Границы стабильности — архитектура. Часть 2.

Архитектура ЭВМ фирмы «DEC» наряду с архитектурой IBM/360/370 фактически играет роль международного стандарта статус-кво. От фирм-производителей ЭВМ, архитектурно совместимых с IBM/360/370 (но, разумеется, не от самой IBM, которая делала неоднократные попытки оторваться от этой архитектуры), исходят предложения о введении международного стандарта на принципы работы IBM/360/370. Известно, что созданная Министерством обороны США специальная комиссия по выработке требований к единой архитектуре ЭВМ не могла в течение более чем двух лет работы прийти к общему мнению, пока ставила основной целью удовлетворение военно-технических приложений. Этой комиссии удалось встать на конструктивный путь и завершить работу лишь после того, как были переосмыслены и заново переформулированы цели в аспекте специфики программного обеспечения. Было признано, что:

  1. программная совместимость искомого семейства вычислительных средств важнее совместимости на уровне аппаратуры; программно совместимое семейство таких средств полнее удовлетворяло бы растущие потребности военных пользователей, чем средства, построенные на основе новых и оригинальных модулей;
  2. стандартизация на программном уровне позволит лучше использовать новые технические достижения, чем стандартизация на уровне аппаратуры;
  3. применение известных архитектур вычислительных средств позволит избежать необходимости разработки значительного объема программных средств;
  4. выбор архитектуры, ориентированной только на потребности военных применений, не позволит использовать богатый набор существующих систем автоматизации проектирования, вследствие чего повысится вероятность принятия неправильных решений.

Последующая конкретизация требований к перспективной архитектуре, вытекающих из указанных программистских целей, позволила выделить две группы критериев для выбора.

Качественные критерии для выбора: 1) аппаратурная поддержка виртуальной памяти; 2) защита данных; 3) наличие арифметики с плавающей точкой и десятичной арифметики; 4) наличие развитой системы прерываний с возможностью их автоматической обработки; 5) мультипроцессирование с возможностью обмена данными и синхронизации работы процессоров; 6) полный контроль центрального процессора над процессорами ввода-вывода или контроллерами; 7) наличие постоянной памяти; 8) возможность расширения системы команд; 9) виртуализация архитектуры и устройств.

Количественные критерии для выбора: 1) размер пространства виртуальной адресации; 2) размер пространства физической адресации; 3) доля неиспользуемого пространства кодов операций; 4) объем информации, необходимой для фиксации текущего состояния центрального процессора при прерываниях или переключениях работ в максимальной и в минимальной конфигурациях вычислительной системы; 5) диапазон прямой адресации при использовании одной команды и единственного базового регистра; 6) максимальное время ожидания прерывания; 7) объем информации, необходимой для фиксации обмена при организации связей между вызывающей и вызываемой программами.

Исходя из целей выделено более 100 типов архитектур. Применение указанных выше критериев позволило отобрать девять типов: IBM/370, Interdata-8/32 AN/UYK-28, PDP-11, AN/UYK-7, SEL-32, B6700, AN/UYK-20, AN/GYK-12. Тщательное дополнительное тестирование выявило победителей конкурса: PDP-11 IBM/370 и Interdata-8/32.