SDS 940 : l’ordinateur du temps partagé

Le SDS 940 est un ordinateur 24 bits commercialisé par Scientific Data Systems à partir de 1966. Issu des travaux du Project Genie menés à l’université de Californie à Berkeley, il occupe une place importante dans l’histoire du temps partagé et de l’informatique interactive.

Avec cette machine, plusieurs utilisateurs peuvent se connecter simultanément à un même ordinateur depuis des terminaux. Chacun peut saisir des commandes, lancer un programme, consulter un résultat et corriger son travail sans passer par le traitement par lots traditionnel.

Le SDS 940 contribue ainsi à faire évoluer l’ordinateur : il n’est plus seulement une machine de calcul centralisée, mais devient un environnement de travail partagé et interactif.

Contexte historique

Au début des années 1960, l’informatique repose encore largement sur le traitement par lots. Les programmes sont préparés, confiés à un opérateur, puis exécutés les uns après les autres. Les utilisateurs doivent parfois attendre longtemps avant d’obtenir leurs résultats.

Le temps partagé propose une autre organisation. Le processeur alterne rapidement entre plusieurs programmes, donnant à chaque utilisateur l’impression de disposer directement de la machine.

En juin 1963, l’université de Californie à Berkeley lance le Project Genie afin d’étudier l’interaction entre l’homme et l’ordinateur. Le projet est financé par l’ARPA et dirigé par Harry Huskey et David Evans.

Les chercheurs choisissent le SDS 930 comme base matérielle. La machine est modifiée afin de protéger les utilisateurs, de gérer plusieurs programmes et de permettre au système d’exploitation de conserver le contrôle de l’ordinateur.

Le système devient opérationnel en avril 1965. Scientific Data Systems reprend ensuite ces travaux pour commercialiser le SDS 940.

Dates clés

• 1963 : lancement du Project Genie à Berkeley
• 1964 : installation d’un SDS 930 à Berkeley
• 1965 : mise en service du système de temps partagé
• 1966 : commercialisation du SDS 940
• 1967 : utilisation d’un SDS 940 au Stanford Research Institute
• 1968 : démonstration publique du système NLS de Douglas Engelbart
• 1969 : participation du SDS 940 du SRI aux débuts de l’ARPANET

Caractéristiques techniques

• Taille du mot : 24 bits
• Mémoire : de 4 096 à 65 536 mots
• Cycle mémoire : environ 1,75 µs
• Utilisateurs : jusqu’à 32 terminaux selon la configuration
• Périphériques : télétypes, bandes papier, imprimante, tambour, disques et bandes magnétiques

Des modes utilisateur et moniteur

Le SDS 940 distingue plusieurs modes de fonctionnement. Le mode moniteur est réservé au système d’exploitation. Il permet de gérer la mémoire, les périphériques et les interruptions.

Le mode utilisateur limite au contraire les actions des programmes. Certaines instructions sont interdites, notamment celles qui pourraient arrêter la machine ou contrôler directement les périphériques.

Lorsqu’un programme tente d’exécuter une instruction interdite, le matériel provoque un piège et rend le contrôle au système.

Cette séparation entre un mode privilégié et un mode utilisateur constitue aujourd’hui encore un principe fondamental des systèmes d’exploitation.

Protection et relocalisation de la mémoire

Le SDS 940 utilise une carte mémoire matérielle capable de traduire les adresses utilisées par un programme en adresses physiques.

Grâce à ce mécanisme, plusieurs programmes peuvent résider en mémoire sans accéder aux données des autres utilisateurs. Le système peut également déplacer les programmes ou les charger dans plusieurs blocs distincts.

Cette architecture met en œuvre des principes proches de la mémoire virtuelle : séparation entre les adresses vues par le programme et l’organisation réelle de la mémoire.

Les SYSPOPs

Les programmes utilisateurs ne peuvent pas accéder directement aux ressources sensibles. Ils utilisent pour cela des appels appelés System Programmed Operators, ou SYSPOPs.

Un SYSPOP permet à un programme de demander un service au système, par exemple une opération sur un fichier ou un périphérique. Le moniteur effectue ensuite l’opération de manière contrôlée.

Ce principe annonce les appels système présents dans les systèmes d’exploitation modernes.

Un environnement interactif

Le logiciel du SDS 940 comprend un moniteur, un exécutif et plusieurs sous-systèmes.

Les utilisateurs disposent notamment d’un assembleur, d’un débogueur, d’un éditeur de texte et de langages comme FORTRAN, LISP, SNOBOL et CAL.

Depuis un terminal, un utilisateur peut donc écrire un programme, l’exécuter, repérer une erreur, modifier le code et recommencer immédiatement.

Cette méthode de travail rapproche fortement le SDS 940 des environnements interactifs modernes.

Douglas Engelbart et NLS

L’une des utilisations les plus célèbres du SDS 940 a lieu au Stanford Research Institute.

Douglas Engelbart et son équipe utilisent la machine pour développer NLS, le oN-Line System. Ce système propose l’édition interactive de documents, les liens hypertextes, les fenêtres, la collaboration à distance et l’utilisation d’une souris.

Le 9 décembre 1968, Engelbart présente NLS lors d’une démonstration devenue célèbre sous le nom de Mother of All Demos.

Le SDS 940 fournit alors la puissance de calcul nécessaire à cette expérience fondatrice de l’interaction homme-machine.

Temps partagé et services à distance

Le SDS 940 est également utilisé par des entreprises comme Tymshare et Comshare.

Ces sociétés vendent du temps de calcul à distance. Les clients se connectent au système par une ligne téléphonique et utilisent une infrastructure centralisée sans acheter leur propre ordinateur.

Cette organisation annonce certains principes des services informatiques en ligne : ressources partagées, accès distant et facturation selon l’usage.

Pourquoi le SDS 940 est important

• Temps partagé : plusieurs utilisateurs travaillent simultanément sur une même machine.
• Protection : les programmes sont isolés du système et les uns des autres.
• Mémoire virtuelle : les adresses logiques sont séparées des adresses physiques.
• Appels système : les SYSPOPs permettent un accès contrôlé aux services du moniteur.
• Interaction : programmation, édition et débogage se font directement depuis un terminal.
• Réseaux : la machine participe aux premiers développements de l’ARPANET.
• Interfaces modernes : elle sert de base au système NLS de Douglas Engelbart.

Héritage

Le SDS 940 n’est pas le premier ordinateur à utiliser le temps partagé. Cependant, il fait partie des premières machines commerciales conçues pour cet usage.

Son importance vient de la combinaison de plusieurs mécanismes devenus essentiels : protection mémoire, mode utilisateur, mode privilégié, appels système, partage du processeur et terminaux distants.

Le SDS 940 appartient encore au monde des grandes armoires, des mémoires à tores et des télétypes. Pourtant, son fonctionnement annonce déjà l’informatique interactive, connectée et collaborative.

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