Mi a TPA?

A TPA sorozat a Központi Fizikai Kutatóintézet projektje volt, azzal a céllal, hogy a szocialista országok Egyesített Számítógéprendszer programja mellett alternatívaként kisteljesítményű, pl. méréseknél, folyamatvezérlésnél, tehát real-time alkalmazásoknál is használható számítógépek is rendelkezésre álljanak. Maga az elnevezés Tárolt Programú Analizátort jelent, és érdekes módon eredete kísértetiesen hasonlít a Digital PDP betűszójának keletkezésére. Mint ismeretes, a DEC 1960 körül azért nevezte el programozható adatfeldolgozónak gépeit, mert a Kongesszus határozatot hozott arra, hogy addig nem lehet számítógépeket (ez egy óriási és nagyon drága berendezést jelentett) vennie állami intézménynek, amíg nincsen kihasználva a rendelkezésre álló számítási teljesítmény 100%-a. Ám az egyik kutatóintézetnek szüksége lett volna viszonylag egyszerű gépekre, így a DEC nem számítógépeket szállított nekik, hanem a rendkívül hangzatos Programed Data Processor névre hallgató masinákat.

A hatvanas években hasonló dolog történt Magyarországon is, Központi Bizottsági határozat mondta ki, hogy a számítógép-igényeket szovjet termékekkel kell kielégíteni, az országban több helyen zajló önálló fejlesztéseket (például az M3 utódjáét) leállíttatták. A KFKI-ban (Központi Fizikai Kutató Intézet) így szintén nem számítógépeket, hanem tárolt programú analizátorokat kezdtek el fejleszteni, majd 1968-tól kezdve sorozatban gyártani. A program nagyjából a rendszerváltásig, 1990-ig tartott, bár még ezután is készült számítógép a TPA név alatt.

A TPA típusú számítógépeket 1966-ban kezdte el fejleszteni az KFKI. Mivel akkoriban minden komolyabb fejlesztés kizárólag felső utasításra indulhatott, és a KFKI nem számítógép gyártására volt szakosodva, ezért a fejlesztésről csak néhány ember tudott, és 1968-ig csak titokban történt.

A TPA fejlődési áttekintése előtt tudnunk kell, hogy a gép fejlesztésének alapötlete egy amerikai cég ihlette, és a fejlődés során mindvégig meghatározó volt.

Ennek a végnek a neve a DEC (Digital Equipment Corporation), mely egy kis eleinte csak kisebb eszközöket gyártott. Felmerült azonban az igény, hogy ahol adatokat gyűjtenek automatikus módon, ott az adatok feldolgozására is nagy szükség van. Ezért fejlesztettek ki egy egyszerű, programozható eszközt, melyet a felhasználó a mérőberendezése mellett helyezhetett el, és a konzolgép segítségével maga kezelhetett. Ezt a szerkezetet PDP-nek nevezték el (Programed Data Processor). Az első ilyen gép 1960 környékén készült el. 1965-ben készült el a PDP-8 névre hallgató eszköz, mely 12 bites volt, és elég népszerű lett. (Ez a géptípus indította majd el a miniszámítógépek fejlődését.)

Ezt a PDP-8 gépet meglátva az EFO (Elektronikus Főosztály - KFKI) két munkatársa, megszületett az ötlet ennek e gépnek a hazai megvalósítására. Megvalósítása azért volt kivitelezhető, mert bár a PDP-8 logikai áramkori felépítését nem tudták, az utasításrendszere viszont szabadon hozzáférhető volt, és még egy tesztelő programot is sikerült megszerezni. Ezeknek birtokában rekonstruálták a logikai áramköröket a magyar kutatók, és létrehozták a TPA-1001-et.

KFKI TPA-i

A TPA1001 nagy siker volt, sokan ismerkedtek meg rajta keresztül a számítástechnikával. Tanfolyamok indultak, az egyetemekről kikerülő fiatalok közül pedig néhányan a KFKI-ba kerülnek. "Friss vér" érkezik az MSZKI-ba is, az új szakemberek nekikezdenek a sikeres 12 bites számítógép integrált áramkörökkel (74 sorozatú TTL IC-k) való megvalósításának. A példakép a DEC PDP-8/i és 8/e típus volt, a típusjelzés TPA1001/i volt, ahol az "i" az integrált áramkörökre utalt (az "1001" később eltűnt a névből). A fenti képen egy "magas-i" látható, egy korai darab, melynek érdekes, könyvszerűen kinyitható szerkezete ezen a képen jól látható.

Az /i (TPAi-ként, TPA/i-ként, és TPA-i-ként is szoktak rá hivatkozni) mind külsőre, mind szerkezetileg több változáson keresztülment, a "magas" változat után a későbbi PDP-8-asokhoz (és TPA-khoz) hasonló új csomagolást kapott, és a frontpanelen megtalálható kapcsolók és lámpák száma is csökkent.

Műszaki adatok:

• Központi egység:

12 bites szóhossz, 5 hardware regiszter, párhuzamos aritmetika,
• Memória:

1.5 usec ciklusidejű ferritgyűrűs tároló,
4Kszó-tól 32Kszó-ig bővíthető 4K-s blokkokban
• Perifériák, háttértárolók:

konzolírógépek (ASR33, MOD390),
papírszalagolvasó- és lyukasztók,
sornyomtatók,
fixfejes, hajékonylemez egységek (NC245 "fóliás diszk"),
floppymeghajtók,
fixfejes, fixlemezes diszk (DISCMOM),
cserélhető lemezes merevlemezek (DRI MOD4043, CDC 9425),
lemezköteges (disk pack) meghajtók (EC5052, EC5053),
mágnesszalagos egységek (ES5012, CDC608),
real-time perifériák (D/A, A/D, CAMAC, stb),
CRT display-ek (Videoton VT340, PI12F),
szinkron és aszinkron soros csatolók,
tablet (GDT-1)

Mechanikai megvalósítás:

• 19" szélességű, 6U magas rack fiók, asztali változatban is
• 140x150 és 290x150 mm méretű, kétoldalas nyomtatott áramköri lapok, egy, illetve kettő 47 pólusú csatlakozóval
• Frontpanel

Felhasználói szoftverek:

• háromféle assembler (SLANG1, SLANG2, SLANG3)
• FOKAL (interaktív, beszédszerű nyelv)
• FORTRAN II
• MINIBOL (COBOL-jellegű, ügyviteli adatfeldolgozási feladatokhoz használható nyelv)
• INDAL (real-time rendszer, adatgyűjtési és folyamatvezérlési feladatokhoz)
• Diszk Monitor System (diszkes operációs rendszer)
• Tape Library System
• TTS-8 (8 felhasználós időosztásos rendszer, terminálos input/output kezeléséhez)

A TPA/i hamar elterjedt mind a tudományos, oktatási szférában, mind a folyamatvezérlési és -irányítási rendszerekben. A magyarországi olaj- és energiaipar területén rengeteg ilyen gép került alkalmazásra, érhető tehát, hogy az MSZKI-n belül komoly hangsúlyt fektettek a számítógép alkalmazói szoftverekkel való ellátására, mind a dokumentációra. (magánemberi megjegyzés: nemrégiben került a kezembe egy "TPA-i kezelési utasítás" nevű füzet, élmény volt lapozgatni, ritkán látni ilyen alaposan megszerkesztett dokumentációt) Az is érhető volt, hogy a sorozat fejlesztése folytatódott, a félvezető memóriával rendelkező TPA/s és a még korszerűbb TPA/l típusokkal.

A TPA szerepe

Elsőre nehéz lenne megmondani, hogy mi a különlegesen érdekes a sorozattal kapcsolatban, hiszen a híres-hirhedtté vált klónok voltaképpen meglevő technika lemásolását jelentették, de ha jobban meggondoljuk, egy számítógép belső működésének teljes visszafejtése nem kis munkát jelentett! Az 1435 eladott TPA-ból 1215 saját tervezésű architektúrával rendelkezett, csak 105 darab volt kártyáról-kártyára lemásolt "klón", 115 darab pedig eredeti processzor köré épített rendszer. Az MSZKI ugyanis többnyire specifikációt másolt, nem teljes gépeket, tehát igazából újra-implementálásról volt szó!

A TPA-8 és a TPA-11-sorozat valóban kompatibilis volt az eredeti Digital gépekkel, ugyanazok az oprendszerek futottak rajtuk, ugyanazokat a programokat módosítások nélkül lehetett futtatni rajtuk, a bővítési lehetőségeik, buszrendszereik elektronikusan kompatibilisek voltak. Ez is az egyik oka annak, hogy az "eredeti" DEC technika hamar meghonosodott az országban az embargó megszűnése után, hiszen a számítástechnikusok addig is azon dolgoztak, ismerték azt, nem kellett egy teljesen új világhoz hozzászokniuk.

Hardveres fejlődés

Az első TPA gépet 1968 nyarán Esztergomban mutatták be a Neumann János Számítógéptudományi Társaság által szervezett kiállításon, ahol óriási sikere volt. A siker bebizonyította, hogy KFKI képes ilyen gépek gyártására. Mivel a gép PDP "koppintás" volt, így a PDP-vel teljesen kompatibilis lett. Ezzel a tulajdonságával elnyerte mindenki tetszését, és a kutatók nagy érdeklődéssel és lelkesedéssel kezdték használni ezeket a gépeket.

A TPA-1001-es 12 bites szóhosszúságú volt. A hetvenes években az IBM hatására a 8 bit lett a meghatározó, melynek hatása 1970-ben érte el a TPA-t. 1970-ben készült el az első 16 bites TPA, a TPA-70-es.

Valamennyi elkészült típus valamely DEC típusnak a megfelelője volt, kívétel ez alól a TPA-XP-1, mely már a DEC-el kötött szerződés értelmében a TPA típusú gépek gyártásának befejezése után készült el.

A legtöbb darabot (860 db) a 12 bites gépekből adtak el.

A TPA gépek perifériás egységei:

A TPA fejlődésével  perifériák is rengeteget változtak. Kezdtedben elektromos írógép vagy telexgép konzol, lyukszalag olvasók és írók voltak, később ezeket felváltották a háttértárak, nyomtatók, kommunikációs perifériák.

A KFKI általában a perifériákat külföldről szerezte be, gyártással nem igazán foglalkozott. A perifériák illesztő egységeit viszont az intézet fejlesztette.

Lyukszalag olvasó: Eleinte Facit, majd csehszlovák gyártású FS-1500 eszköz.

Lyukszalag író: Eleinte Facit 4060, majd lengyel gyártású DT 105S eszköz.

Lyukszalag perifériát a 12 és 16 bites TPA-k használtak, a 32 bites család már túlnőtt ezeken.  1971-től kezdve a magyar (BME által) fejlesztésű fóliás diszket használtak, amely összesen 128 K szó kapacitással rendelkezett.

A hetvenes évek második felében jelentek meg a világon a cserélhető lemezes floppy diszkek. Ez 8" átmérőjű volt, és 256Kb kapacitása volt. Cska a 80-as évek közepén kezdtek elterjedni az IBM által fejlesztett 5 1/4"-os, 1,2 Mb kapacitású lemezek.

Szoftveres fejlődés

A TPA szoftveres fejlődése serteágazó. Az első TPA bemutatásakor már az első assembler meg volt írva, melyet a TPA fejlesztői hoztak létre. A TPA utasításrendszere nagyon egyszerű volt, szinte minden szubrutinokkal lehetett megoldani.

Nagymértében segítette a TPA programok fejlődését azt, hogy maguk a felhasználók írtak nagyon sok programot, melyet a DECUS szabadon terjesztett. A programozás az interaktivitás hiánya miatt viszont elég nehézkes volt. Ennek érdekében elkészítettek egy TPA szimuláló programot ICT 1905 gépen felgyorsítva a programozás folyamatát.

Későbbiekben a FORTAN fordítóprogramjától kezdve a BASIC és DOS operációkig befejeződően is készültek programok.