PDP-1

1. 개요

PDP-1은 MIT 링컨 연구소에서 설계 및 제작된 TX-0 및 TX-2 컴퓨터를 기반으로 한 최초의 상업용 컴퓨터 중 하나이다. 1960년에 처음 인도되었으며, 사용자와의 상호 작용에 초점을 맞춰 설계되었다. PDP-1은 18비트 워드 크기를 사용하고, 4096 워드의 주 기억 장치를 갖췄으며, CRT 디스플레이를 주변 장치로 사용했다. 이 컴퓨터는 초기 비디오 게임인 스페이스워!, 텍스트 편집기, 워드 프로세서 등 다양한 혁신의 플랫폼 역할을 했으며, 현재 3대가 보존되어 컴퓨터 역사 박물관에서 전시되고 있다.

2. 역사

PDP-1의 설계는 MIT 링컨 연구소에서 개발한 TX-0와 TX-2 컴퓨터를 기반으로 한다. 벤자민 걸리가 이 프로젝트의 수석 엔지니어였다. 1959년 12월 동부 합동 컴퓨터 컨퍼런스에서 프로토타입을 공개했고, 1960년 11월 BBN 테크놀로지스에 첫 번째 PDP-1을 인도했으며, 1961년 초에 공식적으로 인수되었다.

1961년 9월, DEC는 PDP-1을 MIT에 기증했으며, 이 컴퓨터는 TX-0 컴퓨터 옆에 설치되었다. PDP-1은 MIT에서 해커 문화를 촉발시키고, 스페이스워!, 텍스트 편집기, 워드 프로세서, 디버거, 컴퓨터 체스 프로그램, BBN 시분할 시스템, 컴퓨터 음악 등 다양한 혁신의 기반이 되었다.

PDP-1은 기본 형태로 120000USD에 판매되었으며, 로렌스 리버모어 국립 연구소와 캐나다 원자력 공사 등에서 주문이 이어졌다. 1969년까지 총 53대의 PDP-1이 인도되었고, 1970년대까지 활발하게 사용되었다.

2.1. 한국에 미친 영향

PDP-1이 한국에 직접적으로 도입된 기록은 없지만, PDP-1을 통해 발전된 기술과 문화는 간접적으로 한국의 컴퓨터 과학 및 산업 발전에 영향을 미쳤다고 볼 수 있다. PDP-1에서 탄생한 시분할 시스템, 프로그래밍 언어, 소프트웨어 개발 방법론 등은 이후 한국의 대학 및 연구기관에서 전산학 교육과 연구에 활용되었을 가능성이 높다. PDP-1은 최초의 상업용 컴퓨터 중 하나로, 사용자와의 상호 작용에 초점을 맞춘 설계 철학은 이후 컴퓨터 개발에 큰 영향을 미쳤다.

PDP-1은 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 학생 신문인 더 테크에서 악의적인 보안 해커에 대한 최초의 언급이 등장하는 배경이 되기도 했다. 이 기사에서는 학생들이 하버드 대학교의 회선을 묶고, PDP-1을 이용하여 무료 통화를 하고, 워 다이얼링을 사용하며, 많은 전화 요금을 축적하는 프리킹(전화 해커) 행위에 대해 다루었다. 이는 컴퓨터 기술의 발전과 함께 나타난 초기 해킹 문화의 단면을 보여주는 사례로, 한국 사회에도 간접적인 영향을 미쳤을 것으로 추정된다.

3. 기술적 특징

PDP-1은 18비트 워드 크기를 가지며, 표준 주 기억 장치는 4096 워드(9,216 바이트)이다. 최대 65,536 워드까지 확장할 수 있다. 자심 기억 장치의 사이클 시간은 5.35 마이크로초이다 (약 187 킬로헤르츠의 클럭 속도에 해당). 대부분의 산술 명령어는 메모리 사이클을 두 번 사용하므로 10.7 마이크로초가 걸린다. 부호 있는 숫자는 1의 보수로 표현된다.

PDP-1은 2,700개의 트랜지스터와 3,000개의 다이오드를 사용한다. 주로 DEC 1000 시리즈 시스템 모듈로 구성되어 있으며, 마이크로 합금 트랜지스터와 마이크로 합금 확산 트랜지스터를 사용하여 5MHz의 정격 스위칭 속도를 낸다. 시스템 빌딩 블록은 여러 개의 19인치 랙에 패키징되어 있다. 이 랙들은 단일 대형 메인프레임 케이스에 패키징되어 있으며, 스위치와 조명이 있는 육각형 제어 패널이 메인프레임 한쪽 끝에 테이블 높이로 장착되어 있다. 제어 패널 위에는 시스템의 표준 입출력 솔루션인 천공 테이프 리더 및 라이터가 있다.

PDP-1의 무게는 약 730kg이다.

4. 주변 장치

PDP-1은 주요 저장 매체로 팬폴드 펀칭된 종이 테이프를 사용했다. 천공 카드 묶음과는 달리, 종이 테이프는 물리적으로 편집하기가 번거로워 고가 타자기 및 TECO와 같은 텍스트 편집 프로그램 개발에 영향을 주었다.

IBM 전기 타자기 메커니즘을 기반으로 하는 온라인 및 오프라인 프린터가 장착되어 워드 프로세서 TJ-2 개발에 영감을 주었다. 콘솔 타자기는 소로반 엔지니어링에서 제공한 것으로, IBM 모델 B 전기 타자기를 개조한 것이다. 타입 바스켓을 올리고 내려 레터케이스를 선택하며, 두 가지 색상(빨간색과 검은색)의 잉크 리본을 통해 색상 선택이 가능했다. 프로그램은 사용자 입력과 기계 응답을 구별하기 위해 색상 코딩을 사용했지만, 소로반 메커니즘은 신뢰성이 낮고 잼이 잘 발생했다.

오프라인 장치는 Friden Flexowriter로, PDP-1에서 사용되는 FIO-DEC 문자 코딩으로 작동하도록 특별히 제작되었다. 콘솔 타자기와 마찬가지로 IBM 전기 타자기를 기반으로 제작되었지만, Flexowriter는 매우 안정적이었다. 타이핑 속도는 초당 약 10자이며, 일반적인 PDP-1 작동 절차는 PDP-1의 "고속"(초당 60자) Teletype 모델 BRPE 펀치를 사용하여 종이 테이프에 텍스트를 출력한 다음, 테이프를 Flexowriter로 가져가 오프라인 인쇄를 하는 것이었다.

후기에는 DECtape 드라이브가 일부 PDP-1 시스템에 추가되어 프로그램과 데이터 백업 및 초기 시분할을 가능하게 했다. DECtapes는 신뢰성, 내구성 및 속도 면에서 종이 테이프보다 훨씬 우수했으며, 초기 하드 디스크는 비싸고 신뢰성이 떨어졌기 때문에 주로 스와핑 속도를 위해 사용되었다.

4.1. 그래픽 디스플레이

Type 30 정밀 CRT 디스플레이는 1024 × 1024개의 주소 지정 가능한 위치를 처리할 수 있는 점 표시 디스플레이 장치이다. 초당 20,000개의 점을 표시하는 속도로 이미지를 구성하며, 이미지는 초당 여러 번 새로 고쳐야 한다. 원래 레이더에 사용하기 위해 개발된 CRT는 지름이 약 40.64cm이며 긴 잔광 P7 인광체를 사용한다. 광펜을 Type 30과 함께 사용하여 디스플레이의 점을 선택할 수 있다. 선택 사양으로 문자 생성기 및 선, 곡선 생성을 위한 하드웨어를 사용할 수 있다.

5. 컴퓨터 음악

MIT 해커들은 PDP-1을 사용하여 4성부 화음으로 음악을 연주하는 특별한 하드웨어를 개발했다. 이 하드웨어는 프로세서에 의해 직접 제어되는 4개의 플립플롭으로 구성되었으며, 오디오 신호는 간단한 RC 필터로 필터링되었다. 피터 샘슨의 하모니 컴파일러는 텍스트 기반의 정교한 프로그램으로, 바로크 음악을 효율적으로 코딩하기 위한 기능을 갖추고 있어 음악 준비에 사용되었다. 바흐의 푸가, 모차르트의 아이네 클라이네 나흐트무지크, 베토벤의 교향곡 9번 마지막 악장 환희의 송가, 크리스마스 캐럴, 그리고 다양한 대중가요 등 여러 시간 분량의 음악이 연주되었다.

6. 현황

현재 컴퓨터 역사 박물관(CHM)에 PDP-1 컴퓨터 3대가 남아있는 것으로 알려져 있다. 그 중 1대는 MIT에서 사용되었던 프로토타입이며, 나머지 2대는 생산된 PDP-1C 기종이다. 일련 번호 55번(마지막으로 제작된 PDP-1)은 작동하도록 복원되어 전시 중이며, 매달 두 번 토요일에 시연된다. 시연 내용은 다음과 같다.

* 스페이스워! 게임
* 스노우플레이크 등 그래픽 시연
* 음악 연주

PDP-1의 소프트웨어 시뮬레이션은 SIMH 및 MESS에서 할 수 있으며, FPGA를 통한 하드웨어 재현은 MiSTer 프로젝트에서도 가능하다. bitsavers.org 아카이브에는 소프트웨어의 종이 테이프 바이너리 이미지가 있다.