのND812は 、 科学 計算 市場向けに開発された商用 ミニコンピュータでした。Nuclear Data社は1970年に1万ドル未満 [1] （2024年には約8万ドルに相当 [2] ） の価格で発売しました。
説明 ND812レジスタ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 （ビット位置） メインアキュムレータ J J アキュムレータ K K アキュムレータ サブアキュムレータ R R アキュムレータ S S アキュムレータ プログラムカウンタ パソコン プログラム カウンター ステータスフラグ お O オーバーフロービット F 遅延 ビット 内部レジスタ （コードからはアクセスできません） IR 命令レジスタ 氏 メモリレジスタ 3月 メモリアドレスレジスタ
このアーキテクチャは、シンプルなプログラムI/Oバスと DMAチャネルを備えています。プログラムI/Oバスは通常、 プリンタ 、 テレタイプ 、 紙テープ パンチ、紙テープリーダー などの低速から中速の周辺機器で使用され、DMAは ライトペン 付き ブラウン管 ディスプレイ、 アナログ-デジタルコンバータ 、 デジタル-アナログコンバータ 、 テープドライブ 、 ディスクドライブ などで使用されます。
12ビットのワード サイズ は、0から4095までの符号なし整数を扱うのに十分な大きさであり、単純な機械の制御には十分な広さです。また、-2048から+2047までの符号付き数値も扱えます。これは、 計算尺 やほとんどの アナログコンピュータ よりも高い精度です。12ビットは、2つの 6ビット文字を格納することもできます（ただし、6ビットでは「より完全な」 ASCII 文字セットとは異なり、2つのケースを格納するには不十分です ）。「NDコード」は、大文字のアルファベット、数字、句読点の一部、およびいくつかの制御文字を含む、そのような6ビット文字エンコーディングの1つでした。 [3]
ND812の基本構成は、 2マイクロ秒のサイクルタイムを持つ 4,096個の12ビット ワードの メインメモリを備えています。メモリは4Kワード単位で16Kワードまで拡張可能です。ワード内のビットは 、最上位ビット （ビット11）
から 最下位ビット （ビット0）まで
番号が付けられます 。
プログラミングモデルは、2つのメインアキュムレータ（JとK）と2つのサブアキュムレータ（RとS）の計4つのアキュムレータレジスタで構成されています。メインアキュムレータには豊富な算術演算と論理演算が用意されており、メインアキュムレータとサブアキュムレータ間でデータを交換するための命令も用意されています。条件付き実行は「スキップ」命令によって提供されます。条件がテストされ、その結果に応じて後続の命令が実行される、またはスキップされます。後続の命令は、テストが失敗した場合に複数の命令が必要な場合、通常はジャンプ命令です。
I/O機能には、4段階の優先度を持つプログラマブル割り込みが含まれており、メモリの最初の4Kワードの任意の位置にトラップできます。I/Oは、1サイクルで12ビットまたは24ビットの送信、12ビットまたは24ビットの受信、あるいは12ビットの送受信が可能です。I/O命令には、周辺機器制御用のパルスを生成するための4ビットが含まれています。I/O周辺機器は、周辺機器による直接メモリアクセスを可能にする76信号コネクタを介して接続できます。DMA は 、CPUから「サイクルスチール」することで、コアメモリシステムに直接ワードを保存することで実現されます。
Nuclear Data は次の周辺機器へのインターフェースを提供しました。
大容量ストレージデバイス ディアブロ モデル 31 標準密度ディスクカートリッジ ディアブロ モデル 31 高密度ディスクカートリッジ EDP固定ヘッドディスクモデル3008、3016、3032、3064、または3120 磁気テープI/Oデバイス 磁気カセットテープ PEC 7トラック磁気テープ PEC 9トラック磁気テープ 紙テープI/Oデバイス Superior Electric モデル TRP125-5 光電式テープリーダー (125 文字/秒) Dataterm モデル HS300 光電式テープリーダー (300 文字/秒) Remex モデル RPF1150B 光電式テープリーダー (200 文字/秒) Remex モデル RPF1075B マイラーテープパンチ (75 文字/秒) Tally モデル 1504 紙テープ リーダー (60 文字/秒) Tally モデル 1505 紙テープパンチ (60 文字/秒) テレタイプモデル BRPE11 紙テープパンチ（110 文字/秒） ハードコピーI/Oデバイス Data Products モデル 2410 ラインプリンター Centronics Model 101 ライン プリンタ (165 文字/秒) フランクリン モデル 1220 プリンター (20 行/秒) フランクリン モデル 1230 プリンター (30 行/秒) Hewlett-Packard Model 5050A プリンタ (20 行/秒) Hewlett-Packard モデル 5055A プリンタ (10 行/秒) Calcomp デジタル インクリメンタル プロッタ
プログラミング設備 ND812にはオペレーティングシステムはなく、 フロントパネル と実行/停止スイッチのみが搭載されていました。I/O機能により、コンピュータが停止し命令を実行していない状態でも、周辺機器からプログラムをメモリに直接ロードすることができました。また、テレタイプや紙テープリーダーなどの周辺機器から目的のプログラムをブートストラップするための短いローダープログラムを入力することもできました。コアメモリは不揮発性であるため、コンピュータの電源を切ってもデータやプログラムは失われませんでした。
Nuclear Data社は、ND812で使用するために、BASC-12アセンブラ、シンボリックテキストエディタ、NUTRANインタープリタ、ディスクベースのシンボリックテキストエディタなど、いくつかのシステムプログラムを提供しました。
BASC-12 アセンブラ BASC-12と呼ばれるアセンブラが提供されました。BASC-12は2パスのアセンブラで 、 オプション で 3パス目を追加できます。1パス目はシンボルテーブルを生成し、2パス目はバイナリ出力テープを作成し、3パス目はプログラムのリストを生成します。
ND812 コンピュータのプログラミングの原則のマニュアルからのアセンブラのサンプルを以下に示します。
/ 2つの異なる数値「A」と「B」を入力し、2つの数値を比較します /そしてどちらが大きいかを判断し、リテラルステートメントを出力する /「A > B」、または「B > A」のいずれか該当する場合。 / /AとBの値を入力して保存する *200 開始、TIF / TTYフラグのクリア JPS入力/Aの値を取得 STJ A JPS入力/Bの値を取得 STJ B / 2つの値のどちらが大きいかを判断する LDJ A SBJ B /AからBを引く SIP J /A検査陽性 JMP BRAN /いいえ！B > A LDJ ABCST /はい！A > B SKIP /次の命令をスキップ ブラン、LDJ バクスト / /式の設定と出力 / JPSアウト 停止 ジャンプスタート / /作業またはデータ保存エリア / A, 0 /定数A B, 0 /定数B ABCST、AB /Aのアドレス > Bリテラル BACST、BA /Bのアドレス > リテラル C260, 260 /ASCIIゾーン定数 / /入力ルーチン + ASCIIゾーンストリップ / 入力、0 /エントリポイント TIS ジャンプ .-1 TRF テレタイプでのTCP /エコー入力 利用規約 ジャンプ .-1 SBJ C260 JMP@入力 / /出力ルーチン - ASCII式を出力する / アウト、0 /エントリーポイント STJループ+1 LDJ C5 /文字定数の数を設定する STJ CTR / /出力データループ / ループ、TWLDJ 0 TCP 利用規約 ジャンプ .-1 ISZループ+1 DSZ CTR /全文字のテスト JMP ループ /いいえ JMP@ 出力 / 戻り C5、5 クリック率、0 / /出力メッセージ / AB、215 212 301 /A 276 /> 302 /B BA、215 212 302 /B 276 /> 301 /A $ /終了文字
ニュートラン FORTRANに 似た会話型言語であるNUTRAN が提供されました。NUTRANは一般的な科学技術プログラミングを目的としていました。NUTRANのサンプルを以下に示します。
1 'XとYの入力値'を印刷する 2 入力 X、Y 3 Z=X+Y 4 印刷 'X+Y=',Z 5 停止 NUTRAN の会話型の性質の例を以下に示します。 >はコマンド プロンプトであり、 :は入力プロンプトです。
>1.G XとYの入力値 :3 :2 X+Y= .5000000E 1 >
命令セットは、シングルワード命令とダブルワード命令で構成されています。オペランドは、即値、直接オペランド、間接オペランドのいずれかです。即値オペランドは、命令内でリテラル値として直接エンコードされます。直接オペランドは、オペランドのアドレスとしてエンコードされます。間接オペランドは、オペランドへのポインタを含むワードのアドレスとしてエンコードされます。
単語1つだけの指示 変位ビットと符号ビットにより、単一ワード命令は命令位置の-63から+63までの範囲のアドレスを指定できます。命令のビット4は、間接アドレス指定と直接アドレス指定のどちらかを選択できます。変位ビットを間接アドレスとして使用する場合、命令位置から+/-63の範囲にあるアドレスの内容が、実際のオペランドへのポインタとして使用されます。
多くの 1 ワード命令はメモリを参照せず、ビット 4 と 5 を操作の仕様の一部として使用します。
グループ1の命令は、アキュムレータレジスタに対して算術演算、論理演算、交換演算、シフト演算を実行します。これには、ハードウェア乗算および除算命令が含まれます。Kレジスタが影響を受ける場合はビット4がセットされます。Jレジスタが影響を受ける場合はビット5がセットされます。両方のレジスタが影響を受ける場合は、両方のビットがセットされます。
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0011 K J 字幕 コンプセット コンプクリア 0 1 >= 0 < 0 != 0 != 0
グループ2形式の命令は、JおよびKアキュムレータレジスタの内部状態をテストし、オーバーフロービットとフラグステータスビットを操作し、JおよびKアキュムレータレジスタの補数、増分、および否定演算を行います。ビット9、10、および11は、テストする状態を選択します。
2語の指示 0 2 3 6 7 8 9 10 11 手術 命令 工業 KJ アカウンティング フィールドの変更 MF1 MF2 絶対12ビットアドレス
ビット9（フィールド変更）は、絶対アドレスが命令を含むフィールドとは異なるフィールドを参照することを禁止します。ビット8が1の場合、命令では上位アキュムレータKが使用され、それ以外の場合は下位アキュムレータJが使用されます。ビット7が1の場合、間接アドレッシングが使用され、それ以外の場合は直接アドレッシングが使用されます。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 フラグ オーバーフロー JPS 中位 イオンL イオナ イオンB イオン 現在の実行 MF0 MF1 MF1 MF2 MF1 MF2
ステータスレジスタは独立したレジスタとして存在しません。これは、必要に応じてJレジスタに格納される複数のインジケータグループの内容です。JPSビットとIntビットは、JPS命令または割り込み時に使用される現在のフィールドの内容を保持します。フラグビットとオーバーフロービットは、RFOV命令を使用してJレジスタの内容から明示的に設定できますが、その他のビットは別の命令で設定する必要があります。
サブルーチン ND812プロセッサはオペランド用のシンプルな スタック を提供していますが、サブルーチンのリターンアドレスの格納にはこのメカニズムを使用しません。代わりに、リターンアドレスは JPS命令のターゲットに格納され、その後 PCレジスタは格納されたリターンアドレスの次の位置を指すように更新されます。サブルーチンから戻るには、サブルーチンの開始位置を経由する間接ジャンプによって、プログラムカウンタをその JPS命令の次の命令に戻します。
命令セット
メモリ参照命令 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ ANDF 2000 JとAND、前進 J LDJ 5000 ロードJ J TWLDJ 0500 ロードJ J STJ 5400 ストアJ メモリ TWSTJ 0540 ストアJ メモリ トゥエルドック 0510 荷重K K TWSTK 0550 ストアK メモリ 調整 4400 Jに追加 J、OV TWADJ 0440 Jに追加 J、OV SBJ 4000 Jから引く J、OV TWSBJ 0400 Jから引く J、OV わかった 0450 Kに追加 K、OV TWSBK 0410 Kから引く K、OV ISZ 3400 メモリをインクリメントし、ゼロの場合はスキップする メモリ、PC ツイズ 0340 メモリをインクリメントし、ゼロの場合はスキップする メモリ、PC DSZ 3000 メモリをデクリメントし、ゼロの場合はスキップする メモリ、PC TWDSZ 0300 メモリをデクリメントし、ゼロの場合はスキップする メモリ、PC SMJ 2400 メモリがJと等しくない場合はスキップ パソコン TWSMJ 0240 メモリがJと等しくない場合はスキップ パソコン TWSMK 0250 メモリがKと等しくない場合はスキップ パソコン ジャンプ 6000 無条件ジャンプ パソコン TWJMP 0600 無条件ジャンプ パソコン JPS 6400 サブルーチンにジャンプ メモリ、PC TWJPS 0640 サブルーチンにジャンプ メモリ、PC XCT 7000 命令を実行する
論理演算 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ そしてJ 1100 J、K の論理積を J に取る J そしてK 1200 J、K の論理積を K に取る K そして冗談 1300 J、K の論理積を J、K に取る J、K
累算器の算術演算 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ AJK J 1120 (J + K) から J J、OV NAJK J 1130 -(J + K) から J J、OV SJK J 1121 (J - K) から J J、OV NSJK J 1131 -(J - K) から J J、OV ADR J 1122 (R + J) から J J、OV NADR J 1132 -(R + J) から J J、OV 広告 J 1124 (S + J) から J J、OV NADS J 1134 -(S + J) から J J、OV SBR J 1123 （R - J）からJ J、OV NSBR J 1133 -(R - J) から J J、OV SBS J 1125 （S - J）からJ J、OV NSBS J 1135 -(S - J) から J J、OV AJK K 1220 (J + K) から K K、OV NAJK K 1230 -(J + K) から K K、OV SJK K 1221 (J - K) から K K、OV NSJK K 1231 -(J - K) から K K、OV ADR K 1222 (R + K) から K K、OV ナドルK 1232 -(R + K) から K K、OV 広告K 1224 (S + K) から K K、OV ナッドスK 1234 -(S + K) から K K、OV SBR K 1223 (R - K) から K K、OV NSBR K 1233 -(R - K) から K K、OV SBS K 1225 (S - K) から K K、OV NSBS K 1235 -(S - K) から K K、OV AJK JK 1320 (J + K) から J,K J、K、OV NAJK JK 1330 (J + K) から J,K J、K、OV SJK JK 1321 (J - K) から J,K J、K、OV NSJK JK 1331 -(J - K) から J,K J、K、OV MPY 1000 JとKをR、Sに掛ける J、K、R、S、OV 部門 1001 J,KをRで割ってJ,Kにする J、K、R、S、OV
シフト/回転命令 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ SFTZ J 1140 Jを左にシフトN J SFTZ K 1240 Kを左にシフトN K SFTZ JK 1340 シフト J、K 左 N J、K ROTD J 1160 Jを左に回転N J ROTD K 1260 Kを左に回転N K 腐ったJK 1360 J、Kを左に回転N J、K
ロードおよび交換操作 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ LJSW 1010 スイッチレジスタからJをロードする J LRF J 1101 JからRをロードする R LJFR 1102 RからJをロードする J EXJR 1103 JとRを交換 J、R LSFK 1201 KからSをロードする S LKFS 1202 SからKをロードする K エクスクス 1203 KとSを交換 K、S LKFJ 1204 JからKをロードする K EXJK 1374 JとKを交換 J、K LRSFJK 1301 J、KからR、Sをロードする R、S LJKFRS 1302 R、SからJ、Kをロードする J、K エクジェイルクス 1303 J、KとR、Sを交換 J、K、R、S LJST 1011 ステータスレジスタをJにロードする J 無線視野 1002 フラグ、OVをJから読む J
条件付きスキップ アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ サイズ J 1505 Jがゼロの場合はスキップ パソコン サイズK 1605 Kがゼロの場合はスキップ パソコン サイズ JK 1705 JとKの両方がゼロの場合はスキップする パソコン SNZ J 1501 Jがゼロでない場合はスキップする パソコン SNZ K 1601 Kがゼロでない場合はスキップ パソコン SNZ JK 1701 JまたはKが0でない場合はスキップ パソコン SIP J 1501 Jが正の場合はスキップ パソコン SIP K 1602 Kが正の場合はスキップ パソコン SIP JK 1702 JとKの両方が正の場合はスキップ パソコン シンJ 1506 Jが負の場合はスキップ パソコン シンク 1606 Jが負の場合はスキップ パソコン シンJK 1706 JとKの両方が負の場合はスキップ パソコン
クリア、補完、増加、設定 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ CLR J 1510 クリアJ J CLR K 1610 クリアK K CLR JK 1710 クリアJ、K J、K CMP J 1520 補数J J CMP K 1620 補体K K CMP JK 1720 補数J、K J、K セットJ 1530 Jを-1に設定する J セットK 1630 Kを-1に設定する K セットJK 1730 J、Kを-1に設定する J、K
オーバーフロービット命令 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ サイズ O 1445 オーバーフローゼロの場合はスキップ パソコン SNZ O 1441 オーバーフローセットの場合はスキップ パソコン CLR O 1450 オーバーフローをクリア 字幕 CMP O 1460 補数オーバーフロー 字幕 セットO 1470 オーバーフローを設定する 字幕
フラグビット命令 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ サイズ 1405 フラグがゼロの場合はスキップ パソコン SNZ 1401 フラグが設定されている場合はスキップ パソコン CLRR 1410 クリアフラグ F CMP 1420 補数フラグ F セット 1430 フラグを設定する F
増分と否定 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ INC J 1504 Jを増分 J インクK 1604 増分K K インクJK 1704 J、Kを増分 J、K ネガティブJ 1524 否定J J ネガティブK 1624 Kを無効にする K ネガティブJK 1724 J、Kを否定する J、K
割り込み命令 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ イオン 1004 割り込みレベルHを有効にする イオナ 1006 割り込みレベルA、Hを有効にする イオンB 1005 割り込みレベルB、Hを有効にする イオン 1007 すべての割り込みレベルを有効にする IOFF 1003 すべての割り込みを無効にする
停電ロジック命令 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ パイオン 1500 停電オン ピオフ 1600 停電オフ SKPL 1440 電力不足でスキップ パソコン
文字通りの指示 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ ANDL 2100 J を含む AND リテラル J ADDL 2200 Jにリテラルを追加 J サブル 2300 Jからリテラルを引く J
INTおよびJPSレジスタ命令 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ LDREG 7720 JからJPSをロードし、KからINTをロードする LDJK 7721 JPSをJに、INTをKにロードする J、K RJIB 7722 JPSとINTステータスを設定する
テレタイプシステム アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ TIS 7404 キーボードの準備ができたらスキップ パソコン ティル 7402 Jにキーボードをロードする J TIF 7401 キーボードリーダーフェッチ TRF 7403 キーボード読み取りフェッチ J 利用規約 7414 プリンタパンチの準備ができている場合はスキップ パソコン 目次 7411 クリアフラグ TCP 7413 クリアフラグ、プリントパンチ トップ 7412 プリントパンチ
高速紙テープ アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ 彼の 7424 スキップHSリーダー準備完了 パソコン HIR 7422 フラグをクリアし、HSバッファを読み取る J HIF 7421 HSリーダーフェッチ HRF 7423 HSリーダーの読み取りフェッチ J HOS 7434 HSパンチの準備ができたらスキップ パソコン ホール 7432 フラグをクリアし、Jからバッファをロードする ホップ 7431 HSパンチのパンチ HLP 7433 HSパンチを装填してパンチする
磁気カセットテープシステム アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ CSLCT1 7601 カセット1をオンラインにする CSLCT2 7602 カセット2をオンラインにする CSLCT3 7604 カセット3をオンラインにする CSTR 0740, 0124 トランスポートの準備が整っている場合は、選択された TWIO をスキップします パソコン CSFM 0740、0104 ファイルマークをスキップ パソコン CSET 0740、0110 テープの終わりでトランスポートをスキップする パソコン CSNE 0740、0122 エラーがない場合はスキップ パソコン CSBT 0740、0130 テープの先頭でトランスポートをスキップする パソコン CCLF 0740、0141 すべてのカセット制御フラグをクリアする CWFM 0740, 0151 ファイルマークの書き込み CSWR 0740, 0152 書き込み準備が整っている場合はスキップ パソコン CWRT 0740, 0154 Jをバッファに書き込む CSRR 0740、0142 準備ができたらスキップ パソコン CRDT 0740, 0144 バッファをJに読み込む J CHSF 0740、0101 EOTまで高速前進 CSPF 0740、0102 スペースキーでファイルマークまで進む CHSR 0740、0121 BOTへの高速後退
その他の指示 アセンブラニーモニック 8進コード 説明 影響を受けるレジスタ 停止 0000 実行を停止 スキップ 1442 無条件スキップ パソコン アイドル 1400 1サイクル遅延 トゥイオ 0740 2ワードI/O
参考文献 ^ 「データメーション」 16ページ 、1970年、84ページ。 ^ 1634–1699: McCusker, JJ (1997). How Much Is That in Real Money? A Historical Price Index for Use as a Deflator of Money Values in the Economy of the United States: Addenda and Corrigenda (PDF) . American Antiquarian Society . 1700–1799年： McCusker, JJ (1992). 実質貨幣価値はいくらか？米国経済における貨幣価値のデフレーターとして用いる歴史的物価指数 (PDF) . アメリカ古物協会 . 1800年～現在： ミネアポリス連邦準備銀行。「消費者物価指数（推定）1800年～」 。 2024年 2月29日 閲覧 。 ^ 「ND812コンピュータのプログラミング原理」 （PDF） 1971年、p. G-1 。 2017年 2月11日 閲覧 。
外部リンク ND812 パンフレット ND812コンピュータのプログラミングの原則、1971年 NUTRAN ユーザーおよびプログラマガイド、1972年11月 ソフトウェア取扱説明書 BASC-12 一般アセンブラ、1971 年 1 月 