LE GAMMA M40
AVANT PROPOS
En 1964, la Compagnie des Machines BULL commercialise le matériel dit classique: la « série 150 » ou le Gamma 10 auprès des petits ou moyens clients, le GAMMA 30 (ex RCA 301) auprès des moyens clients, le GAMMA 60 auprès de très gros clients européens type SNCF en France ,Credito Italiano en Italie ou R.T.B en Belgique, mais il manque un matériel scientifique et temps réel à la fois. Parallèlement, deux équipes lune hardware/firmware sous la direction de Georges LEPICARD, lautre logiciel sous la direction de François SALLE « piaffent » dimpatience pour développer un nouveau système et tirer partie de leur expérience GAMMA 60 ou GAMMA 30. Le système GAMMA M40 va naître.
DESCRIPTION GENERALE
Le système M40 conçu essentiellement pour un usage scientifique avec un rapport performances/prix très favorable, contient tout ce qui est utile pour les applications de traitement en temps réel, sous leur forme la plus générale. Le système M40, conçu pour la multiprogrammation (cest à dire pour lexécution simultanée de plusieurs programmes différents gérés par un programme superviseur, (on ne parle pas encore de système dexploitation!)), dispose dinterruptions internes et externes de programme, et de protection des zones de mémoire et des éléments périphériques. Ces qualités, jointes à la puissance de la machine, à la variété de ses éléments périphériques et à sa faculté de traiter indifféremment linformation revêtant toutes les structures possibles, font du système M40 un système convenant à des applications très variées.
Le système M40 se révèle très simple à mettre en place, grâce à la variété des outils de programmation fournis avec la machine, et qui mettent en oeuvre le langage symbolique machine (L.S.M.), le langage symbolique algébrique (L.S.A), lAlgol et le Fortran IV; la bibliothèque de programmes scientifiques couvre les programmes mathématiques standard, les applications de statistiques, de recherche opérationnelle, etc...
Le Gamma M40, en outre, apporte la sécurité dutilisation, par une technologie réduisant au minimum le nombre de composants. Ladoption des mémoires inaltérables à qui est confiée toute la logique interne au niveau des micro opérations, et lutilisation systématique de la technologie éprouvée dans le Gamma 10, garantissent la très grande fiabilité du Gamma M40.
CARACTERISTIQUES
1-UNITE CENTRALE
Voici comment dans une brochure commerciale de lépoque était introduite et définie la microprogrammation des instructions dans la mémoire morte:
« Le Gamma M40 est le premier ordinateur européen de moyenne puissance qui met en oeuvre une mémoire inaltérable ( capacité 2048 « lignes » de 50 positions binaires).
La mémoire inaltérable analyse chaque instruction de programme à sa sortie de mémoire centrale, et, en fonction du résultat obtenu, procède à « léclatement » de linstruction en micro-opérations élémentaires, et à la commande de ces micro-opérations.
Outre la miniaturisation quelle procure et la totale fiabilité quelle garantit, cette technologie rend la mémoire centrale entièrement disponible et a permis de doter le Gamma M40 dune gamme dinstructions très riche, capable de faire face, dans la simplicité, à tous les cas susceptibles dêtre rencontrés dans la pratique. »
Memoire Principale
Mémoire à tores magnétiques,
mot de 24 chiffres binaires (plus 1 chiffre pour le contrôle de parité),
cycle de 5µs par mot,
4096 mots à 32768 mots, par bloc de 4096 mots
Représentation interne des informations
- Nombres binaires:
- en virgule fixe, simple ou double longueur (1mot ou 2 mots),
- en virgule flottante: 37 chiffres binaires pour la mantisse et 9 pour la caractéristique (exposant). Cette définition permet dobtenir 11 ou 12 chiffres décimaux significatifs.
- Caractères et nombres décimaux: 4 par mot, directement adressables.
- Instructions : 1 par mot, du type « une adresse »
Répertoire dinstructions
Répertoire très complet dinstructions, comprenant en particulier :
- toutes les opérations arithmétiques, en virgule fixe et flottante,
- les opérations de traitement de caractères en longueur variable,
- de nombreuses opérations logiques,
- des opérations de traitement de piles...
Interruption automatique de programme
Ce système comporte 15 niveaux de priorité et permet de recevoir 30 demandes dexécution de programmes prioritaires ( fonctionnement pas à pas, horloge, gestion des canaux et des appareils périphériques, appels programmes, entrées temps réel...)
Protection de mémoire
Ce dispositif permet de verrouiller la zone de mémoire propre à un programme, par tranches de 1024 mots. Il rend possible, en toute sécurité, le travail en multiprogrammation: on peut par exemple mettre au point un programme de calcul scientifique pendant lexécution dun programme en temps réel, ou dérouler plusieurs programmes dexploitation.
Canaux
Lordinateur Gamma M40 possède 3 types de canaux:
-3 canaux spécialisés pour chacun des éléments du pupitre: machine à écrire, lecteur et perforateur de bande.
-4 canaux pouvant recevoir chacun 16 éléments périphériques de type quelconque:
-1 canal normal
-1 à 3 canaux simultanés
Performances
Virgule fixe | Virgule flottante | |
Addition | 10µs |
80µs |
Multiplication | 50µs |
185µs |
Division | 80µs |
350µs |
Transfert dun nombre n de caractères: | 50+4,6n µs |
Inversion dune matrice dordre n: | T=0,4 n3 ms |
2-LES ELEMENT PERIPHERIQUES
Tous sont optionnels , sauf la machine à écrire .
Machine à écrire du pupitre (à boule IBM) | 15 car/sec |
Lecteur de bande perforée FACIT | 1000 car/sec ( Choix du code 5, 6, 7 ou 8 voies |
Perforateur de bande FACIT | 150 car/sec au gré de lopérateur ) |
Lecteur de cartes | 600 cartes/minute |
Perforateur de cartes | 100 cartes/minute |
Imprimante | 600 lignes/minute |
Tambour magnétique | 32768 mots ( temps daccès moyen : 10 ms) |
Dérouleur de ruban magnétique | 7200-20000-28800 caractères/seconde selon la densité ( AMPEX ) denregistrement (200-556-800 caractères au pouce) |
Unités de liaison pour les applications en temps réel ( sélecteur de sous-canaux) | Au maximum 63 sous-canaux duplex, parallèles sur 8 ou 24 chiffres binaires: unité dentrèe analogique, machines à écrire, lignes de transmission. |
3-LA PROGRAMMATION
- superviseur adaptable aux différentes compositions du système
- moniteur dexploitation automatique
- assembleur symbolique (langage symbolique machine L.S.M.)
- système de programmation scientifique directe L.S.A (Langage Symbolique Algébrique inspiré du PAF de la CAB500)
- compilateurs ALGOL 60 et FORTRAN IV. Notons à ce propos que si la compagnie sétait fait la main avec le compilateur ALGOL du Gamma 60,le compilateur FORTRAN était le premier développé chez BULL et même le premier en FRANCE et sans doute le premier en EUROPE.
- programmes mathématiques standard
- programmes de recherche opérationnelles
- programmes statistiques
4-LES DOMAINES DAPPLICATION
Enseignement
- travaux pratiques de programmation
- recherches en calcul numérique
Calculs techniques dans les bureaux detude
- possibilité dutilisation par les ingénieurs en libre service
Depouillement dessais
- par connexion directe et permanente aux appareils de mesure
ou par traitement différé des enregistrements
Automatisation industrielle (FEYZIN, RICHEMONT)
Traitement de linformation en temps reel et a distance
Utilisation simultanee sur pupitres independants :LSA MULTI PUPITRE( un des premiers systemes utilises en time sharing )
Systemes militaires
LES EQUIPES
Il a paru bon pour la postérité dessayer de donner la liste des personnes ayant travaillé sur le système M40 de 1964 à 1967. Ces équipes furent ensuite déployées sur le Gamma 140, car si le Gamma M40 donnait toutes satisfactions en ce qui concernait le domaine scientifique ou temps réel, il manquait une machine de gestion pour faire piéce à lIBM 360 qui venait dêtre annoncé. Doù létude du Gamma 140, mais ceci est une autre histoire..!..
Chef de projet à la Direction des Etudes:
M.BATAILLE assisté de:
Equipe hardware / Firmware sous la direction de Georges LEPICARD
J.BIENVENU, JC CASSONET, D. VINOT
D.HUMBLOT, M.TRUPCEVIC, H.VERDIER ...
Equipe de mise au point:
L.BOURGEAIS, B.BEREUX
Equipe Logiciel sous la direction de François SALLE (ne faisait pas partie alors des Etudes, mais de la Direction Commerciale)
J.NEWEY, A. BENSOUSSAN(LSA), J.P. MOURIERAS (FORTRAN), G. THILL, H. LEROY,
A.M.DARNET (ALGOL)
P.BLANCHARD, G PORTE , J.HEURTEL(Superviseur)
H.GUIMATEAU, P.DEMAIN, GIL-GARCIA, G.VEISSIER
A. LEMAIRE, C. PENDZEL (Moniteur dExploitation), M.GUICHARD, O.BONDI
D.MASSOT, J.J.DUCROS (SGF), J.CHAMBARET, M.SPIER, E.MIDROUILLET, LOUBIERE
Equipe temps réel pour la M40 de la Raffinerie de FEYZIN
P.LABALME, T.D. LUU, L.NGUYEN NGOC, C.VALLEE, M.ROCHER, M.BURGEVIN
Equipe technico-commerciale
J.L.VIEILLEVIGNE, D.MARIN, CITRY, RICHARD, FUENTES, GALLAND, DALLET , D.SAINT-YVES...
LES CLIENTS
Seulement 13 machines furent produites et installées.Citons celles de:
- Raffinerie de FEYZIN (machine utilisée essentiellement en temps réel pour gérer le processus de cracking du pétrole brut de 1964 à 1969)
- TRAPIL à Paris pour la gestion automatique de loléoduc le Havre->Paris avec facturation en temps réel des livraisons de pétrole.
- Hopital de la Salpétrière à Paris pour études des encéphalogrammes (service du Dr. RAYMOND)
- Ministère des Armées à Paris pour recherche opérationnelle, simulation de couverture radar...
- Centrale de RICHEMONT pour calculs scientifiques et gestion
- SEPR à Paris pour calculs scientifiques sur propulseurs et satellites + gestion et paye
- CITROËN à Paris pour production de bandes perforées utilisées ensuite pour la commande numérique des robots
- Arsenal dAMSTERDAM pour calculs de carènes
- Faculté des sciences à Lille pour lenseignement et la recherche scientifique
- BERLIET à Venissieux pour calculs scientifiques
- POLIET et CHAUSSON
- SAINT GOBAIN
- SHELL
Jean Pierre Mouriéras