PDP-11

PDP-11是数字设备公司（DEC）从1970年代到1990年代销售的16位小型计算机系列，是程序化数据处理器（PDP）系列中的一组产品之一。总共售出约600，000架PDP-11，使其成为DEC最成功的产品线之一。PDP-11被一些专家认为是更受欢迎的小型计算机。

PDP-11在其指令集中包括许多创新功能，并增加了通用寄存器，使其比PDP系列的早期型号更容易编程。此外，创新的Unibus系统允许外部设备使用直接存储器访问轻松连接到系统，从而将系统打开到各种外围设备。PDP-11在许多实时计算应用中取代了PDP-8，尽管两条产品线并行存在了10多年。PDP-11易于编程，使其在通用计算用途中也非常受欢迎。

PDP-11的设计启发了1970年代后期微处理器的设计，包括英特尔x86和摩托罗拉68000。PDP-11操作系统的设计特点，以及数字设备的其他操作系统，影响了CP / M等操作系统的设计，因此也影响了MS-DOS。之一个正式命名的Unix版本于1970年在PDP-11/20上运行。人们普遍认为，C编程语言利用了几个依赖于PDP-11的低级编程功能，尽管最初不是设计使然。

将PDP-11从16位寻址扩展到32位寻址的努力导致了VAX-11设计，其部分名称来自PDP-11。

历史

以前的机器

1963年，DEC推出了被认为是PDP-5形式的之一台商用小型计算机。这是一个12位设计，改编自1962年的LINC机器，旨在用于实验室环境。DEC略微简化了LINC系统和指令集，将PDP-5定位在较小的设置上，而这些设置不需要其较大的18位PDP-4的功率。PDP-5取得了成功，最终售出了大约1000台机器。这导致了PDP-8，这是一种进一步降低成本的12位型号，甚至更成功，销售量约为50，000台。

在此期间，随着7位ASCII标准的引入，计算机市场正在从基于6位单位的计算机字长转向8位单位。在1967年至1968年，DEC工程师设计了一台16位机器PDP-X，但管理层最终取消了该 *** ，因为它似乎没有提供比他们现有的12位和18位平台更大的优势。

这促使PDP-X计划中的几位工程师离开DEC并组建数据通用。第二年，他们推出了16位数据通用Nova。Nova取得了重大成功，销售了数万台，并在1970年代和1980年代推出了成为DEC的主要竞争对手之一的产品。

发行

Ken Olsen 对小型 8 位机器比对较大的 16 位系统更感兴趣。这成为了“桌面计算器” *** 。不久之后，Datamation发布了一份关于DEC正在开发的桌面计算器的说明，这引起了王实验室的关注，他们在这个市场上投入了大量资金。不久之后，很明显，整个市场都在转向16位，桌面计算器也开始了16位设计。

该团队认为，新架构的更佳 *** 是更大限度地减少执行指令所需的内存带宽。拉里·麦高恩（Larry McGowan）使用各种现有平台的指令集编写了一系列汇编语言程序，并检查了执行它们将交换多少内存。哈罗德·麦克法兰（Harold McFarland）加入了这项工作，并且已经编写了一个非常复杂的指令集，但该团队拒绝了，但第二个指令集更简单，最终构成了PDP-11的基础。

当他们之一次展示新架构时，管理人员感到沮丧。它缺乏即时数据和短地址，这两者都被认为是提高内存性能的关键。McGowan和McFarland最终说服他们，该系统将按预期工作，突然间“桌面计算器 *** 变得热门”。该系统的大部分内容都是使用PDP-10开发的，SIM-11模拟了PDP-11/20，鲍勃·鲍尔斯为其编写了一个汇编程序。

一个后来的变化是，营销团队希望提供具有2 K内存的最小配置，但是当McGowan表示这意味着汇编程序无法在其上运行时，最小值扩展到4 K。他们还想在汇编器代码中使用正斜杠字符作为注释，就像PDP-8一样，但McGowan表示，他将不得不使用分号进行除法，这被删除了。

PDP-11系列于1970年1月宣布，并于当年初开始发货。DEC在1970年代售出超过170，000架PDP-11。

该处理器最初由小型晶体管-晶体管逻辑制造，1975年开发了单板大规模集成版本。J-11是一种双芯片或三芯片处理器，于1979年开发。

PDP-11系列的最后一个型号是1990年推出的PDP-11 / 94和PDP-11 / 93。

创新功能

指令集正交性

PDP-11 处理器架构具有大部分正交指令集。例如，PDP-11没有加载和存储等指令，而是具有移动指令，其中任一操作数（源和目标）都可以是内存或寄存器。没有具体的输入或输出指令;PDP-11使用内存映射I / O，因此使用相同的移动指令;正交性甚至可以将数据直接从输入设备移动到输出设备。更复杂的指令（如 add）同样可以将内存、寄存器、输入或输出作为源或目标。

大多数操作数可以将八种寻址模式中的任何一种应用于八个寄存器。寻址模式提供寄存器、即时、绝对、相对、延迟（间接）和索引寻址，并可通过一个（字节指令）或两个（字指令）指定寄存器的自动创建和自动创建。使用相对寻址使机器语言程序与位置无关。

没有专用的I/O指令

PDP-11的早期型号没有用于输入/输出的专用总线，而只有一条称为Unibus的系统总线，因为输入和输出设备被映射到存储器地址。

输入/输出设备确定它将响应的存储器地址，并指定自己的中断向量和中断优先级。处理器架构提供的这种灵活的框架使得发明新的总线设备变得异常容易，包括控制最初设计处理器时没有考虑过的硬件的设备。DEC公开发布了基本的Unibus规范，甚至提供原型总线接口电路板，并鼓励客户开发自己的Unibus兼容硬件。

优尼巴士使PDP-11适用于定制外设。阿尔卡特朗讯的前身之一，贝尔 *** 制造公司，开发了 *** MC DPS-1500分组交换（X.25） *** ，并在区域和国家 *** 管理系统中使用PDP-11，Unibus直接连接到DPS-1500硬件。

PDP-11系列的高性能成员离开了单总线 *** 。PDP-11/45在CPU内有一个专用的数据路径，将半导体存储器连接到处理器，核心存储器和I/O设备通过Unibus连接。在PDP-11/70中，这又向前迈进了一步，通过Mas *** us在磁盘、磁带和内存之间增加了一个专用接口。虽然输入/输出设备继续映射到存储器地址，但需要一些额外的编程来设置添加的总线接口。

中断

PDP-11 支持四个优先级的硬件中断。中断由软件服务例程提供服务，该软件服务例程可以指定它们本身是否可以中断（实现中断嵌套）。导致中断的事件由设备本身指示，因为它会通知处理器其自己的中断向量的地址。

中断向量是介于 0 和 776 之间的低内核地址空间（通常对应于低物理内存）中的两个 16 位字的块。中断向量的之一个字包含中断服务例程的地址，第二个字包含要在进入服务例程时加载到 PSW（优先级）中的值。

有关 PDP-11 体系结构的文章提供了有关中断的更多详细信息。

专为量产而设计

PDP-11的设计便于半熟练劳动力的制造。其部件的尺寸相对不重要。它使用电线包裹的背板。

用途

PDP-11系列计算机用于许多目的。它被用作通用计算的标准小型计算机，例如分时，科学，教育，医疗或商业计算。另一个常见的应用是实时过程控制和工厂自动化。

一些OEM型号也经常用作嵌入式系统，以控制交通灯系统，医疗系统，数控加工或 *** 管理等复杂系统。使用PDP-11的一个例子是分组交换 *** Datanet 1的管理。在20世纪80年代，英国的空中交通管制雷达处理是在PDP 11/34系统上进行的，该系统称为PRDS - 处理雷达显示系统，位于英国皇家空军西德雷顿。[需要引用]Therac-25医用线性粒子加速器的软件也在32K PDP 11/23上运行。据报道，2013年将需要PDP-11编程器来控制核电站，直到2050年。

另一个用途是将泰拉丁ATE设备的测试程序存储在称为TSD（测试系统控制器）的系统中。因此，它们一直在使用，直到他们的软件在2000年问题导致无法运行。美国海军使用PDP-11 / 34来控制其多站空间定向装置，这是飞行员培训中使用的模拟器，直到2007年，它被基于PC的模拟器所取代，该模拟器可以运行原始的PDP-11软件和带有自定义Unibus控制器卡的接口。

PDP-11 / 45用于在布鲁克海文国家实验室发现J / ψ介子的实验。1976年，塞缪尔·丁因这一发现获得诺贝尔奖。