PRS-4

Komputery PRS 4 w Muzeum Historii Komputerów i Informatyki w Katowicach

PRS-4 – uniwersalny, modułowy minikomputer trzeciej generacji o 16-bitowym słowie, zbudowany w oparciu o układy scalone podstawowej (SSI) oraz średniej (MSI) skali integracji. Prototyp minikomputera, nazwany MKJ-28, powstał w drugiej połowie 1973 roku w Zakładzie Automatyzacji Powierzchniowej (CPA), który wchodził w skład Zakładów Konstrukcyjno-Mechanizacyjnych Przemysłu Węglowego w Katowicach. Został zaprojektowany w sposób zapewniający pełną logiczną zgodność z rodziną minikomputerów firmy Hewlett-Packard^[1] (HP2114, HP215, HP2116, HP2100). Minikomputer produkowano w Zakładzie Elektroniki Górniczej w Tychach w latach 1975-1987, początkowo jako SMC-3 (seria informacyjna licząca 17 egzemplarzy), a od 1979 r., po modernizacji wykonanej przez Zakład Systemów Sterowania (BS-3), jako PRS-4 (produkcja seryjna obejmująca ponad 150 egzemplarzy). Nazwę minikomputera zmieniono na PRS-4 (Programowany Rejestrator Cyfrowy), aby obejść obowiązujące w PRL rozporządzenie pozwalające na produkcję komputerów jedynie przez ELWRO i Zjednoczenie MERA^[1].

Minikomputer składał się z 16-bitowej jednostki centralnej (CPU), pamięci operacyjnej i kanału wejścia-wyjścia. W kanale wejścia-wyjścia pracowały standardowe karty interfejsu do urządzeń peryferyjnych i pamięci zewnętrznych oraz karty interfejsu kanału przemysłowego. Minikomputer wyposażono standardowo w układ detekcji zaniku napięcia zasilania i restartu, a opcjonalnie w moduł bezpośredniego dostępu do pamięci oraz moduł kontroli parzystości i ochrony pamięci.

Układy jednostki centralnej, karty interfejsu i półprzewodnikową pamięć operacyjną, dostępną od 1984 roku, wykonano w postaci pakietów, w standardzie mechaniki systemu CAMAC i umieszczano w 19-calowej kasecie. Kaseta mieściła do 25 pakietów lokowanych w następujący sposób:

• pozycje 1–16 karty interfejsu,
• pozycje 17,18 opcje jednostki centralnej,
• pozycje 19–23 moduły jednostki centralnej,
• pozycja 24 układy pulpitu sterowania,
• pozycja 25 półprzewodnikowa pamięć operacyjna.

Parametry jednostki centralnej

• równoległa struktura arytmometru,
• 16-bitowe słowo maszynowe (+ opcjonalnie 2 bity parzystości),
• 70 rozkazów maszynowych,
• mikroprogramowanie, pozwalające wykonać do 8 rozkazów w jednym cyklu maszynowym,
• 9 rejestrów roboczych (7 rejestrów 16-bitowych i 2 rejestry 1-bitowe), w tym 2 równoprawne 16-bitowe akumulatory,
• adresowanie pamięci bezpośrednie i pośrednie,
• nieograniczona krotność adresowania pośredniego,
• 2 μs cykl maszynowy,
• czas wykonania rozkazu bezadresowego 2 μs,
• czas wykonania rozkazu adresowego (adresacja bezpośrednia) 4 μs,
• czas wykonania rozkazu adresowego (adresacja pośrednia jednokrotna) 6 μs.

Parametry pamięci operacyjnej

• ferrytowa rdzeniowa albo półprzewodnikowa SRAM nieulotna,
• pojemność pamięci ferrytowej od 4k słów (8k bajtów) do 32k słów (64k bajtów),
• pojemność pamięci półprzewodnikowej 32k słowa (64k bajtów),
• organizacja stronicowa,
• pojemność strony 1k słów (2k bajtów)
• 2 rodzaje stron: zerowa (zero page) o adresach 0–1777(8) i bieżąca (current page),
• ostatnie 64 słowa chronione i przeznaczone dla programu wczytującego (loadera).

Urządzenia peryferyjne

• CT2200 czytnik taśmy perforowanej,
• DT105S perforator taśmy,
• MERA 7952 monitor ekranowy,
• DZM 180 drukarka znakowa mozaikowa,
• DZM 180 KSR drukarka znakowa mozaikowa z klawiaturą,
• ASR 390 dalekopis (ang. teletype).

Pamięci zewnętrzne

• PK1 pamięć taśmowa kasetowa,
• SP45DE pamięć dyskowa (dyski elastyczne).

Standardowe karty interfejsu

• KI-420 uniwersalny, dwukierunkowy rejestr 8-bitowy równoległy (CENTRONICS),
• KI-430 uniwersalny, dwukierunkowy rejestr 8-bitowy szeregowy, asynchroniczny (RS232C, TTY),
• KI-432 V24 uniwersalny, dwukierunkowy rejestr 8-bitowy szeregowy (modem EC8006),
• KI-440, KI-441 sterownik pamięci PK-1,
• KI-442 sterownik pamięci SP45DE (dyski elastyczne).

Karty interfejsu kanału przemysłowego

• KI-410 programowany generator przerwań,
• KI-412 zegar czasu astronomicznego,
• KI-424 uniwersalny pakiet zawierający standardowy układ współpracy z magistralą wejściowo-wyjściową, służący do samodzielnego wykonania specjalizowanego sterownika,
• KI-450 64-wejścia 2-stanowe, nieprzerywające (4x16-bitów), z separacją galwaniczną albo bez,
• KI-452 16-wejść 2-stanowych przerywających, z separacją galwaniczną albo bez,
• KI-460 64-wyjścia 2-stanowe (4x16-bitów), z separacją galwaniczną albo bez,
• KI-470 przetwornik częstotliwość/wartość liczbowa,
• KI-473, KI-474 przetworniki napięcie/czas,
• KI-480 szybki, kompensacyjny przetwornik A/C,
• KI-482 przetwornik A/C z podwójnym całkowaniem,
• KI-483 wzmacniacz z programowanym wzmocnieniem,
• KI-484 multipekser stykowy 16-kanałowy,
• KI-486, KI-487 multipleksery analogowe 8-kanałowe,
• KI-500A multiplekser rozszerzenia kanału wejścia-wyjścia,
• KI-500B sterownik kasety rozszerzenia kanału wejścia-wyjścia.

Oprogramowanie

• Asembler (wymagał minimum 4k słów pamięci operacyjnej),
• ALGOL (wymagał minimum 8k słów pamięci operacyjnej),
• FORTRAN (wymagał minimum 8k słów pamięci operacyjnej),
• FORTRAN IV (wymagał minimum 8k słów pamięci operacyjnej),
• BASIC (wymagał minimum 8k słów pamięci operacyjnej),
• biblioteka podprogramów,
• BCS podstawowy system operacyjny,
• SOCR79 system operacyjny czasu rzeczywistego, rezydujący w pamięci operacyjnej,
• BABEL dyskowy system operacyjny,
• edytor symboliczny,
• debuggery,
• programy testujące.

Zastosowania

90 egzemplarzy programowanego rejestratora PRS-4 zastosowano w polskim górnictwie węgla kamiennego w następujących modułach systemu dyspozytorskiego MSD-80:

• HADES – monitorowania parametrów produkcji (26 kopalń),
• SAK – monitorowania zagrożeń tąpaniami pasywnymi metodami sejsmoakustyki (32 kopalnie),
• SYLOK – lokalizacji wstrząsów i określania ich energii (16 kopalń),
• CMC1/2 – monitorowania zagrożenia wybuchem metanu (7 kopalń),
• SWWP – wczesnego wykrywania pożarów endo- i egzogenicznych (2 kopalnie).

34 minikomputery PRS-4 sprzedano za granicę: 26 do Chin w systemach HADES (6 egzemplarzy), SAK (5 egzemplarzy), SYLOK (5 egzemplarzy) i CMC1/2 (10 egzemplarzy) oraz 8 do Rumunii w systemach HADES. Licencję na wytwarzanie systemów SAK i SYLOK sprzedano Chinom w połowie lat 80. XX stulecia. Był to wtedy jedyny w Polsce przypadek sprzedaży licencji systemu komputerowego. Pozostałe egzemplarze minikomputera PRS-4 zastosowano w górnictwie rud miedzi, w kombinatach górniczo-hutniczych metali kolorowych, w kolejnictwie, a także w placówkach naukowo-badawczych.

Komputery takie są w ekspozycji Muzeum Historii Komputerów i Informatyki w Katowicach^[2].

Przypisy

Bibliografia

• Mokrosz M., Suchy J., Żymełka K.. Programowany rejestrator PRS-4 – podstawa automatyzacji kopalni węgla kamiennego. „INFORMATYKA”. 8–9, 1982. INDEKS 36124. 
• Żymełka K.. Komputerowe systemy dyspozytorskie w latach 1975-1995. „Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa”. 9–10 (303), 1995. Katowice. ISSN 0208-7446. 
• Żymełka K.: Monitorowanie procesów technologicznych i stanu bezpieczeństwa w dyspozytorniach polskich kopalń węgla kamiennego. Chorzów: Wydawnictwo Instytutu Systemów Sterowania, 2000, seria: Prace Instytutu Systemów Sterowania.
• Żymełka K.. Minikomputer PRS-4. Wspomnienia konstruktora. „ANALECTA Studia i materiały z dziejów nauki”. 1–2, 2010. ISSN 1230-1159. 

Linki zewnętrzne

• Rutkiewicz I. „Na Ziemi i pod Ziemią”, NETWORLD nr 7–8/2004 (http://www.idg.pl/artykuly/42329.html)
• Telewizja Polska S.A, Aktualności: Komputer made in Tychy [film], katowice.tvp.pl, 9 listopada 2013, Od 11:57 [dostęp 2018-12-10]  (pol.).
  • Sentymentalna podróż po Muzeum Historii Komputerów. Telpol INFO PRS-4 - 7:00, terminal - 11:26 minuta. [dostęp 2018-12-25].