フロントパネル

初期の電子コンピューターでは、 フロントパネルが表示され、マシンの内部レジスターとメモリーの状態を変更できました。フロントパネルは通常、板金のフェースプレートに取り付けられたインジケータランプ、トグルスイッチ、およびプッシュボタンの配列で構成されていました。初期のマシンでは、CRTも存在する場合がありました（オシロスコープとして、または、たとえば、ウィリアムズキルバーンのチューブメモリの内容をミラーリングするため）。 CRTシステムコンソールの開発前は、IBM 1620などの多くのコンピューターにコンソールタイプライターがありました。

通常、1つまたは複数のハードウェアレジスタの内容はライトの行で表され、マシンが停止したときに内容を直接読み取ることができます。これらのスイッチにより、データおよびアドレス値をレジスタまたはメモリに直接入力できました。

詳細

一部のマシンでは、特定のライトとスイッチがプログラム制御下で使用するために予約されていました。これらはしばしばセンスライトおよびセンススイッチと呼ばれました。たとえば、IBM 704用の元のFortranコンパイラには、704のセンスライトとスイッチのテストと操作のための特定のステートメントが含まれていました。これらのスイッチは、オプションの動作を制御するためにプログラムでよく使用されます。たとえば、特定のセンススイッチが設定されている場合にのみ情報が出力される場合があります。

たとえば、RSTS / EやRSX-11などのblinkenlightsを搭載したコンピューター用のオペレーティングシステムでは、アイドルタスクが認識可能な方法でパネルライトを点滅させることがよくあります。多くの場合、システムプログラマーはこれらの光のパターンに非常に精通し、システムがどれだけ忙しかったか、時には正確に何をしていたかを彼らから知ることができました。 Burroughs Corporation B6700メインフレームのマスター制御プログラムは、システムがアイドル状態のときに大きなブロック文字「B」を表示していました。

スイッチとライトは、追加のロジック回路をほとんど必要とせず、通常はソフトウェアサポートを必要としません。これは、ロジックハードウェアコンポーネントが高価でソフトウェアが制限されている場合に重要です。

このバロック様式のフロントパネルは、1964年にSeymour Crayが2台のCRTディスプレイとキーボードのみを含む非常にシンプルでエレガントなディスプレイコンソールを備えたCDC 6600スーパーコンピューターを設計し、何百ものスイッチ、ボタン、点滅ライトを置き換えたときに消滅し始めました。 6600は、キーボードの読み取りとグラフィックスディスプレイの駆動を含む10の「周辺プロセッサ」をサポートしていました。

1975年のAltair 8800などの初期のマイクロコンピューターもフロントパネルに依存していましたが、1977年の家庭用コンピューターブームでApple II、TRS-80、およびCommodore PETが導入されて以来、マイクロコンピューターの大半はキーボードとテレビ用の接続を備えていました画面またはその他のモニター。

一般的な使用法

オペレーターは、フロントパネルを使用してコンピューターをブートストラップし、実行中のプログラムをデバッグし、ハードウェア障害を見つけます。

起動中

通常、オペレータは、トグルスイッチを使用して手入力する短い一連のブートストラップ命令を含む手順書を作成します。最初に、オペレータは「アドレス」スイッチを設定し、スイッチを使用してバイナリでアドレスを入力します。入力と読み取りを容易にするために、一部のコンピューター（DEC PDP-8やMITS Altair 8800など）では、フロントパネルで2桁の数字が3つにグループ化され、ライトまたはスイッチの各グループは0から7までの1つの8進数を表します。 IBM 1620などの10進コンピューターは、メモリアドレスに2進化10進数を使用しました。

次に、オペレーターは「値」スイッチを設定し、そのアドレス用の値を入力します。これらの指示のいくつかを入力した後（ほとんどのコンピューターには「次のデポジット」ボタンがあり、後続のアドレスに後続の値をデポジットし、アドレスを切り替える必要がなくなります）、オペレーターはブートストラッププログラムの開始アドレスを設定し、「実行」スイッチを押して、プログラムの実行を開始します。ブートストラッププログラムは通常、パンチされた紙テープ、パンチされたカード、磁気テープまたはディスクからやや長いプログラムを読み取ります。これらのプログラムは、ディスクからオペレーティングシステムをロードします。

一部のマシンは、オペレータがスイッチを1つまたは2つのマシン言語命令を含むように設定し、それらの命令を直接実行できるようにすることで、ブートストラッププロセスを高速化しました。他のマシンでは、フロントパネルからI / Oデバイスを明示的にコマンドすることができました（たとえば、PDP-10の「読み込みプリセット」や、PDP-11のメモリマップI / Oデバイスへのアクセス）。一部のマシンにはさまざまなブートストラッププログラムがROMに含まれており、システムをブートするために必要なのは、正しいROMプログラムのアドレスで実行を開始することだけでした。

デバッグ

動作サポートが制限され、ほとんどのプログラムがスタンドアロンモードで実行されている場合、フロントパネルはしばしばプログラムのデバッグに使用されていました。通常、フロントパネルのスイッチにより、コンピューターがシングルステップになり、単一の命令が実行され、プログラマーがボタンを押して次の命令を実行するまで停止します。 アドレス停止は、指定されたアドレスで命令を実行またはデータにアクセスしようとしたときに実行中のプログラムを停止するように設定できます。レジスタとメモリの内容は、フロントパネルのライトに表示されます。プログラマーは、レジスターの内容の読み取りと変更、メモリー内のプログラム命令またはデータの変更、またはコードの別のセクションへの分岐を強制することができます。

マルチプログラミングが標準になったとき、特別な状況を除いて、デバッグのためにマシン全体を拘束することはもはや受け入れられませんでした。 デバッガーと呼ばれるプログラムは、マシン全体を必要とせずにプログラマーにフロントパネル機能と同等の機能を提供するために作成されました。

エンターテインメント

楽しみのために、退屈したプログラマーは、アニメーションの光のショーを表示するプログラムを作成します。 1960年代後半から1970年代初期のフロントパネルは、非常に明るい色でした。 1970年代後半から1980年代初頭に、ブートストラップROMによってコンピューターがオペレーターの介入なしに起動できるようになったとき、ほとんどのコンピューターはフロントスイッチパネルなしで構築されました。 ROMベースのHP 9830などの強力な計算機は、フロントパネルとオペレーターを廃止した最初のコンピューターの1つです。

1950年代から1970年代にかけて、 "blinkenlights"と "blowenfuzen"の巨大な銀行が "コンピュータ"の人気画像としてテレビや映画で取り上げられました（これらのショーの多くでハリウッドの小道具としてバロウズB205が使用されました）。

例

次の手順では、RK05ムービングヘッド磁気ディスクからPDP-8システムをブートストラップします。

停止スイッチを上下させて、マシンが停止していることを確認してください。フロントパネルの「RUN」ライトが消えます。
12個のデータスイッチを0030（8進アドレス30）に設定し、 ロードアドレス （「ADDR LOAD」）スイッチを押します。アドレスライトが「0030」に変わります。
スイッチを6743に設定し、 Depositスイッチを上げます。データランプにこの指示が表示されます。
スイッチを5031に設定し、 Depositスイッチを上げます。データランプにこの指示が表示されます。
スイッチを0030（10進アドレス30）に設定し、 Load Addressスイッチを押します。アドレスライトが「0030」に戻ります。
クリアスイッチを押します。
Continueスイッチを押します。「RUN」ライトが点灯し、ディスク上のオペレーティングシステムがブートストラップされます。

このプロセスは、単純な2命令プログラムをメモリに配置して実行することで機能します。最初の命令は、ディスクコントローラに、現在のディスクアドレスから現在のメモリアドレスへのディスクの読み取りを開始するように指示します。 2番目の命令は、無限にジャンプするJMP命令です。「クリア」を押すと、ディスクコントローラーの現在のディスクアドレスがセクター0に設定され、現在のメモリアドレスがメモリ位置0000に設定されます。読み取りが命令されると、ディスクセクター0に格納されたプログラムがブートストラッププログラムにオーバーレイされ、 JMP命令がオーバーレイされると、ディスクプログラムがマシンを制御します。