Hồi sinh Mitra-15: Dự án giả lập máy tính mini huyền thoại của Pháp trên SIMH

Dự án giả lập Mitra-15 trên SIMH

Bảo tồn một phần lịch sử điện toán Pháp

Trong bối cảnh phần lớn dòng máy tính cổ điển chỉ còn tồn tại trong sách vở, một lập trình viên mang tên JP Le Rouxic đang thực hiện dự án đầy tham vọng: viết trình giả lập cho Mitra-15 – máy tính mini 16-bit do hãng CII (Compagnie Internationale pour l'Informatique) phát triển vào đầu thập niên 1970. Dự án được xây dựng trên nền tảng SIMH, một trình giả lập đa hệ thống nổi tiếng trong cộng đồng bảo tồn công nghệ.

“Mặc dù từng rất phổ biến tại Pháp, rất ít phần mềm và tài liệu về Mitra-15 còn sót lại. Dự án này góp phần bảo tồn một phần quan trọng của lịch sử điện toán.”

Mitra-15: Những ý tưởng vượt thời đại

Mitra-15 không chỉ là một minicomputer thông thường. Điểm đặc biệt của nó nằm ở khả năng lập trình các thiết bị ngoại vi bằng microcode, thay vì dựa vào cơ chế ngoài như DMA (Direct Memory Access). Đây là một triết lý thiết kế khá độc đáo so với các đối thủ cùng thời như PDP-11 của DEC.

Máy được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp, tính toán khoa học, giáo dục và cả các ứng dụng quân sự. Tại Pháp, Mitra-15 từng được dùng để điều khiển các tổng đài điện thoại của France Telecom – một minh chứng cho độ tin cậy của hệ thống.

Hiện trạng dự án giả lập

Ở thời điểm hiện tại, trình giả lập mới chỉ ở giai đoạn sơ khai (preliminary). Tác giả thừa nhận mã nguồn đã biên dịch được nhưng chưa phải là một trình giả lập Mitra-15 hoàn chỉnh. Để bắt đầu, ông đã mượn mã nguồn trình giả lập SDS 940 của SIMH rồi dần dần chỉnh sửa cho phù hợp với đặc tính của Mitra-15.

Những phần đã hoàn thành bao gồm:

• Môi trường SIMH hoạt động với các lệnh cơ bản như deposit, examine, run, break
• Bộ giải mã lệnh đầy đủ cho từng lệnh và chế độ địa chỉ
• Mã cho các thiết bị phổ biến của Mitra và CII
• Mã (chưa kiểm thử) cho lệnh RD/WD giao tiếp với các thiết bị như ASR33 hoặc máy in dòng
• Mã (chưa kiểm thử) cho ổ đĩa DRI – sử dụng hệ thống suspension, phát minh của CII với mục đích tương tự DMA hiện đại
• Chương trình kiểm thử và xác minh lệnh rẽ nhánh ở chế độ địa chỉ RP

Thách thức lớn: Khôi phục hệ điều hành MTR

Điểm thú vị nhất của dự án là nỗ lực tái dựng hệ điều hành MTR (Real-Time Monitor) của CII từ một bản dump hệ thập lục phân trong file PDF. Vì chất lượng OCR quá kém, tác giả phải kiểm tra từng byte bằng mắt thường – một công việc cực kỳ tỉ mỉ.

Đây được xem là phần mã gốc CII duy nhất dùng để kiểm thử trình giả lập, vì mọi thứ khác đều phải suy đoán từ tài liệu. Sự thành công của bài kiểm thử này đóng vai trò then chốt cho toàn bộ dự án.

Kế hoạch dài hạn: Cổng RSX280

Một tham vọng khác là cổng RSX280 (bản sao của RSX-11) sang Mitra-15. Tác giả nhận định kiến trúc Z80 có nhiều điểm tương đồng với Mitra: thanh ghi BC và DE giống với L và G, IX giống thanh ghi chỉ mục X, còn A và HL gần với A và E. Tuy nhiên, Mitra có ít thanh ghi hơn, ít chế độ địa chỉ hơn và thiếu khái niệm stack – điều này khiến việc quản lý reentrancy trở nên phức tạp.

Ý nghĩa đối với cộng đồng bảo tồn phần mềm

Dự án Mitra-15-for-SIMH là một ví dụ điển hình cho phong trào bảo tồn phần mềm và phần cứng cổ điển đang phát triển mạnh trong những năm gần đây. Những nỗ lực như thế này giúp các thế hệ sau có thể tìm hiểu và chạy lại những hệ thống đã đi vào lịch sử, đồng thời khám phá những ý tưởng thiết kế độc đáo có thể vẫn còn giá trị tham khảo cho đến ngày nay.

Mặc dù còn nhiều việc phía trước – từ việc bổ sung tài liệu cho các thiết bị ngoại vi còn thiếu (kênh bất đồng bộ, kênh đồng bộ, kênh đa kênh nhanh…) đến hoàn thiện bộ lệnh – dự án này xứng đáng được theo dõi bởi bất kỳ ai quan tâm đến lịch sử điện toán Pháp nói riêng và công nghệ cổ điển nói chung.