| +99 голосов |
|
В конце 1960-х годов была создана вычислительная машина так далеко ушедшая вперёд и в сторону от того направления, которое сейчас принято называть "мэйнстрим", что и сегодня её описание кажется чем-то из области фантастики.
Итак, - Burrogh. Конечно, - знаменитый Барроус, один из первых серьёзных западных производителей вычислительных систем, оборудование которых поставлялось в СССР официально, а не чёрным импортом, через третьи страны, сквозь кордоны CoCom (было такое образование во времена [пред?]последней холодной войны).
Модель 5000. Машина, специально созданная для поддержки на аппаратном уровне ПО, созданного я языках высокого уровня - Algol и Cobol тогда уже были, и по сей день кажутся далеко не такими плохими языками.
Особенности архитектуры центрального процессора: вместо регистрового банка - аппаратно реализованный стек, с доступными для каждой команды вершиной и лежащей под ней ячейкой, причём как ячейками длиной в слово, так и двойными, - для команд расширенной точности. Посдсистема памяти также преподносит сюрприз - каждое машинное слово B5000 сопровождалось группой из трёх битов - меткой слова (word tag), определяющей класс, к которому относится это слово. Например, - для кодов команд был свой класс, при этом на аппаратном уровне как коды программы были защищены от модификаций, так и было запрещено передавать управление на блоки данных.Три бита позволяли описать восемь классов слов, - и кроме "кода", к этим классам относились данные одиночной и двойной точности, а также специальные "управляющие коды", например, вынесенные в отдельный класс команды манипуляции аппаратным стеком. Метки слов, используемые как модификаторы команд, позволили реализовать самоконфигурирующиеся машинные команды, то есть, - единая команда ADD определяла классы своих операндов (например, один из них - число с одинарной точностью, второй - с двойной) и затем уже выполнялась. Забавно, что использование меток слов приводило всего к 6% перерасхода оперативной памяти (исключительно дорогой в те времена), - сегодня 6% от 1GB, составляющие прримерно 64 MB, стоят сущие гроши (центы?).
Но главной архитектурной особенностью машины было то решение архитекторов Барроус, из-за которого машина получила кодовое название "The Descriptor". Дексриптор - специальная команда, обеспечивающая аппаратно поддержанный (!) механизм доступа к областям памяти с автоматической проверкой невыхода за границы доступа и битовой меткой, индицирующей факт загрузки области памяти в ОЗУ. Иными словами, - фактически с аппаратной поддержкой оверлеев и... виртуальной памяти.
Изюминок у B5000 было немало. Чего стоит, например, машинная команда завершённой транзакции "чтение-запись слова данных", облегчающая реализацию семафоров в многозадачных приложениях, Барроус даже продумал интерфейс к этой команде (и сопутствующим) из языков высокого уровня - тип данных "событие" (event) и генерируемые по требованию программиста программные прерывания. А машинная команда... итератора связных списков LLLU (Linked List LookUp), также поддержанная аппаратно?
А теперь я остановлюсь расхваливать B5000 (желающие могут прочесть о ней чуть больше здесь) и выскажу несколько предположений о том, почему подобные архитектуры куда-то пропали.
Конечно, - виноваты в этом масоны, потому что они виноваты вообще во всём.
Шучу.
Одна из главных причин - в стековых машинах очень трудно реализовать развитые механизмы оптимизации потока вычислений, доступные разработчикам регистровых архитектур (исполнение out of order и проч.). Соответственно, - как только достигается предел тактовой частоты, возникают нюансы с производительностью.
Правда, физические стековые машины так и не достигли предела тактовой частоты.
Вторая причина как раз заключается в том, что разработчики последующих стековых машин забыли опыт Барроус и пытались создавать стековые процессоры, а не полноценные архитектуры, - а это две большие разницы.
Мне лично кажется, что микроконтроллер с "барроусовской" или близкой к ней архитектурой, продуманной с учётом всего накопленного за прошедшие годы опыта, был бы очень интересной штукой.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| +99 голосов |
|
