计算机组织与系统结构

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Cray X-MP(1985) CRAY X-MP with 4 processors achieved a processing speed of 713MFLOPS (against a peak of 840) on 1000x1000 LINPACK. In thirty years the supercomputer had achieved an improvement of five orders of magnitude (from 5KFLOPS for the 1955 IBM STRETCH). Cray XMP 4 vector Proc. 北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心 Cray 2 1985 Is vector processor dead? Ratio of Vector processor to Microprocessor speed vs time 1993 Cray Y-MP IBM RS6000/550 94 9.4 1997 NEC SX-4 SGI R10k 902 9.02 2000* Fujitsu VPP Intel Merced 900 9.00 北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心
如何减小高级语言和 机 器硬件之间的语义差距 (semantic gap)? 由于微电子工业的发展 , 硬件生产的成本迅速降低 , 同时 , 也为我们实现更复杂的 机 器 结 构 提供了基础 , 因而 , 当时一种普遍的观点是用硬件来不断实现高级语言、编译程序和操作 系 统 的功能 , 从而消除这种语义差异 , 降低软件的成本。受这种认识的影响 , 这个时期的许多 机 器大都力图在 机 器的硬件上 , 直接对高级语言及编译等提供支持。 1978 年 DEC 公司推出了 VAX-11/780 小型 机 (Virtual Address eXtension of PDP-11)。设 计 的一个重要动 机 就是减化高级语言的编译器设 计 。VAX 的 系 统 结 构 就设 计 了具有高度的规整性的指令 系 统 , 使高级语言的语句和单一的 VAX 指令之间有良好的映射关 系 。另外 , 由于编译后的程序常常得不到需要的存储空间 , 所以 ,VAX 的设 计 师很注意优化代码的大小。VAX-11/780 是第一台真正采用存储器 - 存储器 结 构 的 机 器。VAX11/780 机 器在商业上取得了巨大的成功 , 这里的主要原因是该 机 器将当时大型 机 的许多成功概念和较低成本的工艺很好地 结 合在一起 , 另外 ,VAX11 机 器在很大程度上 , 保证了和 PDP11 机 器的兼容。北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心 VAX 11/780 的产生代表着超级小型 机 的出现。它的成功进一步推进了小型 机 的发展。 Software: FORTRAN-77, COBOL, BLISS-32, VAX VMS Version 1 Price: $120,000 000 to $160,000 000 高级语言 计 算 机 结 构 (High Level Language Computer Architecture) 这种 结 构 希望通过采用高级语言作为 机 器语言 , 从而完全消除语义差异。这种研究中 , 最有名的、规模最大的是 SYMBOL 计 划。1971 年 ,Smith、Rice 等人介绍了他们在 Fairchid 公司开展的 SYMBOL 计 划。他们的研究目的是希望建造一台能够大量减少编程时间的高级语言分时 机 器。北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心北京大学 计 算 机 科学技术 系 北京大学微处理器研究开发中心
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