Introduction

Le IBM 1620 Model II, également écrit IBM 1620 Model 2, est un ordinateur scientifique développé par International Business Machines Corporation (IBM) au début des années 1960. Introduit en 1962, il constitue une évolution importante du IBM 1620 Model I, ordinateur annoncé par IBM en 1959 et destiné principalement aux universités, laboratoires, établissements d'enseignement, ingénieurs et organisations ayant besoin d'une machine relativement accessible pour effectuer des calculs scientifiques et techniques.

Le Model II ne constitue pas une architecture entièrement nouvelle. IBM conserva les principes fondamentaux du premier 1620 afin de maintenir une importante compatibilité avec les programmes existants, mais améliora plusieurs éléments internes de la machine. Ces modifications permirent d'obtenir un ordinateur sensiblement plus rapide et mieux adapté aux applications scientifiques complexes.

Comme son prédécesseur, le IBM 1620 Model II est un ordinateur transistorisé. Il ne possède donc aucun microprocesseur au sens moderne du terme. Les microprocesseurs intégrant l'unité centrale sur une seule puce n'existaient pas encore commercialement au début des années 1960. Le processeur du 1620 était constitué de nombreux circuits électroniques répartis dans la machine.

L'une des principales particularités du 1620 est son architecture décimale. Contrairement à de nombreux ordinateurs ultérieurs organisant principalement leur mémoire en octets ou en mots binaires de longueur fixe, le 1620 travaille directement avec des chiffres décimaux codés en binaire.

Chaque position de la mémoire à tores magnétiques du Model II peut contenir un chiffre au moyen d'un code BCD de 6 bits. Les positions mémoire peuvent être adressées individuellement, et le système peut traiter des informations numériques, alphabétiques et certains caractères spéciaux.

Cette organisation permet au 1620 de travailler avec des champs de longueur variable. Un nombre n'est donc pas nécessairement limité à une longueur comparable aux entiers de 16, 32 ou 64 bits des architectures modernes. Le programme peut manipuler des nombres dont la longueur est déterminée par les besoins du calcul.

Le IBM 1620 Model II utilise une architecture d'instructions principalement à deux adresses. Une instruction machine normale comporte 12 chiffres décimaux. Les deux premiers constituent le code de l'opération, les cinq suivants forment l'adresse P, et les cinq derniers l'adresse Q.

L'adresse P correspond généralement à l'un des opérandes ou à la destination de l'opération, tandis que l'adresse Q désigne généralement l'autre opérande. Cette organisation reflète le fonctionnement essentiellement mémoire à mémoire du 1620.

La documentation IBM indique qu'une instruction normale nécessite un cycle d'instruction de 60 microsecondes sur le Model II. Ce cycle est constitué de six cycles mémoire de 10 microsecondes. Le temps total nécessaire à une opération dépend ensuite du nombre de cycles d'exécution requis par l'instruction concernée.

L'une des améliorations fondamentales du Model II concerne justement sa mémoire à tores magnétiques. Le premier IBM 1620 possède un cycle mémoire de 20 microsecondes, tandis que celui du Model II est ramené à 10 microsecondes. Cette amélioration double donc la vitesse fondamentale d'accès à la mémoire.

Le système conserve les capacités de mémoire caractéristiques de la famille 1620. Selon la configuration, il pouvait disposer de 20 000, 40 000 ou 60 000 positions décimales. Ces valeurs ne doivent pas être traduites directement en kilo-octets, car une position mémoire du 1620 n'est pas équivalente à un octet moderne.

Chaque position de mémoire du Model II utilise un code de six bits pour représenter l'information. IBM précise dans sa documentation que chaque position peut être sélectionnée individuellement et contenir un chiffre d'information codé en BCD.

Une autre différence fondamentale entre le Model I et le Model II concerne les opérations arithmétiques. Le premier 1620 est célèbre pour son utilisation de tables de consultation placées en mémoire pour effectuer certaines opérations, notamment l'addition.

Cette particularité avait donné naissance au surnom humoristique CADET, parfois interprété comme Can't Add, Doesn't Even Try. Ce surnom faisait référence au fait que le premier modèle recherchait certains résultats arithmétiques dans une table en mémoire plutôt que d'effectuer entièrement l'opération à l'aide de circuits arithmétiques spécialisés.

Le Model II corrige en grande partie cette particularité pour l'addition et la soustraction. Ces opérations sont réalisées par des circuits matériels dédiés, ce qui améliore leurs performances. La multiplication conserve cependant une organisation faisant intervenir une table placée en mémoire.

Le Model II bénéficie également d'autres possibilités destinées à renforcer son utilisation scientifique. La documentation IBM mentionne trois fonctions particulièrement significatives : les opérations automatiques en virgule flottante, les registres d'index et les capacités binaires.

Les registres d'index facilitent notamment le traitement des tableaux, matrices et structures répétitives. Un programme scientifique effectuant les mêmes opérations sur de nombreuses valeurs peut ainsi modifier efficacement les adresses utilisées par les instructions sans devoir modifier directement chaque instruction.

La fonction de virgule flottante automatique permet quant à elle d'accélérer et de simplifier les calculs portant sur des nombres possédant des ordres de grandeur très différents. Cette possibilité est particulièrement utile pour les applications scientifiques, mathématiques et d'ingénierie.

Les capacités binaires donnent également au Model II davantage de souplesse pour certaines applications nécessitant une manipulation de données différente du fonctionnement décimal traditionnel du 1620. Le système reste cependant fondamentalement une architecture décimale.

Comme le Model I, le Model II pouvait être associé à plusieurs périphériques IBM. Les programmes et les données pouvaient notamment être introduits au moyen de cartes perforées, de bandes de papier ou de la console.

Le IBM 1622 Card Read-Punch permettait l'utilisation des cartes perforées IBM à 80 colonnes. Ces cartes pouvaient contenir aussi bien des données que des programmes. Elles constituaient alors l'un des principaux moyens d'introduire de grandes quantités d'informations dans un ordinateur.

Une machine à écrire de console permettait également à l'opérateur de communiquer directement avec le système. Elle servait notamment à entrer certaines informations, contrôler le fonctionnement de la machine et recevoir des messages ou résultats.

Pour produire des documents imprimés, différentes configurations du système pouvaient utiliser une imprimante telle que la IBM 1443. Celle-ci permettait d'obtenir beaucoup plus rapidement des résultats imprimés que la machine à écrire de console.

Le 1620 pouvait également être associé au célèbre IBM 1627 Plotter, un traceur particulièrement intéressant dans les environnements scientifiques. Au lieu de produire uniquement des colonnes de nombres, un programme pouvait commander le déplacement d'une plume et transformer les résultats numériques en courbes et diagrammes.

IBM proposait deux modèles principaux du 1627. La documentation du Model II indique que le 1627 Model 1 dispose d'une largeur de tracé de 11 pouces et peut fonctionner jusqu'à 18 000 pas par minute. Le Model 2 offre une largeur beaucoup plus importante, d'environ 29,5 pouces, avec une vitesse de 12 000 pas par minute. Dans les deux cas, le déplacement de la plume s'effectue par incréments de 1/100 de pouce.

L'entreposage sur disque pouvait également être utilisé avec certaines configurations. Le IBM 1311 Disk Storage Drive figure parmi les périphériques documentés pour l'environnement IBM 1620/1710. Il utilisait des ensembles de disques amovibles et permettait un accès direct aux données, contrairement aux cartes ou bandes nécessitant davantage de traitement séquentiel.

Le IBM 1620 Model II était particulièrement adapté à la programmation scientifique. Les programmeurs pouvaient employer le langage symbolique SPS (Symbolic Programming System) pour travailler relativement près de l'architecture de la machine.

Mais le langage le plus important dans les environnements scientifiques était FORTRAN. IBM proposait notamment des systèmes FORTRAN et FORTRAN II pour le 1620. Ceux-ci permettaient aux scientifiques, ingénieurs et étudiants d'écrire des équations et algorithmes sous une forme beaucoup plus pratique que le langage machine.

Cette combinaison entre une machine relativement compacte, FORTRAN et des périphériques scientifiques tels que le traceur explique pourquoi le 1620 fut largement utilisé dans les universités et établissements d'enseignement. Il permettait à des étudiants d'apprendre la programmation et les méthodes numériques sur un véritable ordinateur scientifique.

Le Model II représentait une amélioration particulièrement intéressante pour ces utilisateurs. Les programmes conçus pour la première génération pouvaient bénéficier d'une machine plus rapide sans que l'établissement doive nécessairement abandonner son environnement logiciel.

Le 1620 fut également employé pour des applications dépassant l'enseignement. Des ingénieurs pouvaient l'utiliser pour effectuer des calculs de structures, des analyses numériques, des simulations, des statistiques et différents calculs nécessaires à la conception industrielle.

L'architecture du 1620 servit aussi de base à des systèmes de contrôle industriel, notamment dans la famille IBM 1710 Process Control System. Le processeur pouvait ainsi être intégré à des installations chargées de surveiller et contrôler des procédés industriels.

Le IBM 1620 Model II représente donc une version considérablement perfectionnée du premier 1620. Il conserve l'architecture décimale et l'organisation générale de son prédécesseur, mais bénéficie d'une mémoire deux fois plus rapide et d'une unité arithmétique améliorée.

Il constitue également une étape importante avant l'arrivée d'ordinateurs scientifiques IBM plus modernes. Au milieu des années 1960, IBM introduisit notamment le IBM 1130, qui reprit une partie du marché occupé jusque-là par le 1620 dans les universités et les environnements scientifiques.

Fiche technique

Voici les caractéristiques du «1620 MOD II» de «IBM» :

Model I contre Model II

Les principales différences peuvent être résumées ainsi :

Le changement le plus immédiatement mesurable reste le passage du cycle mémoire de 20 à 10 microsecondes. Le Model II pouvait donc effectuer ses accès fondamentaux à la mémoire deux fois plus rapidement que le premier modèle.