PDP-6

Le PDP-6 ne connaît pas la diffusion massive du PDP-8. Il reste une machine produite en petit nombre, coûteuse et ambitieuse. Son importance historique dépasse cependant largement son succès commercial.

Il annonce une informatique interactive et multi-utilisateur, capable d’associer calcul scientifique, langages évolués, terminaux distants et système d’exploitation structuré.

Là où le PDP-8 incarne la voie du mini-ordinateur simple, économique et 12 bits, le PDP-6 représente une autre direction explorée par DEC : celle d’une machine puissante et modulaire, destinée aux laboratoires, aux universités et aux centres de calcul qui souhaitent dépasser le traitement par lots traditionnel.

Fiche rapide

• Constructeur : Digital Equipment Corporation (DEC)
• Nom complet : Programmed Data Processor-6
• Date d’introduction : 1964
• Catégorie : ordinateur scientifique 36 bits
• Architecture : mots de 36 bits
• Registres rapides : 16 registres accumulateurs/index de 36 bits
• Mémoire : mémoire à tores magnétiques, jusqu’à 262 144 mots selon la configuration
• Temps de cycle mémoire : environ 2 microsecondes sur certaines configurations
• Logiciels : MACRO-6, FORTRAN II, éditeur, chargeur, DDT-6 et système de temps partagé
• Postérité : ancêtre architectural de la famille PDP-10

Une machine ambitieuse dans la gamme DEC

Au début des années 1960, DEC est déjà connue pour ses machines interactives, notamment le PDP-1. Avec le PDP-6, l’entreprise vise cependant un niveau d’ambition supérieur.

Il ne s’agit plus seulement de proposer un ordinateur plus accessible que les grands systèmes de l’époque. DEC cherche à construire une machine scientifique complète, capable de prendre en charge des programmes complexes, plusieurs utilisateurs et un environnement logiciel élaboré.

Le PDP-6 se distingue ainsi des petits ordinateurs destinés principalement au contrôle. Sa conception 36 bits vise le calcul numérique, le traitement symbolique, la programmation en langage évolué et le temps partagé.

Son architecture permet de manipuler de grands mots mémoire, d’utiliser un jeu d’instructions riche et de faire fonctionner des langages comme FORTRAN dans de bonnes conditions.

Le PDP-6 occupe ainsi une position intermédiaire entre deux mondes : il conserve l’esprit interactif et modulaire de DEC tout en entrant dans le domaine des ordinateurs scientifiques puissants. Cette orientation préfigure directement la famille PDP-10, qui prendra une place importante dans les universités et les laboratoires de recherche.

Une architecture 36 bits

Le cœur du PDP-6 repose sur une architecture à mots de 36 bits. Ce choix permet de représenter efficacement des instructions, des données numériques, des caractères et des nombres flottants.

Dans les systèmes de calcul scientifique des années 1960, cette largeur de mot offre un compromis intéressant entre précision numérique, souplesse de programmation et efficacité matérielle.

16 registres de 36 bits

La machine dispose de 16 registres de 36 bits, utilisables comme accumulateurs ou registres d’index.

Cette organisation offre au programmeur davantage de souplesse que les architectures plus simples fondées sur un accumulateur unique. Elle facilite notamment les opérations arithmétiques, la manipulation d’adresses et l’optimisation des boucles.

La mémoire à tores magnétiques

La mémoire centrale du PDP-6 repose sur une mémoire à tores magnétiques. Selon les configurations, elle peut être organisée en modules de différentes tailles.

Le PDP-6 peut adresser jusqu’à 262 144 mots de 36 bits. Une configuration de 32 768 mots représente déjà une capacité importante pour l’époque : chaque mot peut notamment contenir deux instructions, un nombre flottant ou plusieurs caractères codés sur 7 bits.

Processeur et logique interne

Le processeur principal du PDP-6 est désigné dans la documentation DEC comme Arithmetic Processor Type 166. Il exécute les opérations arithmétiques et logiques, contrôle l’enchaînement des instructions et communique avec la mémoire et les périphériques par l’intermédiaire de bus spécialisés.

La machine comporte plusieurs registres internes : registre mémoire, registre d’adresse, registre d’instruction, compteur ordinal, accumulateur, registre multiplicateur-quotient, ainsi que des registres utilisés par les mécanismes de protection et de relocation.

Cette organisation témoigne d’une architecture nettement plus sophistiquée que celle des mini-ordinateurs 12 bits de la même période.

La présence de mécanismes de protection mémoire et de relocation répond à une exigence essentielle : permettre à plusieurs programmes ou utilisateurs de partager la machine sans interférer directement avec leurs espaces mémoire respectifs.

Cette capacité joue un rôle fondamental dans l’utilisation du PDP-6 en temps partagé.

Une architecture modulaire

Le PDP-6 est conçu comme un système modulaire. DEC prévoit la possibilité de combiner processeurs, mémoires, contrôleurs et périphériques en fonction des besoins du site.

Un système peut ainsi être adapté à différents usages :

• calcul scientifique ;
• traitement de données ;
• pilotage d’équipements ;
• développement logiciel ;
• temps partagé.

Cette modularité se retrouve dans l’organisation des bus, des contrôleurs de périphériques et des interfaces d’entrée/sortie.

DEC propose notamment :

• des lecteurs et perforateurs de ruban ;
• des téléimprimeurs ;
• des lecteurs de cartes ;
• des unités de bandes magnétiques ;
• des unités DECtape ;
• des tambours magnétiques ;
• des imprimantes ligne ;
• des convertisseurs analogique-numérique ;
• des convertisseurs numérique-analogique.

Le PDP-6 n’est donc pas seulement conçu comme un processeur central. Il constitue une plateforme informatique complète autour de laquelle un laboratoire ou une université peut construire son environnement de travail.

Entrées-sorties et périphériques

L’organisation des entrées-sorties constitue un aspect important du PDP-6. La machine peut gérer aussi bien des périphériques relativement lents, comme les télétypes, que des dispositifs beaucoup plus rapides, comme les bandes magnétiques, les tambours ou les lecteurs de cartes.

Elle peut également être reliée à des équipements scientifiques grâce à des convertisseurs analogique-numérique ou numérique-analogique.

Cette diversité correspond directement aux usages visés par DEC. Le PDP-6 doit pouvoir servir d’ordinateur scientifique, mais aussi de centre de contrôle pour des instruments ou des équipements expérimentaux.

Il s’inscrit ainsi dans une tradition importante chez DEC : mettre l’ordinateur au contact direct du monde physique, des laboratoires et des installations techniques.

Le Priority Interrupt System

Le Priority Interrupt System permet au PDP-6 de réagir à des événements provenant de ses périphériques ou d’équipements extérieurs.

Cette capacité est importante pour :

• le temps partagé ;
• le contrôle de processus ;
• l’acquisition de données ;
• la gestion simultanée de plusieurs périphériques.

Le PDP-6 et le temps partagé

L’un des aspects majeurs du PDP-6 est son orientation vers le temps partagé.

Dans un système traditionnel de traitement par lots, les utilisateurs préparent leurs travaux, les soumettent à l’ordinateur puis attendent les résultats. Avec le temps partagé, plusieurs utilisateurs peuvent au contraire interagir avec la machine depuis des consoles ou des terminaux.

Le processeur partage très rapidement son temps entre différents programmes, donnant à chaque utilisateur l’impression de disposer directement de la machine.

Le système de temps partagé du PDP-6 repose sur un moniteur résident chargé d’organiser les travaux, d’allouer la mémoire, de contrôler les entrées-sorties et de passer rapidement d’un programme à un autre.

Cette organisation permet à plusieurs tâches de progresser en apparence simultanément en partageant le temps du processeur.

L’environnement comprend notamment :

• des consoles utilisateurs ;
• des programmes de service ;
• des outils d’édition de texte ;
• des assembleurs et compilateurs ;
• des outils de débogage ;
• un accès aux fichiers ;
• une gestion centralisée des périphériques.

Le PDP-6 ne se présente donc plus simplement comme un ordinateur exécutant successivement des programmes, mais comme une véritable plateforme informatique interactive.

Le moniteur de multiprogrammation

Le moniteur du PDP-6 coordonne les programmes utilisateurs, les zones mémoire, les périphériques, les files d’attente et les commandes envoyées depuis les consoles.

Il peut suspendre l’exécution d’un programme, en lancer un autre, attribuer des ressources ou traiter une demande d’entrée-sortie.

Cette multiprogrammation permet notamment d’éviter que le processeur reste inutilisé lorsqu’un programme attend une opération lente, comme la lecture d’une bande ou une impression.

Pendant cette attente, le processeur peut être affecté à un autre programme, ce qui améliore considérablement l’utilisation globale de la machine.

Le PDP-6 participe ainsi à une évolution fondamentale : l’ordinateur devient un système capable d’arbitrer et de partager ses ressources entre plusieurs tâches et plusieurs utilisateurs.

Un environnement logiciel complet

FORTRAN II et MACRO-6

L’environnement logiciel du PDP-6 est particulièrement riche pour son époque. DEC fournit notamment FORTRAN II, destiné au calcul scientifique, et MACRO-6, un assembleur symbolique utilisé pour la programmation système et les applications nécessitant un contrôle précis du matériel.

FORTRAN II permet aux scientifiques et aux ingénieurs d’écrire des programmes numériques sans avoir à manipuler directement chaque instruction machine.

MACRO-6 joue un rôle complémentaire. Il permet d’écrire des programmes proches du matériel avec des symboles, des macros, une gestion des adresses et la génération de code relogeable.

Sur une machine aussi complexe que le PDP-6, ce type d’outil est essentiel au développement du système, des utilitaires et des applications spécialisées.

DDT-6 et le débogage interactif

Le PDP-6 dispose également de DDT-6, un outil de débogage dynamique.

DDT permet notamment :

• d’examiner l’état d’un programme ;
• de consulter ou modifier des données ;
• de modifier des instructions ;
• de poser des points d’arrêt ;
• de reprendre l’exécution d’un programme.

Cet outil s’inscrit dans une tradition importante de DEC : permettre un dialogue direct entre le programmeur et la machine.

Au lieu de soumettre un paquet de cartes puis d’attendre une sortie imprimée, l’utilisateur peut observer, corriger et relancer son programme depuis une console.

Cette méthode favorise une programmation plus expérimentale et plus interactive, proche des pratiques qui deviendront courantes par la suite.

PIP et les échanges de données

Le Peripheral Interchange Program (PIP) permet de transférer des données entre différents périphériques.

Il peut notamment copier des fichiers, convertir certains formats, préparer des entrées ou rediriger des sorties.

Son rôle est particulièrement important dans un environnement où l’information circule entre plusieurs supports :

• télétype ;
• ruban perforé ;
• DECtape ;
• bande magnétique ;
• imprimante ;
• mémoire centrale.

PIP illustre l’évolution progressive de l’ordinateur vers un véritable environnement logiciel cohérent : copier, éditer, compiler, charger, exécuter et déboguer deviennent des opérations organisées par le système.

Le PDP-6 dans les universités

Le PDP-6 trouve naturellement sa place dans les environnements universitaires.

L’exemple de l’Université d’Australie-Occidentale, qui reçoit un PDP-6 en mai 1965, illustre ce type d’utilisation. Des utilisateurs peuvent soumettre et contrôler leurs travaux depuis des terminaux distants, reliés par des lignes de communication fonctionnant à 110 ou 300 bits par seconde.

Cette utilisation à distance est particulièrement importante. Plusieurs départements d’une université, voire d’autres institutions, peuvent exploiter la même machine sans se trouver physiquement dans la salle informatique.

L’ordinateur devient alors une ressource de calcul centralisée accessible depuis plusieurs points d’accès.

À l’échelle des années 1960, cette organisation annonce déjà certains principes que l’on retrouvera plus tard dans l’informatique en réseau et les systèmes multi-utilisateurs.

PDP-6 et PDP-8 : deux visions de l’informatique

Le PDP-6 et le PDP-8 apparaissent à une période proche, mais ils incarnent deux stratégies très différentes.

Le PDP-8 est une machine 12 bits, relativement simple et économique, destinée à une diffusion beaucoup plus large. Le PDP-6 est au contraire un ordinateur 36 bits, plus coûteux et plus complexe, conçu pour le calcul scientifique, le temps partagé et les environnements multi-utilisateurs.

Ces deux machines illustrent la diversité de la stratégie de DEC dans les années 1960.

• Avec le PDP-8, DEC contribue à élargir l’accès aux ordinateurs grâce au mini-ordinateur.
• Avec le PDP-6, l’entreprise développe des systèmes interactifs avancés destinés aux universités et aux grands laboratoires.

Le PDP-8 transforme le marché du mini-ordinateur ; le PDP-6 prépare une architecture et des pratiques qui trouveront leur prolongement dans la génération suivante.

Une machine rare, mais fondatrice

Le PDP-6 ne connaît pas un grand succès commercial. Sa complexité, son coût et son ambition le placent dans une catégorie très différente de celle du PDP-8.

Sa diffusion limitée ne doit cependant pas masquer son influence.

Le PDP-6 inaugure en effet l’architecture qui sera poursuivie et développée dans la famille PDP-10. Cette filiation est essentielle : les systèmes 36 bits suivants de DEC deviendront particulièrement importants dans les universités, le temps partagé, la recherche informatique et la culture des programmeurs.

Le PDP-6 doit donc être compris moins comme une réussite commerciale que comme une machine fondatrice. Il établit des choix architecturaux et logiciels qui auront une longue descendance.

Une étape vers l’informatique interactive moderne

L’intérêt historique du PDP-6 tient à la combinaison de plusieurs caractéristiques :

• une architecture 36 bits puissante ;
• un environnement logiciel complet ;
• des terminaux distants ;
• la multiprogrammation ;
• le temps partagé ;
• des outils de programmation et de débogage interactifs.

Ces éléments caractériseront une part importante de l’informatique universitaire et scientifique des décennies suivantes.

Le PDP-6 participe ainsi à une transformation profonde de la relation entre l’utilisateur et l’ordinateur. La machine n’est plus seulement un équipement central auquel on confie des travaux pour obtenir un résultat ultérieurement : elle devient un système avec lequel plusieurs personnes peuvent dialoguer directement.

Cette évolution transforme progressivement la programmation, l’enseignement, la recherche et la manière même de concevoir l’utilisation d’un ordinateur.

Quelle est l’importance historique du PDP-6 ?

Le PDP-6 est une machine rare, ambitieuse et historiquement importante. Sa diffusion limitée ne doit pas masquer le rôle qu’elle joue dans l’évolution des systèmes DEC.

Avec son architecture 36 bits, ses nombreux registres, ses mécanismes de protection mémoire, son environnement de temps partagé et ses outils de développement, il annonce directement la famille PDP-10.

Il constitue ainsi un chaînon entre les premières machines interactives de DEC et les grands environnements informatiques universitaires de la fin des années 1960 et des années 1970.

Le PDP-6 montre surtout que l’ordinateur peut devenir une ressource partagée, interactive et programmable directement, et non plus seulement une machine exécutant des traitements différés.

À retenir

• Le PDP-6 est un ordinateur DEC 36 bits introduit en 1964.
• Il est conçu pour le calcul scientifique, le temps partagé et les usages universitaires.
• Il dispose de 16 registres de 36 bits et d’une mémoire à tores magnétiques extensible.
• Son environnement logiciel comprend FORTRAN II, MACRO-6, DDT-6, PIP et un moniteur de temps partagé.
• Sa diffusion commerciale reste limitée.
• Son architecture constitue la base directe de la future famille PDP-10.

Sources documentaires

• Programmed Data Processor-6 Handbook, Digital Equipment Corporation, août 1964.
• PDP-6 Time Sharing Software, Digital Equipment Corporation, 1965.
• PDP-6 Multiprogramming System Manual, Digital Equipment Corporation, 1965.
• The PDP-6 Computer — Delivered to UWA in May 1965, fiche historique de l’Université d’Australie-Occidentale.