Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Типичная команда добавляла слово из памяти в аккумулятор илн сохраняла содержимое аккумулятора в памяти. Эта машина не выполняла арифметические операции с плавающей точкой, поскольку Фон Нейман считал, что любой сведущий математик способен держать плавающую точку в голове.
Примерно в то же время, когда Фон Нейман работал над машиной 1А8, исследователи МТИ разрабатывали свой компьютер %'Ь1г1тс1пд 1. В отличие от 1А5, ЕН1АС и других машин того же типа со словами большой длины, машина Ъ'Ыг1- ту1пт) 1 имела слова по 16 бит и предназначалась для работы в реальном времени. Этот проект привел к изобретению Джеем Форрестером 1)ау Еоггезгег) памяти на магнитном сердечнике, а затем и первого серийного мини-компьютера.
В то время 1ВМ была маленькой компанией, производившей перфокарты и механические машины для сортировки перфокарт. Хотя фирма 1ВМ частично финансировала проект Айкена, она не интересовалась компьютерами и только в 1953 году построила компьютер 701, через много лет после того, как компания Экерта и Моушли со своим компьютером Пх11Ъ'АС стала номером один на компьютерном рынке.
Развитие компьютерной архитекгуры 35 В 701 было 2048 слов по 36 бит, каждое слово содержало две команды. 701 стал первым компьютером, лидирующим на рынке в течение десяти лет. Через три года появился компьютер 704, у которого было 4 Кбайт памяти на магнитных сердечниках, команды по 36 бит и процессор с плавающей точкой. В 1958 году компания !ВМ начала работу над последним компьютером на электронных лампах, 709, который по сути представлял собой усложненную версию 704. Второе поколение — транзисторы (1955-1965) Транзистор был изобретен сотрудниками лаборатории Ве!! ЕаЪогагог(ез Джоном Бардином ()оЬп Ваге!ееп), Уолтером Браттейном (ЪУа!Гег Вгас1а!и) и Уильямом Шокли (Ъ'1!!1аш 8Ьос!г!еу), за что в 1956 году они получили Нобелевскую премию в области физики. В течение десяти лет транзисторы совершили революцию в производстве компьютеров, и к концу 50-х годов компьютеры на вакуумных лампах уже безнадежно устарели.
Первый компьютер на транзисторах был построен в лаборатории МТИ. Он содержал слова из 16 бит, как и йГЬ(г!чг1пг! 1. Компьютер назывался ТХ-0 (Тгапз!згог(хео еХреПшепга! сошрцгег 0 — экспериментальная транзисторная вычислительная машина 0) и предназначался только для тестирования будущей машины ТХ-2.
Машина ТХ-2 не имела большого значения, но один из инженеров этой лаборатории, Кеннет Ольсен (КеппегЬ О!зеп), в 1957 году основал компанию ПЕС (!)18!га! Ейц1ршепг СогрогаВоп — корпорация по производству цифровой аппаратуры), чтобы производить серийную машину, сходную с ТХ-О.
Эта машина, РГ)Р-1, появилась только через четыре года главным образом потому, что те, кто финансировал Г)ЕС, считали производство компьютеров невыгодным. Поэтому компания ПЕС продавала в основном небольшие электронные платы. Компьютер РПР-1 появился только в 1961 году. Он имел 4096 слов по 18 бит и быстродействие 200 000 команд в секунду.
Этот параметр был в два раза меньше, чем у 7090, транзисторного аналога 709. РРР-1 был самым быстрым компьютером в мире в то время. РГ)Р-1 стоил 120 000 долларов, в то время как 7090 стоил миллионы. Компания 1)ЕС продала десятки компьютеров РРР-1, и так появилась компьютерная промышленность. Одну из первых машин модели РПР-1 отдали в МТИ, где она сразу привлекла внимание некоторых молодых исследователей, подающих большие надежды.
Одним из нововведений РПР-1 был дисплей размером 512 х 512 пикселов, на котором можно было рисовать точки. Вскоре студенты МТИ составили специальную программу для Р!)Р-1, чтобы играть в <Войну миро⻠— первую в мире компьютерную игру. Через несколько лет компания ПЕС разработала модель РПР-8, 12-разрядный компьютер. РГ)Р-8 стоил гораздо дешевле, чем РПР-1 (16 000 долларов). Главное нововведение — единственная шина (ошшЬцз), показанная на рис.
1.5. Шина — это набор параллельно соединенных проводов для связи компонентов компьютера. Это нововведение радикально отличало РПР-8 от !А8. Такая структура с тех пор стала использоваться во всех компьютерах. Компания ПЕС продала 50 000 компьютеров модели РПР-8 и стала лидером на рынке мини-компьютеров. 36 Глава 1. Введение Шина Огпп~ьаа Рис. 1.5.
Шина компьютера РОР-8 Как уже отмечалось, с изобретением транзисторов компания 1ВМ построила транзисторную версию 709 — 7090, а позднее — 7094. У этой версии время цикла составляло 2 микросекунды, а память состояла из 32 536 слов по 36 бит. 7090 и 7094 были последними компьютерами типа ЕН1АС, но они широко использовались для научных расчетов в 60-х годах прошлого века. Компания 1ВМ выпускала также компьютеры 1401 для коммерческих расчетов. Эта машина могла считывать и записывать магнитные ленты и перфокарты и распечатывать результат так же быстро, как и 7094, но при этом стоила дешевле. Для научных вычислений она не подходила, но зато была очень удобна для ведения деловых записей. У 1401 не было регистров и фиксированной длины слова. Память содержала 4000 байт по 8 бит (в более поздних моделях обьем увеличился до немыслимых в то время 16 000 байт).
Каждый байт содержал символ в 6 бит, административный бит и бит для указания конца слова. У команды МОЧЕ, например, есть исходный адрес н адрес пункта назначения. Эта команда перемещает байты из первого адреса во второй, пока бит конца слова не примет значение 1. В 1964 году компания СРС (Сопьго! РаСа Согрогаь)оп) выпустила машину 6600, которая работала почти на порядок быстрее, чем 7094. Этот компьютер для сложных расчетов пользовался большой популярностью, и компания СРС пошла «в гору». Секрет столь высокого быстродействия заключался в том, что внутри ЦПУ (центрального процессора) находилась машина с высокой степенью параллелизма. У нее было несколько функциональных устройств для сложения, умножения и деления, и все они могли работать одновременно.
Для того чтобы машина быстро работала, требовалось составить хорошую программу, а приложив некоторые усилия, можно было сделать так, чтобы машина выполняла 10 команд одновременно. Внутри машины 6600 было встроено несколько маленьких компьютеров. Центральный процессор, таким образом, производил только подсчет чисел, а остальные функции (управление работой машины, а также ввод и вывод информации) выполняли маленькие компьютеры.
Некоторые принципы работы устройства 6600 используются и в современных компьютерах. Разработчик компьютера 6600 Сеймур Крей (Веушопг Сгау) был легендарной личностью, как и фон Нейман. Он посвятил всю свою жизнь созданию очень мощных компьютеров, которые сейчас называют суперкомпьютерами.
Среди них можно назвать 6600, 7600 и Сгау-1. Сеймур Крей также является автором известного «алгоритма покупки автомобилейГю вы идете в магазин, ближайший к вашему дому, показываете на машину, ближайшую к двери, и говорите: «Я беру этуж Этот алгоритм позволяет тратить минимум времени на не очень важные Развитие компьютерной архитектуры 37 дела (покупку автомобилей) и позволяет большую часть времени на важные (разработку суперкомпьютеров). Следует упомянуть еще один компьютер — Виггои8Ьз В5000.
Разработчики машин Р()Р-1, 7094 и 6600 занимались только аппаратным обеспечением, стараясь снизить его стоимость (ПЕС) или заставить работать быстрее (1ВМ и СРС). Программное обеспечение не менялось. Производители В5000 пошли другим путем. Они разработали машину с намерением программировать ее на языке А18о1 60 (предшественнике языков С и 1ача), сконструировав аппаратное обеспечение так, чтобы упростить задачу компилятора. Так появилась идея, что при разработке компьютера нужно также учитывать и программное обеспечение. Но вскоре эта идея была забыта.
Третье поколение — интегральные схемы (1965-1 980) Изобретение в 1958 году Робертом Нойсом (КоЬегт Ыоусе) кремниевой интегральной схемы означало возможность размещения на одной небольшой микросхеме десятков транзисторов. Компьютеры на интегральных схемах были меньшего размера, работали быстрее и стоили дешевле, чем нх предшественники на транзисторах. К 1964 году компания 1ВМ лидировала на компьютерном рынке, но существовала одна большая проблема: компьютеры 7094 и 1401, которые она выпускала, были несовместимы друг с другом. Один из них предназначался для сложных расчетов, в нем использовалась двоичная арифметика на регистрах по 36 бит, во втором применялась десятичная система счисления и слова разной длины.
У многих покупателей были оба этих компьютера, и им не нравилось, что они совершенно несовместимы. Когда пришло время заменить эти две серии компьютеров, компания 1ВМ сделала решительный шаг. Она выпустила линейку транзисторных компьютеров Вузтеш/360, которые были предназначены как для научных, так и для коммерческих расчетов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
