VAX - VAX

„Vax“ přeadresuje tady. Pro další použití viz Vax (disambiguation).
VAX
VAX 11-780 intero.jpg
VAX-11/780
NávrhářDigital Equipment Corporation
Bity32-bit
Představený1977; Před 43 lety (1977)
DesignCISC
TypRegistrovat-Registrovat
Registrační paměť
Paměť-paměť
KódováníVariabilní (1 až 56 bajtů)
VětveníPodmínkový kód
EndiannessMálo
Velikost stránky512 bajtů
RozšířeníRežim kompatibility PDP-11, rozšíření VAX Vector[1], Rozšíření virtuálních počítačů VAX
OtevřenoNe
Registry
Obecný účel16 × 32 bitů
Plovoucí bodnení k dispozici, používá GPR
Vektor16 × 4096 bitů (512 bajtů)

VAX je řada superminipočítače a pracovní stanice vyvinutý společností Digital Equipment Corporation (DEC) v polovině 70. let. The VAX-11/780, představený 25. října 1977, byl první z řady populárních a vlivných počítače implementace VAX architektura sady instrukcí (JE). Během životnosti designu bylo představeno více než 100 modelů,[Citace je zapotřebí ] s posledními členy přijíždějícími na počátku 90. let. VAX byl následován DEC Alpha, který zahrnoval několik funkcí, které mají stroje VAX vyrábět portování z VAX jednodušší.

VAX byl navržen jako nástupce 16-bit PDP-11, jeden z nejúspěšnějších minipočítače v historii s přibližně 600 000 prodanými příklady. Systém byl navržen tak, aby nabízel zpětná kompatibilita s PDP-11 a zároveň rozšířit paměť na plnou 32-bit implementace a přidání poptávka stránkovaná virtuální paměť. Název VAX odkazuje na jeho „Rozšíření virtuální adresy"koncept, který umožňoval programům využívat tuto nově dostupnou paměť, zatímco je stále kompatibilní s nemodifikovaným kódem PDP-11. Pro zvýraznění této schopnosti byl zvolen název" VAX-11 ", používaný u starších modelů.

Pozdější modely v řadě upustily od značky -11, protože kompatibilita s PDP-11 již nebyla velkým problémem. Linka se rozšířila na oba špičkové stroje, jako je VAX 9000 stejně jako do pracovní stanice - škálovatelné systémy jako VAXstation série. Rodina VAX nakonec obsahoval deset odlišných designů a celkem přes 100 jednotlivých modelů. Všechny byly navzájem kompatibilní a normálně fungovaly dobře pokládané VAX / VMS operační systém.

VAX byl vnímán jako podstatný CISC ISA, s velkým počtem sestavovacích jazyků vhodných pro programátory režimy adresování a strojové pokyny, velmi ortogonální architektura a pokyny pro složité operace, jako je fronta vkládání nebo mazání, formátování čísel a polynomiální hodnocení.[2] Je to historicky jeden z nejvíce studovaných a komentovaných ISA v počítačové historii.[3]

název

Pohled zepředu na VAX 8350 se sejmutým krytem

Název „VAX“ vznikl jako akronym pro Rozšíření virtuální adresy, protože VAX byl považován za 32bitové rozšíření staršího 16-bit PDP-11 a protože to bylo (po Prime Computer ) časný osvojitel virtuální paměť spravovat tento větší adresní prostor.

Rané verze procesoru VAX implementují „režim kompatibility“, který emuluje mnoho pokynů PDP-11, což mu dává 11 ve VAX-11, aby tuto kompatibilitu zdůraznil. Pozdější verze uvolnily režim kompatibility a některé méně používané pokyny CISC k emulaci v softwaru operačního systému.

Sada instrukcí

Sada instrukcí VAX byla navržena tak, aby byla výkonná a ortogonální.[4] Když bylo představeno, mnoho programů bylo napsáno v montážním jazyce, takže bylo důležité mít instruktážní sadu vhodnou pro programátory.[5][6] Postupem času, jak bylo více programů psáno v jazyce vyšší úrovně, se instruktážní sada stala méně viditelnou a jediní, kdo se toho hodně zajímal, byli autoři překladačů.

Jedním neobvyklým aspektem sady instrukcí VAX je přítomnost masek registrů[7] na začátku každého podprogramu.[4] Jedná se o libovolné bitové vzory, které určují, kdy je řízení předáno podprogramu, které registry mají být zachovány. Vzhledem k tomu, že masky registrů jsou formou dat vložených do spustitelného kódu, mohou ztěžovat lineární analýzu strojového kódu. To může komplikovat optimalizační techniky, které jsou aplikovány na strojový kód.[8]

Operační systémy

„Nativní“ VAX operační systém je Digital VAX / VMS (přejmenováno na OpenVMS v roce 1991 nebo počátkem roku 1992, kdy byla přenesena Alfa, upraveno tak, aby vyhovovalo POSIX standardy a „značkové“ jako vyhovující XPG4 podle X / Otevřít konsorcium).[9]

Architektura VAX a operační systém OpenVMS byly "vyrobeno souběžně" navzájem maximálně využívat, stejně jako byla počáteční implementace VAXcluster zařízení. Jiné operační systémy VAX zahrnovaly různá vydání systému BSD UNIX až do 4,3BSD, Ultrix -32, VAXELN, a Xinu. Poslední dobou, NetBSD[10] a OpenBSD[11] podporovali různé modely VAX a na portování byla provedena určitá práce Linux k architektuře VAX.[12] OpenBSD ukončila podporu architektury v září 2016.[13]

Dějiny

První prodaný model VAX byl VAX-11/780, který byl představen 25. října 1977 na výročním zasedání akcionářů společnosti Digital Equipment Corporation.[14] Bill Strecker, C. Gordon Bell je doktorand ve společnosti Univerzita Carnegie Mellon, byl zodpovědný za architekturu.[15] Následně bylo vytvořeno mnoho různých modelů s různými cenami, úrovněmi výkonu a kapacitami. VAX superminipočítače byly velmi populární na začátku 80. let.

Po nějakou dobu byl VAX-11/780 standardně používán v procesor měřítka. Původně to bylo popsáno jako jedno-MIPS stroj, protože jeho výkon byl ekvivalentní s IBM System / 360 který běžel na jednom MIPS a implementace System / 360 byly dříve de facto výkonovými standardy. Skutečný počet pokynů provedených za 1 sekundu byl asi 500 000, což vedlo ke stížnostem na marketingové nadsázky. Výsledkem byla definice „VAX MIPS“, rychlost VAX-11/780; počítač s výkonem 27 VAX MIPS by spustil stejný program zhruba 27krát rychleji než VAX-11/780.

V rámci digitální komunity termín VUP (Jednotka výkonu VAX ) byl častější termín, protože MIPS se v různých architekturách nesrovnají dobře. Související výraz klastrové VUPy byl neformálně použit k popisu agregovaného výkonu a VAXcluster. (Výkon modelu VAX-11/780 stále slouží jako základní metrika v systému BRL-CAD Benchmark, sada pro analýzu výkonu zahrnutá v distribuci softwaru pro pevné modelování BRL-CAD.) Model VAX-11/780 obsahoval podřízený samostatný produkt LSI-11 počítač, který prováděl načítání mikrokódu, bootování a diagnostické funkce pro nadřazený počítač. To bylo upuštěno od následujících modelů VAX. Podnikaví uživatelé VAX-11/780 proto mohli provozovat tři různé operační systémy Digital Equipment Corporation: VMS na procesoru VAX (z pevných disků) a buď RSX-11S nebo RT-11 na LSI-11 (z jednoho disketa).

VAX prošel mnoha různými implementacemi. Původní VAX 11/780 byl implementován v TTL a naplnil skříňku o rozměrech pět stop[16] s jediným procesor. Implementace CPU, které se skládaly z více ECL hradlové pole nebo pole makrobuněk čipy zahrnovaly VAX 8600 a 8800 superminis a nakonec VAX 9000 mainframe stroje třídy. Implementace CPU, které se skládaly z více MOSFET vlastní čipy zahrnovaly stroje třídy 8100 a 8200. Nízkoenergetické stroje VAX 11-730 a 725 byly vyrobeny pomocí AMD Am2901 kousek řezu komponenty pro ALU.

The MicroVAX Představoval jsem zásadní přechod v rámci rodiny VAX. V době jeho návrhu ještě nebylo možné implementovat plnou architekturu VAX jako jedinou VLSI čip (nebo dokonce několik čipů VLSI, jak bylo později provedeno s V-11 CPU modelu VAX 8200/8300). Místo toho byl MicroVAX I první implementací VAX, která přesunula některé ze složitějších instrukcí VAX (například zabalená desetinná místa a související opcodes) do emulačního softwaru. Toto rozdělení podstatně snížilo množství mikrokód vyžadována a byla označována jako architektura „MicroVAX“. V MicroVAX I, ALU a registry byly implementovány jako jediný hradlové pole čip, zatímco zbytek řízení stroje byla konvenční logika.

Plný VLSI (mikroprocesor ) implementace architektury MicroVAX dorazila s 78032 MicroVAX II (nebo DC333) CPU a 78132 (DC335) FPU. Model 78032 byl prvním mikroprocesorem s palubním počítačem jednotka správy paměti[17] MicroVAX II byl založen na jediné čtyřjádrové procesorové desce, která nesla čipy procesoru a běžela MicroVMS nebo Ultrix -32 operační systémy. Stroj obsahoval 1 MB palubní paměti a a Q22-bus rozhraní s DMA převody. MicroVAX II byl následován mnoha dalšími modely MicroVAX s mnohem vylepšeným výkonem a pamětí.

Následovaly další procesory VLSI VAX ve formě V-11, CVAX, CVAX SOC ("System On Chip", jednočipový CVAX), Rigel, Mariah a NVAX implementace. Mikroprocesory VAX rozšířily architekturu na levnou pracovní stanice a později také nahradil špičkové modely VAX. Tato široká škála platforem (mainframe na pracovní stanici) využívajících jednu architekturu byla v té době v počítačovém průmyslu jedinečná. Ostatní grafiky byly vyleptány do mikroprocesorové matrice CVAX. Fráze CVAX ... když vám záleží na tom, abyste ukradli to nejlepší byl leptán zlomený ruština jako hra na a Charakteristické karty slogan, určený jako zpráva pro sovětský inženýři, o nichž se vědělo, že jsou oba obohacovanými počítači DEC pro vojenské aplikace a reverzní inženýrství jejich design čipu.[18][19]

V nabídce produktů DEC byla architektura VAX nakonec nahrazena RISC technologie. V roce 1989 představila společnost DEC řadu pracovních stanic a serverů, které fungovaly Ultrix, DECstation a DECsystem respektive na základě procesorů, které implementovaly Architektura MIPS. V roce 1992 představila DEC vlastní architekturu instrukční sady RISC, Alpha AXP (později přejmenovaná na Alpha) a jejich vlastní mikroprocesor na bázi Alpha, DECchip 21064, vysoký výkon 64-bit design schopný provozovat OpenVMS.

V srpnu 2000 společnost Compaq oznámila, že zbývající modely VAX budou ukončeny do konce roku.[20] Do roku 2005 přestala veškerá výroba počítačů VAX, ale staré systémy jsou nadále široce používány.[21]

Stromasys CHARON-VAX a SIMH softwarové emulátory VAX zůstávají k dispozici a VMS je nyní spravován společností VMS Software Incorporated, i když nabízejí pouze OpenVMS pro Alfa systémy a Servery HPE Integrity, s x86-64 vyvíjená podpora a nenabízejte ji pro VAX.

Architektura procesoru

MicroVAX 3600 (vlevo) s tiskárnou (vpravo)
DEC VAX registry
31. . .23. . .15141312111009080706050403020100(bitová pozice)
Obecné registry
R0Registrace 0
R1Registrace 1
R2Registrovat 2
R3Zaregistrujte se 3
R4Registrace 4
R5Zaregistrujte se 5
R6Zaregistrujte se 6
R7Zaregistrujte se 7
R8Zaregistrujte se 8
R9Zaregistrujte se 9
R10Zaregistrujte se 10
R11Zaregistrujte se 11
R12 / APZaregistrujte ukazatel 12 / argument
R13 / FPZaregistrujte ukazatel 13 / snímek
R14 / SPZaregistrujte 14 / ukazatel zásobníku
R15 / PCZaregistrujte 15 / Počítadlo programu
Stavové příznaky
NZPROTICRegistrovat kód podmínky

Mapa virtuální paměti

Virtuální paměť VAX je rozdělena do čtyř částí. Každý z nich je jeden gigabajt (v kontextu adresování, 230 bajtů) ve velikosti:

SekceRozsah adres
P00x00000000 - 0x3fffffff
P10x40000000 - 0x7fffffff
S00x80000000 - 0xbfffffff
S10xc0000000 - 0xffffffff

Pro VMS byl P0 použit pro uživatelský procesní prostor, P1 pro procesní zásobník, S0 pro operační systém a S1 byl rezervován.

Režimy oprávnění

VAX má čtyři hardwarově implementované režimy oprávnění:

Ne.RežimVyužití VMSPoznámky
0JádroOS jádroNejvyšší úroveň oprávnění
1VýkonnýSouborový systém
2DozorceShell (DCL)
3UživatelNormální programyNejnižší úroveň oprávnění

Registr stavu procesoru

Registr stavu procesu má 32 bitů:

CMTPMBZFDJEcmodpmodMBZIPLMBZDVFUIVTNZPROTIC
3130292726252321201576543210
BityVýznam
31Režim kompatibility PDP-11
30stopa čeká na vyřízení
29:28MBZ (musí být nula)
27první část hotová (přerušená instrukce)
26přerušit zásobník
25:24aktuální režim oprávnění
23:22předchozí režim oprávnění
21MBZ (musí být nula)
20:16IPL (úroveň priority přerušení)
15:8MBZ (musí být nula)
7povolení desítkové přetečení
6plovoucí desetinnou čárkou povolit podtečení
5integer overflow trap povolit
4stopa
3negativní
2nula
1přetékat
0nést
SPEC-1 VAX, VAX 11/780 používaný pro benchmarking, ukazující vnitřnosti

Systémy založené na VAX

Viz také: Seznam počítačů VAX

První systém založený na VAX byl VAX-11/780, člen VAX-11 rodina. Špičkový VAX 8600 v říjnu 1984 nahradil model VAX-11/780 a přidal se k němu základní model MicroVAX minipočítače a VAXstation pracovní stanice v polovině 80. let. MicroVAX byl nahrazen VAX 4000, VAX 8000 byl nahrazen VAX 6000 na konci 80. let a třída sálových počítačů VAX 9000 byl představen. Na počátku 90. let 20. století tolerantní k chybám VAXft byl představen, stejně jako Alfa kompatibilní VAX 7000/10000. Varianta různých systémů na bázi VAX byla prodána jako Server VAX.

Zrušené systémy

Zrušené systémy zahrnují „BVAX", high-end ECL na bázi VAX a dva další modely VAX založené na ECL: "Argonaut" a "Havran".[22] Raven byl zrušen v roce 1990.[23] VAX známý jako „Blíženci„byl také zrušen, což byla náhrada v případě LSI Štír selhalo. Nikdy nebylo odesláno.

Klony

Bylo vyrobeno několik klonů VAX, jak autorizovaných, tak neautorizovaných. Mezi příklady patří:

Uživatelé VAX, kteří spouští aplikace MS / DOS z relace VAX

Přidání „karty“, jako je server Logicraft pro více uživatelů 386Ware DOS[30] umožňuje „řízený přístup k prostředkům PC, aniž by bylo na každém stole umístěno PC i VT terminál.“[31][32] V polovině roku 1988 Logicraft a další firma, Virtual Microsystems Inc. (VMI) byly „jedinými komerčně dostupnými produkty, které umožňují systémům VAX / VMS provozovat standardní běžné PC aplikace z terminálů a stanic VAX.“[32]

Někteří uživatelé šli nad rámec spouštění počítačových aplikací[33] a použil sériově sdílený přístup na CD-ROM.[34]

Reference

  1. ^ „VAX MACRO and Instruction Set Reference Manual“. Dokumentace OpenVMS. Duben 2001.
  2. ^ Payne, Mary; Bhandarkar, Dileep (1980). Msgstr "Plovoucí desetinná čárka VAX: pevný základ pro numerické výpočty". Výpočet SIGARCH. Archit. Zprávy. ACM. 8 (4): str 22–33. doi:10.1145/641845.641849. ISSN  0163-5964. S2CID  15021135.
  3. ^ Hennessy, John; Patterson, David (29. května 2002). Počítačová architektura: kvantitativní přístup. p. 151. ISBN  9780080502526.
  4. ^ A b Levy, Henry; Eckhouse, Richard (28. června 2014). Počítačové programování a architektura: Vax. Digitální tisk. ISBN  9781483299372.
  5. ^ „Další přístup k architektuře instrukčních sad - VAX“ (PDF). ... architektury instrukční sady, vybrali jsme VAX jako instrukční sadu vhodnou pro programátory, což je výhoda
  6. ^ „VAX“. Esp. známý svou velkou instrukční sadou vhodnou pro assembler a programátor - to je přínos
  7. ^ „VAX MACRO and Instruction Set Reference Manual“. www.itec.suny.edu. Citováno 19. června 2016.
  8. ^ Clinton F. Goss (srpen 2013) [poprvé publikováno v červnu 1986]. „Optimalizace strojového kódu - vylepšení kódu spustitelného objektu“ (PDF) (Ph.D. disertační práce). Technická zpráva oddělení informatiky č. 246. Courant Institute, New York University. arXiv:1308.4815. Bibcode:2013arXiv1308.4815G. Citováno 22. srpna 2013. Shrnutí ležel. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  9. ^ A b Rainville, Jim; Howard, Karen, eds. (1997). „VAX / VMS při 20“. Digital Equipment Corporation. Citováno 20. července 2018.
  10. ^ „NetBSD / vax“.
  11. ^ „OpenBSD / vax“.
  12. ^ „Portování Linuxu na VAX“.
  13. ^ „OpenBSD 6.0“. 2016. Citováno 20. června 2017.
  14. ^ „VAX 11/780, První systém VAX (říjen 1977)“.
  15. ^ Slater, Robert (1987). Portréty v křemíku. MIT Stiskněte. p.213. ISBN  978-0-262-69131-4.
  16. ^ „Počítač VAX 11/780 - CPU“. Muzeum počítačové historie. Citováno 24. říjen 2012.
  17. ^ Projekt simulace počítačové historie: MicroVAX II (1985)
  18. ^ micro.magnet.fsu.edu, Ukradni to nejlepší, vyvoláno 30. ledna 2008. Ruská fráze zněla: СВАКС ... Когда вы забатите довольно воровать настоящий лучший
  19. ^ Projekt simulace počítačové historie: CVAX (1987), vyvoláno 30. ledna 2008
  20. ^ „VAX Systems: Dopis od Jesse Lipcona“. Archivovány od originál 15. srpna 2000.
  21. ^ „Pokud to není zlomené, neopravujte to: dnes se používají starověké počítače“. PCWorld. Citováno 19. června 2016.
  22. ^ Mark Smotherman (19. července 2008). „Kdo jsou počítačoví architekti?“. Citováno 30. září 2008.
  23. ^ Supnik, Bob (2007). "Havran". Citováno 1. březen, 2019.
  24. ^ „Zpráva RAL o informatice 1984–1985“. Citováno 15. října 2007.
  25. ^ „Příběh TPA“. Citováno 15. října 2007.
  26. ^ Dujnic, J .; Fristacky, N .; Molnar, L .; Plander, I .; Rovan, B. (1999). „K historii informatiky, počítačového inženýrství a vývoje výpočetní techniky na Slovensku“. IEEE Annals of the History of Computing. 21 (3): 38–48. doi:10.1109/85.778981.
  27. ^ Laimutis Telksnys; Antanas Zilinskas (červenec 1999). „Počítače v Litvě“ (PDF). IEEE Annals of the History of Computing. 21 (3): 31–37. doi:10.1109/85.778980. S2CID  16240778.
  28. ^ Americký kongres, Úřad pro posuzování technologií (Červenec 1987). Transfer technologií do Číny. Vládní tiskárna USA. p. 96. ISBN  9781428922914. OTA-USC-340.
  29. ^ Xia Nanyin; Chan Laixing (1990). „Spuštění satelitu a systémy TT&C v Číně a jejich role v mezinárodní spolupráci“. V F. Sharokhi; J. S. Greenberg; T. Al-Saud (eds.). Komercializace vesmíru: Spuštění vozidel a programů. Americký institut pro letectví a astronautiku. p. 244. ISBN  0-930403-75-4.
  30. ^ R. Ribitzky (1991). „Integrace CD-ROM Medline s elektronickou poštou“. Řízení. Symposium on Computer Applications in Medical Care: 578–82. PMC  2247597. PMID  1807668. Systém 486Ware od společnosti Logicraft a pětičlenný VAX-Cluster jsou propojeny v prostředí DECNet, které je základem dětské nemocnice ...
  31. ^ Jeffrey A. Steinberg (25. ledna 1988). Msgstr "Poskytování MS-DOS na Ethernetu". Digitální recenze.
  32. ^ A b Kristina Sorenson (4. dubna 1988). „VMI, Logicraft up the Ante“. Digitální recenze. nová verze Logicraft's 386Ware, která poskytuje větší podporu pro VAXstation
  33. ^ "Servery Logicraft VAX-to-PC". Computerworld. 3. června 1991. str. 47.
  34. ^ „CD-ROM Networking Developments at South Bank University Library“. Réva. 23 (4): 31–35. 1. dubna 1993. doi:10.1108 / eb040516.

externí odkazy