Az első számítógép, melyet a KFKI Mérés- és Számítástechnikai Kutatóintézete (MSZKI) gyártott, a KFKI TPA 1001 volt.  A szervezet addig főleg analizátorok és egyéb laboratóriumi berendezések gyártásával foglalkozott (mérőműszerek, többcsatornás csöves analizátorok), a hatvanas évek közepén fogant az ötlet, hogy egy programozható berendezést építsenek. Az 1960-ban a Központi Fizikai Kutatóintézethez került Ural I. számítógép mellett a később érkezett ICT1905 megfigyelésével kezdődött el a gyakorlati munka.

A számítógépek építésének technológiája nem volt elterjedve az országban, a kezdeti próbálkozások (M3) után egyszerre több helyen is elkezdtek kísérletezni (pl. EMG, Telefongyár), ezért fontos volt a már meglevő szerkezetek működésének megfigyelése.

1966 körül új lendületet kapott a projekt, egyrészt korszerűbb alkatrészek (japán szilícium tranzisztorok) váltak elérhetővé, másrészt a Digital Small Computer Handbookja is nagy hatást gyakorolt az MSZKI szakembereire. Ebben a kiadványban viszonylag részletes ismertető szerepelt a PDP-8-as kisszámítógépről, és annak utasításkészletéről. Mivel tudták, hogy a nyugati kutatóintézetekben is használják ezeket, úgy gondolták, hogy a hazai szakmai közösségek részére építenek egy hasonló számítógépet. A TPA1001 tehát egy leírt utasításkészlet újraimplementálásaként értelmezhető, sokáig senki sem tudta, hogy a készítők milyen közel jártak az eredetihez!

A diszkrét alkatrészekből (tranzisztorok, diódák, stb) felépülő gépnél nagy hangsúly fektettek a modularitásra, ehhez összeállítottak egy standard kártyakészletet, ilyenekből szerelték össze a kész TPA1001-est.

KFKI TPA 1001

TPA1001 nyitott szekrénnyel, jól látható a kifordított kártyaszekrény, alul pedig a hűtéshez szükséges ventillátorok.

Az első assembler két hónap alatt készült el, közben külföldről szerzett tesztprogramokkal is próbálkoztak. Néhány utasítás másképpen működött, de az eredmények nagyon jók voltak. Az első működő példányt 1968-ban mutatták be a Neumann János Számítótudományi Társaság első konferenciáján, a számítógép a "Massachusetts" című dalt játszotta (ennek az információnak az értelmezéséhez jó tudni, hogy a Digital főhadiszállása ebben az államban, Maynardban található).

Az alapkonfiguráció 4Kszó (1 szó = 12 bit) ferritmagos memóriát tartalmazott, és hozzátartozott egy mérnöki pult is, mely egy asztalra szerelt kapcsoló- és lámpasorból állt, melyek lehetőséget adtak a programok futásának nyomon követésére és a beavatkozásra is. Jellegzetes perifériák: Teletype ASR33 konzolirógép, papírszalagolvasó és -lyukasztó, később szalagos egységek.

Az első felhasználók a KFKI fizikusai és az ELTE biológiai labor voltak, a fogadtatás jó volt, mindenki örül, hogy végre a hazai kutatók számára is elérhető egy ilyen jellegű berendezés, ahogy az nyugaton már megszokottnak számított.

KFKI TPA 1140

"A TPA-1140 univerzális kisszámítógép a KFKI-ban fejlesztett TPA számítógépcsalád nagy teljesítőképességű tagja. A TPA-1140 számítógép korszerű architektúrűja és utesításrendszere, valamint kategóriájában kiemelkedő software ellátottsága révén hatékonyan felhasználható eszköz mind laboratóriumi és ipari folyamatok ellenőrzésére, vezérlésére, mind adatfeldolgozási feladatok megoldására." (TPA-1140 Központi Egység Kézikönyv, KFKI)

A TPA-1140 egy PDP-11 "klón" volt, az eredeti sorozat jellemzőivel: 16 bites szóhosszúság, szó- vagy byte-orientált adatkezelés, egységes kétirányú, aszinkron buszrendszer (UBUS), többszintű megszakításkezelés, block DMA, 8 darab általános célú regiszter.

KFKI TPA-1140 programozói konzol

DEC PDP-11/40 programozói konzol

Elektronikai jellemzők:

• Processzor, memória:

Az alapkiépítés tartalmazta a mikrokódolt kis- illetve közepes integráltságú komponensekből (TTL IC-k) felépített központi egységet, 8Kszó (=16 KB) 1 microsec ciklusidejű memóriát, valósidejű órát. Normál esetben 28 Kszó memória kezelésére volt képes a processzor, de a társzervező opció (MMU, memory management unit) beépítése után ez 128Kszó-ra nőtt. A memória ferritmagos és félvezetős lehetett, a hozzáférési idő 300 és 500 microsec között változott.

• Programozói konzol:

Hálózati kapcsoló (ON, OFF, LOCK), címregiszter kijelző (18 bit - 18 lámpa), adatregiszter kijelző (16 bit - 16 lámpa), kapcsolóregiszter (címek vagy az adatregiszter beállítására), állapotjelző lámpák (RUN, PROCESSOR, BUS, CONSOLE, USER, VIRTUAL), vezérlő kapcsolók (LOAD ADRS, EXAM, CONT, ENABLE/HALT, START, DEP)

• Bővítési lehetőségek:

Bővített fixpontos aritmetikai egység, lebegőpontos aritmetikai egység (FPU).

Mechanikai kiépítés:

• Keret:

19 inch széles, 36U magas rackszekrények, az alulról 2. és 3. helyeken 12U méretű kártya-fiókok, saját tápegységekkel, a szekrény alsó részén a vezérelt hálózati elosztó és kábelkivezető
• Fiókok:

A fiókokban 7 db 4 csatlakozósoros, vagy 3 db 9 csatlakozósoros UBUS-rendszeregység található, ezek jumper kábellel vannak csatlakoztatva egymáshoz; a fiókok sínen kicsúsztathatók, a kártyák oldalról helyezhetők be.

Jellemzőbb perifériás lehetőségek:

• Lemezegységek NR5501-es (a Digital RK11-esének ekvivalense) csatolón, például:

CM5300 merevlemez, 3 mega fix lemezen, 3 mega cserélhető lemezcartdridge-en
1500 RPM, 15 msec track-to-track seek time, 50 msec áltagos seek time
DRI MOD 312, 3 mega cserélhető lemezcartdridge-en
1500 RPM, 15 msec track-to-track seek, 70 msec átlagos seek time
• Fixfejes diszk NR646/1140 illesztőn:

MOM DM256-1/W fixfejes lemezegység
256 Kszó kapacitás, 3000 RPM
• Szalagos egységek NR5502 (Digital TM11) illesztőn:

Digidata 1739-1 800/1600 bpi 9-sávos félcollos szalaggal, 36-72 KB/sec átvitellel
EC5012-01, EC5017-02 9-sávos, félcollos szalagot használó meghajtó, 16-64 KB/sec (ezek az egységek az Egyesített Számítógéprendszer (ESZR) keretében készültek)
• Floppy meghajtók NR5504 csatolón (DEC RX01 kompatibilis)
• Lyukkártya-olvasók NR5601-es (DEC CR11) csatolóval:

Videoton VT42110 600 kártya/perc
• Papírszalag olvasók/lyukasztók NR5802 (DEC PT11) csatolóval:

CT2xxx (300-2000 karakter/sec)
MOM EM300
• Párhuzamos perifériák, nyomtatók NR5701 csatolóval (DEC LP11):

DZM180 (LX180 licensz) mátrixnyomtató, 180 kar/sec
Videoton VT24110 (DP 2310) sornyomtató, 356/650 sor/perc
Videoton VT25110/25150 (DP2410) sornyomtatók, 245-1110 sor/perc
• Hardcopy (papíros) és videóterminálok, nyomtatók NR5801 (DEC DL11) csatolóval:

KFKI TDP-05 CRT terminál, 75-2400 bps, 20x80 karakteres képernyő
Videoton VT340 1200 bps, 16x80 karakter
ASR33 Teletype
• Szinkron terminálok, vonadapterek NR5803 csatolóval (DEC DU11)
• Átalakítók, egyéni perifériák, mérő- és vezérlőeszközök

Operációs rendszer:

• LOS - Papírszalagos Rendszer (v.ö.: PTOS - Paper Tape Operating System)

Papírszalag-alapú operációs rendszer, BASIC és assembly fejlesztőkörnyezettel (szövegjavító program, assembler, linker, fordító)

• DOS-RV - Real-time Multiprogramozási Rendszer (RSX-11)

Több folyamat egyidejű vezérléséhez és programfejlesztéshez
• DOS-RV-Plus (RSX-11M+)
• MOS-RV (RSX-11S)
• FOBOS - Egyfelhasználós Programfejlesztő Rendszer (RT-11)

Kisméretű mágneslemezes rendszer programfejlesztéshez és real-time alkalmazásokra MACRO-assemblerrel, linkerrel, debuggerrel, BASIC-el, FORTRAN fordítóval

KFKI TPA-Janus (TPA-11/110)

A TPA-11/110 egy dual processzoros számítógép. Egyik processzora egy 16-bites központi egység, az NR5180A, melynek utasításkészlete megegyezik a PDP-11 számítógépekével, így ugyanazok az operációs rendszerek és programok futhatnak rajta. A másik processzor a Z80 8-bites párhuzamos mikroprocesszor, amelyen a CP/M operációs rendszer használható. A két eltérő processzor miatt kapta a számítógép a "Janus" nevet.

A rendszer fizikailag egy BA23-as jellegű fiókban található qbus alapú gép, legjellemzőbb alkalmazására a TPA-11/580-as rendszerek konzoljaként került sor.

Konfiguráció:

• NR5180A 16-bites központi egység:

Az Elektronika MC1201.01 dupla-magasságú (eredeti terminológiával élve quad) qbus-kártya, rajta:
egyICs 16-bites mikorprocesszor, 64kB (32KW) RAM, aszinkron soros port (9600 baud) és sornyomtató (párhuzamos) illesztő, RX01 kompatibilis floppy-interface, bootstrap ROM.
• NR5181A 8-bites processzorkártya:

Szimpla (azaz eredetiben double) méretű qbus-kártya, rajta:
Z80 mikroprocesszor (3.5 MHz), 62KB DRAM, 2KB EPROM
Saját memóriával rendelkezik, a qbus-t I/O-utasítások segítségével puffer regisztereken keresztül éri el (mivel a qbus-on csak 16-bites szavakkal indíthat átvitelt, miközben az I/O-utasításai byte alapúak).
• NR581A mini floppy diszk formatter

Szimpla méretű kártya, mely csak a tápfeszültséget kapja a qbus-ról, elektronikailag az NR5180A és a floppymeghajtó közé van csatlakoztatva. Egy Z80-as mikroprocesszor, 2KB EPROM, 1KB RAM és egy WD1793-as FDC-t tartalmaz. Funkciója 5.25-ös "minifloppyk" RX01-kompatibilis illesztése.

Mechanikai kiépítés:

• NR-5287A (Digital BA23-jellegű) fiók:

8 darab dupla (Digital: quad) méretű kártya befogadására alkalmas qbus backplane (metrikusan kimért szerelésű , ezért az eredeti Digital-kártyák csak adapter segítségével illeszthetők bele).
2 5.25"-es floppydrive (400 KB)

• Előlap:

Hálózati, RESTART, HALT, LTC (Line Time Clock), WWPROT kapcsolók
DCOK és RUN LED-ek

A számítógép alapértelmezésben a 16-bites processzorral múködne, a qbus-ról lehet a Z80-ast engedélyeztetni, ilyenkor a 8-bites CPU EPROM-ban tárolt monitorprogramja jelentkezik be, mellyel a PDP-11/VAX ODT-jéhez (Octal Debugging Technique) hasonlóan memóriacímek vizsgálata/megváltoztatása, programok töréspontos futtatása, vagy floppyról történő bootstrapelés végezhető.

KFKI TPA-11/560

A 11/560 egy kísérleti sorozat volt, én két megépült példányról tudok, természetesen ez nem jelent semmit... A VAX11-730 mintájára nagy intergráltságú alkatrészekből építették, és multiprocesszoros lehetőségekkel ruházták fel, egy rendszerben négy processzor működhetett. Remélem sikerül a továbbiakban többet megtudnom erről az érdekes számítógépről.

•  
  • 2-16 darab MIPS R3000-es RISC processzor, R3010 lebegőpontos koprocesszorral, 40 nsec-os ciklusidővel, 128 kB cache-el
  • 64-1024 MB ECC memória
  • 1-4 darab VME I/O busz (egyenként 40 MB/s)


KFKI TPA XP-1




 

 

1992. A legutolsó TPA néven készített számítógép, mely -bár a fentebbi képen egy Digital szekrényben látható- teljesen saját fejlesztés. Nem is akármilyen: az XP-1 ugyanis egy 16 processzoros párhuzamos "miniszuper" számítógép, melyet számításigényes feladatokhoz (szimuláció, valós idejű modellezés, végeselem-analízis)fejlesztettek ki.

Megvalósítás:

A rendszer érdekes része a crossbar processzor-kapcsolat, ami azt jelenti, hogy minden processzor külön memóriaeléréssel rendelkezett, az egyes CPU-khoz tartozó 64 MB memórián felül. 1992-ben ez még nem volt széleskörűen elterjedve, mára a Silicon Graphics és a SUN is hasonló megoldást alkalmaz nagyteljesítményű sokprocesszoros rendszerében! Technológiai problémát jelentett a 12 rétegű nyomtatott áramköri kártyák implementálása, ezért gyártásukra Ausztriában került sor.


A 12-rétegű processzorkártyák egyike




A gép teljesítménye 20-230 MIPS (16-256 VUPs) volt, a lebegőpontos csúcsteljesítmény 10-160 MFLOPS. Az operációs rendszer System V Release 4.-nek megfelelő UNIX volt. Sajnos a magyarországi piac nem igényelt ilyen teljesítményű számítógépet, ezért sorozatgyártására nem került sor. A tervezők egyébként nekikezdtek XP-2 néven a gép továbbfejlesztésének, ennél a rendszernél az egyes processzorok közti kommunikáció optikai csatolókon keresztül zajlott volna.

 

 

A számítógépek  összefoglalása  (forrás: http://hampage.hu/tpa/)

1968. A KFKI MSZKI (Mérés- és Számítástechnikai Kutató Intézet) munkatársai megkezdik egy kisszámítógép építését a DEC korabeli Small Computers Handbookja (kisszámítógép-katalógus) alapján, ez lesz a TPA1001, egy PDP-8 "klón" mely diszkrét komponensekből (pl. japán szilícium tranzisztorokból) állt össze. A gépet a Neumann János Számítástudományi Társaság konferenciáján mutatták be.

1970. TPA-i: a TPA1001 korszerűbb változata, integrált áramkörökkel. A későbbi TPA/s, TPA/l és TPAl/128H típusokkal együtt a legnagyobb számban épített TPA.

1970/71. TPA70: egy saját fejlesztésű 16-bites kisszámítógép, a szoftver a SZTAKI-val közösen lett fejlesztve. 50-60 darab készült belőle, külön érdekesség, hogy az amerikai CDC (Control Data Corporation) is vett két darabot belőle kísérletképpen!

1976/77. TPA-1140: A Digital Equipment Corporation PDP-11/40-esének másolata, kezdetben sok műszaki probléma volt vele, melyeket később orvosoltak.

1981. TPA-1148: A TPA-1140 javított változata, kiterjesztett memóriakezeléssel, mikroprocesszoros konzollal

1982. TPA-11/440: a 11/48-al párhuzamosan egy különleges fejlesztés is elindult, egy 32 bit széles szinkron buszra alapozva építettek egy teljesen PDP-11 kompatibilis számítógépet, mely így valahol "félúton" lebegett a Digital PDP-11 és a VAX között. Ebből a típusból a mai napig több működik az országban! Később ugyanerre az xbusz-nak nevezett sínrendszerre fejlesztették ki a Digital J11 mikroprocesszorára alapozott TPA-11/420-at.

EMU-11: egy mikroprocesszorokra alapozott, mikroprogramozott számítógép.

TPA-Janus: Az Elektronika szovjet számítógépgyárral együttműködve készült el, érdekessége a hibrid többprocesszoros üzemmód.

TPA-11/170: DCJ11 mikroprocesszor alapú PDP-11 kompatibilis mikrogép.

TPA Quadro: A TPA-i irányvonalán haladva épült, egy kis fizikai méretekkel rendelkező (asztali) számítógép.

1983-1988. A VAX-vonal kifejlesztése: TPA-11/580, az eredeti VAX-11/780 "klónja", TPA-11/540, egy VAX-11/730 kategóriájú kisebb gép, majd 1987 körül a TPA-11/560, egy többprocesszoros rendszer.

1992. Egy érdekes fejlesztés, már az MSZKI konszolidációja után: TPA-XP1, egy tizenhat processzoros párhuzamos "miniszuper" számítógép, UNIX operációs rendszerrel.

A nyolcvanas évek közepétől több, a COCOM ellenére az országba került nyugati számítógépre is rákerült a TPA matrica, például TPA-11/510, 11/520 = MicroVAX II és VAXstation II, TPA-11/532 = MicroVAX 3500.

 

Varga Ákos Endre