Das technische Konzept der PDP-11-Serie war einfach gehalten. Ein standardisiertes „Universelles Bus-System“ (Unibus), über das Zentraleinheit, Arbeitsspeicher und Ein-/Ausgabe-Geräte miteinander kommunizierten.
Im Unterschied zu vielen vorherigen Rechnern kannte die PDP-11 keine speziellen Ein-/Ausgabe-Befehle. Da Peripheriegeräte am Unibus wie Arbeitsspeicher adressiert wurden, konnte die Peripherie mit „normalen“ Rechnerbefehlen gesteuert werden. Auch bei der Steuerung von Kraftwerken, Verkehrswegen und Telefonnetzen wurde die PDP-11 verwendet. Das offene Bus-System ermöglichte es auch Fremdanbietern, kostengünstige und leistungsstarke Peripheriegeräte zum Anschluss an die PDP-11 auf den Markt zu bringen.
Die PDP-11 wurde im Januar 1970 von der Digital Equipment Corporation (DEC) eingeführt und baute bereits auf Integrierten Schaltkreisen auf.[1] Sie kommunizierte über ein standardisiertes „Universelles Bus-System“ (Unibus), was die Auf- und Umrüstung für eine Vielzahl von Prozessanwendungen ermöglichte. Deswegen wurde die PDP-11 häufig in den 1970er und 1980er Jahren im experimentellen Wissenschafts- und Forschungsbereich eingesetzt und war dort ein Quasi-Standard. Auch bei der Steuerung von Kraftwerken, Verkehrswegen und Telefonnetzen gab es ein weites Anwendungsfeld. DEC verkaufte allein in den 1970er Jahren über 170.000 PDP-11.[2] Mit der 1983 eingeführten PDP-11/73 wurde der Q-Bus eingeführt, bei dem Multiplexing eingesetzt wurde, so dass sich Adress- und Datensignale dieselben Leitungen teilen. Dies ermöglichte preiswertere Rechnermodelle. So war die PDP-11 auch Anfang der 1990er Jahre noch in vielen Forschungslabors vertreten.
Konkurrenz
Der Professional 325 (PRO-325), der Professional 350 (PRO-350) und der Professional 380 (PRO-380) waren PDP-11-kompatible Mikrocomputer, die 1982 von DEC als High-End-Konkurrenz zum IBM PC eingeführt wurden. In diesem Bereich konnte sich die PDP-11 jedoch nicht durchsetzen.
Auch die Verwendung der PDP-11 als Prozessrechner ging u. a. durch die Konkurrenz durch Intel-basierte Personal Computer (PCs) immer mehr zurück. Die letzten Modellreihen von DEC waren die 1990 eingeführten PDP-11/93 und PDP-11/94. Das Ende kam, als DEC am 26. Januar 1998 an Compaq verkauft wurde.
Die PDP-11-Rechner können nach dem verwendeten Peripheriebus eingeteilt werden. Mit der MicroPDP-11 wurde in den 1980er Jahren ein Tischrechner verwendet.[4]
Unibus-Modelle
DEC „Jaws-11“-ChipsatzDEC „Fonz-11“-ChipsatzProzessorkern (Die)-Foto des DEC J-11 „Datenchip“ (57-19400-09)Prozessorkern (Die)-Foto des DEC J-11 „Controller“ (57-19400-09)PDP-11/70
Die folgenden Modelle nutzten den ursprünglichen 18 bit breiten Unibus:
Diese Modelle hatten nur den 16 bit breiten Prozessorbus und dienten als intelligente Terminals. Die Serien PDT-11/110 und PDT-11/130 nutzten ein VT100-Terminal-Gehäuse.
Weitere Workstations
Pro 325, Arbeitsplatzrechner mit „Fonz-11“ (F11)-Chipset und Disketten
Pro 350, Arbeitsplatzrechner mit „Fonz-11“ (F11)-Chipset, Disketten und Festplatte
Pro 380, Arbeitsplatzrechner mit „Jaws-11“ (J-11)-Chipset, Disketten und Festplatte
Nachbauten aus dem Ostblock
Die PDP-11 wurde wegen ihrer technischen Bedeutung auch in der Sowjetunion und ihren verbündeten Staaten ohne Lizenz nachgebaut. Beispiele dafür sind:
TPA-51 (Ungarn) „TPA“ (ung. Abk.) „Speicherprogrammierbarer Analysator“. Exakter Nachbau des PDP-11/40 vom Institut für Kernphysik (KFKI) der Ungarischen Akademie der Wissenschaften (MTA). „TPA-11/40“ wurde später in „TPA-51“ (11+40) umbenannt.
Betriebssysteme
Für den PDP-11 waren über zwanzig bootbareBetriebssysteme, jedoch nicht für alle Kunden weltweit, verfügbar:
Die PDP-11 hat eine Wortbreite von 16 bit. Es werden Einadressbefehle, Zweiadressbefehle und Sprünge unterschieden. Die Adressierung erfolgt jeweils über sechs Bit, wobei die ersten drei Bit für die acht Adressierungsmodi verwendet werden und die letzten drei für die Auswahl eines der acht Register (R0 bis R7). Viele Befehle gibt es als Wortbefehle und als Bytebefehle, das heißt, sie operieren mit 16-Bit- bzw. 8-Bit-Einheiten. Die Byteversionen der „doppelt“ vorhandenen Befehle sind in den folgenden Aufstellungen in Klammern angegeben.
1-Adress-Befehle
0
9
10
12
13
15
OP-Code
Mode
Register
Die wichtigsten 1-Adress-Befehle sind:
INC(INCB) X: Inkrementieren des Wertes um 1
DEC(DECB) X: Dekrementieren des Wertes um 1
COM(COMB) X: Einerkomplement von X
NEG(NEGB) X: Zweierkomplement von X (Negierung)
ASR(ASRB) X: Arithmetisches Schieben nach rechts
ASL(ASLB) X: Arithmetisches Schieben nach links
ROR(RORB) X: Nach rechts rotieren
ROL(ROLB) X: Nach links rotieren
2-Adress-Befehle
2-Adress-Befehle folgen immer dem Muster „Befehl–Quelle–Ziel“. Beim Befehl ADD R1, R2 wird also gerechnet R2 = R1 + R2.
0
3
4
6
7
9
10
12
13
15
OP-Code
Mode
Register
Mode
Register
Die wichtigsten 2-Adress-Befehle sind:
MOV(MOVB) A,B: Kopieren (B = A)
ADD A,B: Addition (B = B + A)
SUB A,B: Subtraktion (B = B – A)
MUL A,B: Multiplikation (B = B * A)
DIV A,B: Division (B = B/A)
Sprünge
Bei Sprüngen wird immer ein 8-Bit-Offset angegeben. Dies gibt die Anzahl der Worte an, um die gesprungen wird.
0
7
8
15
OP-Code
Offset
Die PDP-11 bringt sehr viele Sprungbefehle mit, insgesamt 18 verschiedene.
Adressierungsmodi
Die Adressierungsmodi unterscheiden sich bei der PDP-11 abhängig davon, ob als Register R0 bis R5 (Allzweckregister), R6 (Stapelzeiger bzw. Stackpointer, SP) oder R7 (Programmzähler, PC) verwendet wird.
Allzweckregister (R0 bis R5)
Bitfolge
Kurzform
Name/Beschreibung
000
Rn
Register direkt: Der Operand ist Register Rn.
001
@Rn
Register indirekt: die Adresse des Operandes ist im Register Rn.
010
(Rn)+
Postautoinkrement: die Adresse des Operandes ist im Register Rn; danach wird Rn um eine Adressierungseinheit (Byte/Word operation +1/+2) erhöht.
011
@(Rn)+
Postautoinkrement indirekt: die Adresse der Adresse des Operandes ist im Register Rn, danach wird Rn um 2 erhöht.
100
−(Rn)
Preautodekrement: Zuerst wird Rn um eine Adressierungseinheit verringert; die Adresse des Operandes ist im Register Rn.
101
@−(Rn)
Preautodekrement indirekt: Zuerst wird Rn um 2 verringert; die Adresse der Adresse des Operandes ist im Register Rn.
110
X(Rn)
Index: X und der Wert in Rn werden addiert und der Wert verwendet, der an der Speicherstelle steht, die durch diese Summe gegeben ist.
111
@X(Rn)
Index: X und der Wert in Rn werden addiert und der Wert verwendet, der an der Speicherstelle steht, auf die die Speicherstelle zeigt, die durch diese Summe gegeben ist.
Eine Adressierungseinheit ist „1“ für Byte-Befehle und „2“ für Wort-Befehle.
Stapelzeiger (R6)
R6 ist ein Zeiger auf den Stapelspeicher, der vom Prozessor bei Interrupts zur Zwischenspeicherung des aktuellen Maschinenzustands verwendet wird. Der Stapelzeiger dient der Verwaltung des Stapelspeichers, er muss grundsätzlich eine Wortadresse, das heißt eine gerade Adresse enthalten. Deshalb wird im Unterschied zu den Allzweckregistern bei den Adressmodes Autoinkrement bzw. Autodekrement das Register R6 immer um 2 erhöht oder erniedrigt, unabhängig ob es sich um einen Byte- oder Wortbefehl handelt. Darüber hinaus folgen die Adressierungsmodi der oben stehenden Tabelle der Allzweckregister.
Programmzähler (R7 bzw. PC)
Bitfolge
Kurzform
Name/Beschreibung
010
#N
Immediate: Der Wert folgt dem Befehl im Programmspeicher.
011
@#A
Absolute: Die Speicheradresse des Wertes folgt dem Befehl im Programmspeicher.
110
A
Relative: Die Speicheradresse des Wertes ist die Summe aus dem aktuellen Programmzähler und dem Offset, das dem Befehl im Programmspeicher folgt.
111
@A
Relative Indirekt: An der Speicheradresse, die die Summe des aktuellen Programmzählers und dem, dem Befehl folgenden Offset ist, steht die Adresse, an der der Wert zu finden ist.
Trivia
Im Film 23 – Nichts ist so wie es scheint wird die PDP-11 mehrmals erwähnt. Im Film wird fälschlicherweise behauptet, eine PDP-11 benötige zwangsläufig einen Dreiphasenwechselstromanschluss mit 380 V. Obwohl es einige „große“ PDP-11-Modelle gibt, die tatsächlich Dreiphasenwechselstrom benötigen, kommt doch die überwiegende Mehrheit der PDP-11-Rechner mit einphasiger Wechselspannung von 110 V bzw. 220 V aus. Da jedoch im Film ein Einphasenstecker in 32-Ampere-Ausführung zu sehen ist, könnte auch gemeint sein, dass sich die Maschine nicht aus einer normalen Steckdose versorgen lässt. Tatsächlich ist das im Film gezeigte Gerät jedoch keine PDP-11, sondern ein IBM AS/400.[5]
↑Die Unix-Story. Geschichtliches Sachbuch über das Computerbetriebssystem Unix von Autor Brian W. Kernighan, 254 Seiten, Oktober 2020, dpunkt.verlag GmbH, Heidelberg, S. 100
