Читать «Архитектура компьютера» онлайн - страница 61

Сложные команды оказались лучше еще и потому, что некоторые операции иногда перекрывались. Подобные операции могли выполняться параллельно, но для этого требовалась дополнительная аппаратура. Для дорогих компьютеров с высокой производительностью приобретение такого дополнительного аппаратного обеспечения было вполне оправданным. Таким образом, у дорогих компьютеров было гораздо больше команд, чем у дешевых. Однако растущая стоимость разработки и требования совместимости команд привели к тому, что сложные команды стали использоваться и в дешевых компьютерах, хотя там во главу угла ставилась стоимость, а не быстродействие.

К концу 50-х годов компания IBM, которая лидировала тогда на компьютерном рынке, решила, что производство семейства компьютеров, каждый из которых выполняет одни и те же команды, выгоднее и для самой компании, и для покупателей. Чтобы охарактеризовать этот уровень совместимости, компания IBM ввела термин архитектура. Новое семейство компьютеров должно было иметь единую архитектуру и много разных моделей, отличающихся по цене и скорости, но «умеющих» выполнять одни и те же программы. Но как построить дешевый компьютер, который сможет выполнять все сложные команды, предназначенные для высокоэффективных дорогостоящих машин?

Решением проблемы стала интерпретация. Эта технология, впервые предложенная Уилксом в 1951 году, позволяла разрабатывать простые дешевые компьютеры, которые, тем не менее, могли выполнять большое количество команд. В результате компания IBM создала архитектуру System/360, семейство совместимых компьютеров, различающихся по цене и производительности почти на два порядка. Аппаратное обеспечение, позволяющее работать без интерпретации, использовалось только в самых дорогих моделях.

Простые компьютеры с интерпретаторами команд имели свои достоинства. Наиболее важными среди них являлись:

+ возможность исправлять неправильно реализованные команды «на месте» или даже компенсировать ошибки аппаратного обеспечения на уровне аппаратного обеспечения;

+ возможность добавлять новые команды при минимальных затратах, причем при необходимости уже после покупки компьютера;

+ возможность (благодаря структурированной организации) разработки, проверки и документирования сложных команд.

В 70-е годы компьютерный рынок быстро разрастался, новые компьютеры могли выполнять все больше и больше функций. Вследствие повышенного спроса на дешевые компьютеры предпочтение отдавалось компьютерам с интерпретаторами. Возможность разрабатывать аппаратное обеспечение с интерпретатором для определенного набора команд привела к появлению дешевых процессоров. Полупроводниковые технологии быстро развивались, низкая стоимость брала верх над высокой производительностью, и интерпретаторы стали применяться при разработке компьютеров все шире и шире. Интерпретация использовалась практически во всех компьютерах, выпущенных в 70-е годы, от мини-компьютеров до самых больших машин.

К концу 70-х годов интерпретаторы стали применяться практически во всех моделях, кроме самых дорогих машин с очень высокой производительностью (например, Cray-1 и компьютеров серии Control Data Cyber). Интерпретаторы обеспечивали реализацию сложных команд без использования дорогостоящей аппаратуры, поэтому разработчики могли вводить все более и более сложные команды, а также (и даже в особенности) расширять способы определения операндов.