VAX es una arquitectura de conjunto de instrucciones CISC (ISA) y una línea de superminicomputadoras y estaciones de trabajo desarrolladas por Digital Equipment Corporation (DEC) a mediados de la década de 1970. El VAX-11/780 , presentado el 25 de octubre de 1977, fue el primero de una gama de computadoras populares e influyentes que implementaron el VAX ISA. Se introdujeron más de 100 modelos durante la vida útil del diseño, [ cita requerida ] y los últimos miembros llegaron a principios de la década de 1990. El VAX fue reemplazado por el DEC Alpha , que incluía varias características de las máquinas VAX para facilitar la migración desde el VAX.
Diseñador | Corporación de equipos digitales |
---|---|
Bits | 32 bits |
Introducido | 1977 |
Diseño | CISC |
Tipo | Registro-Registro Registro-Memoria Memoria-Memoria |
Codificación | Variable (1 a 56 bytes) |
Derivación | Código de condición |
Endianidad | Pequeño |
Tamaño de página | 512 bytes |
Extensiones | Modo de compatibilidad PDP-11, extensiones VAX Vector, [1] extensiones VAX VM |
Abierto | No |
Registros | |
Propósito general | 16 × 32 bits |
Punto flotante | no presente, usa el GPR |
Vector | 16 × 4096 bits (512 bytes) |
VAX fue diseñado como sucesor del PDP-11 de 16 bits , uno de los miniordenadores más exitosos de la historia con aproximadamente 600.000 unidades vendidas. El sistema fue diseñado para ofrecer compatibilidad con versiones anteriores del PDP-11, al tiempo que amplía la memoria a una implementación completa de 32 bits y agrega memoria virtual paginada por demanda . El nombre VAX se refiere a su concepto de " extensión de dirección virtual " que permitía a los programas hacer uso de esta nueva memoria disponible sin dejar de ser compatible con el código PDP-11 sin modificar. El nombre "VAX-11", utilizado en los primeros modelos, fue elegido para resaltar esta capacidad.
Los modelos posteriores de la serie eliminaron la marca -11 ya que la compatibilidad con PDP-11 ya no era una preocupación importante. La línea se expandió tanto a máquinas de alta gama como VAX 9000 como a sistemas de escala para estaciones de trabajo como la serie VAXstation . En última instancia, la familia VAX contenía diez diseños distintos y más de 100 modelos individuales en total. Todos estos eran compatibles entre sí y normalmente ejecutaban el bien considerado sistema operativo VAX / VMS .
VAX ha sido percibido como el CISC ISA por excelencia, con su gran cantidad de modos de direccionamiento e instrucciones de máquina fáciles de usar para programadores en lenguaje ensamblador , arquitectura altamente ortogonal e instrucciones para operaciones complejas como inserción o eliminación de colas , formato de números y polinomios. evaluación. [2]
Nombre
El nombre "VAX" se originó como un acrónimo de Virtual Address eXtension , tanto porque el VAX fue visto como una extensión de 32 bits del antiguo PDP-11 de 16 bits como porque fue (después de Prime Computer ) uno de los primeros en adoptar la memoria virtual. para administrar este espacio de direcciones más grande.
Las primeras versiones del procesador VAX implementan un "modo de compatibilidad" que emula muchas de las instrucciones del PDP-11, dándole el 11 en VAX-11 para resaltar esta compatibilidad. Las versiones posteriores descargaron el modo de compatibilidad y algunas de las instrucciones CISC menos utilizadas a la emulación en el software del sistema operativo.
Conjunto de instrucciones
El conjunto de instrucciones VAX fue diseñado para ser potente y ortogonal . [3] Cuando se introdujo, muchos programas estaban escritos en lenguaje ensamblador, por lo que era importante tener un conjunto de instrucciones "amigable para el programador". [4] [5] Con el tiempo, a medida que se escribieron más programas en un lenguaje de nivel superior, el conjunto de instrucciones se volvió menos visible y los únicos muy preocupados por él fueron los redactores de compiladores.
Un aspecto inusual del conjunto de instrucciones VAX es la presencia de máscaras de registro [6] al comienzo de cada subprograma. [3] Estos son patrones de bits arbitrarios que especifican, cuando se pasa el control al subprograma, qué registros deben conservarse. Dado que las máscaras de registro son una forma de datos incrustados en el código ejecutable, pueden dificultar el análisis lineal del código de máquina. Esto puede complicar las técnicas de optimización que se aplican al código de máquina. [7]
Sistemas operativos
El sistema operativo VAX "nativo" es VAX / VMS de Digital (renombrado a OpenVMS en 1991 o principios de 1992 cuando fue transferido a Alpha , modificado para cumplir con los estándares POSIX y "calificado" como compatible con XPG4 por el consorcio X / Open ) . [8]
La arquitectura VAX y el sistema operativo OpenVMS se "diseñaron simultáneamente" para aprovechar al máximo el uno del otro, al igual que la implementación inicial de la función VAXcluster . Otros sistemas operativos VAX han incluido varias versiones de BSD UNIX hasta 4.3BSD , Ultrix -32, VAXELN y Xinu . Más recientemente, NetBSD [9] y OpenBSD [10] han soportado varios modelos VAX y se han realizado algunos trabajos para adaptar Linux a la arquitectura VAX. [11] OpenBSD suspendió el soporte para la arquitectura en septiembre de 2016. [12]
Historia
El primer modelo VAX vendido fue el VAX-11/780 , que se presentó el 25 de octubre de 1977 en la Reunión Anual de Accionistas de Digital Equipment Corporation. [13] Bill Strecker, estudiante de doctorado de C. Gordon Bell en la Universidad Carnegie Mellon , fue el responsable de la arquitectura. [14] Posteriormente se crearon muchos modelos diferentes con diferentes precios, niveles de rendimiento y capacidades. Las superminicomputadoras VAX fueron muy populares a principios de la década de 1980.
Durante un tiempo, el VAX-11/780 se usó como estándar en las pruebas de rendimiento de la CPU . Inicialmente se describió como una máquina de un MIPS , porque su rendimiento era equivalente a un IBM System / 360 que se ejecutaba en un MIPS, y las implementaciones de System / 360 habían sido previamente estándares de rendimiento de facto. El número real de instrucciones ejecutadas en 1 segundo fue de unas 500.000, lo que generó quejas por exageración del marketing. El resultado fue la definición de un "VAX MIPS", la velocidad de un VAX-11/780; una computadora con 27 VAX MIPS ejecutaría el mismo programa aproximadamente 27 veces más rápido que el VAX-11/780.
Dentro de la comunidad digital, el término VUP ( Unidad de rendimiento VAX ) era el término más común, porque los MIPS no se comparan bien entre diferentes arquitecturas. El término relacionado VUP de clúster se utilizó informalmente para describir el rendimiento agregado de un VAXcluster . (El rendimiento del VAX-11/780 todavía sirve como métrica de referencia en el BRL-CAD Benchmark, un conjunto de análisis de rendimiento incluido en la distribución del software de modelado sólido BRL-CAD). El VAX-11/780 incluía un soporte subordinado. sola computadora LSI-11 que realizaba funciones de carga, arranque y diagnóstico de microcódigo para la computadora principal. Esto se eliminó de los modelos VAX posteriores. Por lo tanto, los usuarios emprendedores de VAX-11/780 podrían ejecutar tres sistemas operativos diferentes de Digital Equipment Corporation: VMS en el procesador VAX (desde los discos duros) y RSX-11S o RT-11 en el LSI-11 (desde el único de densidad única unidad de disquete).
El VAX pasó por muchas implementaciones diferentes. El VAX 11/780 original se implementó en TTL y llenó un gabinete de cuatro por cinco pies [15] con una sola CPU . Las implementaciones de CPU que consistían en múltiples chips de matriz de compuertas ECL o matriz de macroceldas incluían los superminis VAX 8600 y 8800 y finalmente las máquinas de clase de mainframe VAX 9000 . Las implementaciones de CPU que consistían en múltiples chips personalizados MOSFET incluían las máquinas de clase 8100 y 8200. Las máquinas VAX 11-730 y 725 de gama baja se construyeron utilizando componentes de corte de bits AMD Am2901 para la ALU.
El MicroVAX I representó una transición importante dentro de la familia VAX. En el momento de su diseño, todavía no era posible implementar la arquitectura VAX completa como un solo chip VLSI (o incluso algunos chips VLSI como se hizo más tarde con la CPU V-11 del VAX 8200/8300). En cambio, MicroVAX I fue la primera implementación de VAX en mover algunas de las instrucciones VAX más complejas (como el decimal empaquetado y los códigos de operación relacionados) al software de emulación. Esta partición redujo sustancialmente la cantidad de microcódigo requerido y se denominó arquitectura "MicroVAX". En el MicroVAX I, la ALU y los registros se implementaron como un chip de matriz de puerta única , mientras que el resto del control de la máquina era lógica convencional.
Un total VLSI ( microprocesador aplicación) de la arquitectura MicroVAX llegó con la de MicroVAX II 78032 CPU (o DC333) y 78132 FPU (DC335). El 78032 fue el primer microprocesador con una unidad de gestión de memoria integrada [16] El MicroVAX II se basó en una única placa de procesador de cuatro tamaños que llevaba los chips del procesador y ejecutaba los sistemas operativos MicroVMS o Ultrix -32 . La máquina contaba con 1 MB de memoria integrada y una interfaz de bus Q22 con transferencias DMA . El MicroVAX II fue reemplazado por muchos otros modelos MicroVAX con un rendimiento y una memoria muy mejorados.
Siguieron otros procesadores VLSI VAX en forma de implementaciones V-11, CVAX , CVAX SOC ("System On Chip", un CVAX de un solo chip), Rigel , Mariah y NVAX . Los microprocesadores VAX extendieron la arquitectura a estaciones de trabajo económicas y luego también suplantaron a los modelos VAX de gama alta. Esta amplia gama de plataformas (mainframe a estación de trabajo) que usaban una arquitectura era única en la industria de la computación en ese momento. Se grabaron varios gráficos en la matriz del microprocesador CVAX. La frase CVAX ... cuando te preocupas lo suficiente como para robar lo mejor fue grabada en ruso roto como un juego en un eslogan de Hallmark Cards , destinado a ser un mensaje para los ingenieros soviéticos que eran conocidos por robar computadoras DEC para aplicaciones militares y viceversa. diseñando su chip. [17] [18]
En las ofertas de productos de DEC, la arquitectura VAX finalmente fue reemplazada por la tecnología RISC . En 1989, DEC introdujo una gama de estaciones de trabajo y servidores que ejecutaban Ultrix , DECstation y DECsystem respectivamente, basados en procesadores que implementaban la arquitectura MIPS . En 1992, DEC introdujo su propia arquitectura de conjunto de instrucciones RISC, Alpha AXP (más tarde rebautizado como Alpha), y su propio microprocesador basado en Alpha, el DECchip 21064 , un diseño de 64 bits de alto rendimiento capaz de ejecutar OpenVMS.
En agosto de 2000, Compaq anunció que los modelos VAX restantes dejarían de fabricarse a finales de año. [19] En 2005, toda la fabricación de computadoras VAX había cesado, pero los sistemas antiguos siguen siendo de uso generalizado. [20]
Los emuladores VAX basados en software Stromasys CHARON-VAX y SIMH siguen disponibles y VMS ahora es administrado por VMS Software Incorporated, aunque solo ofrecen OpenVMS para sistemas Alpha y servidores HPE Integrity , con soporte para x86-64 en desarrollo, y no lo ofrecen. para VAX.
Arquitectura del procesador
Registros DEC VAX | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Mapa de memoria virtual
La memoria virtual VAX se divide en cuatro secciones. Cada uno tiene un tamaño de un gigabyte (en el contexto del direccionamiento, 2 30 bytes):
Sección | Rango de direcciones |
---|---|
P0 | 0x00000000 - 0x3fffffff |
P1 | 0x40000000 - 0x7fffffff |
S0 | 0x80000000 - 0xbfffffff |
S1 | 0xc0000000 - 0xffffffff |
Para VMS, P0 se utilizó para el espacio de proceso del usuario, P1 para la pila de procesos, S0 para el sistema operativo y S1 se reservó.
Modos de privilegio
El VAX tiene cuatro modos de privilegios implementados por hardware:
No. | Modo | Uso de VMS | Notas |
---|---|---|---|
0 | Núcleo | Kernel del SO | Nivel de privilegio más alto |
1 | Ejecutivo | Sistema de archivos | |
2 | Supervisor | Shell (DCL) | |
3 | Usuario | Programas normales | Nivel de privilegio más bajo |
Registro de estado del procesador
El registro de estado del proceso tiene 32 bits:
CM | TP | MBZ | FD | ES | cmod | pmod | MBZ | IPL | MBZ | DV | FU | IV | T | norte | Z | V | C |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
31 | 30 | 29 | 27 | 26 | 25 | 23 | 21 | 20 | 15 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Bits | Significado |
---|---|
31 | Modo de compatibilidad con PDP-11 |
30 | seguimiento pendiente |
29:28 | MBZ (debe ser cero) |
27 | primera parte realizada (instrucción interrumpida) |
26 | pila de interrupciones |
25:24 | modo de privilegio actual |
23:22 | modo de privilegio anterior |
21 | MBZ (debe ser cero) |
20:16 | IPL (nivel de prioridad de interrupción) |
15: 8 | MBZ (debe ser cero) |
7 | habilitación de trampa de desbordamiento decimal |
6 | habilitación de trampas de subdesbordamiento de punto flotante |
5 | habilitación de trampa de desbordamiento de enteros |
4 | rastro |
3 | negativo |
2 | cero |
1 | Desbordamiento |
0 | llevar |
Sistemas basados en VAX
El primer sistema basado en VAX fue el VAX-11/780 , un miembro de la familia VAX-11 . El VAX 8600 de gama alta reemplazó al VAX-11/780 en octubre de 1984 y se le unieron las minicomputadoras MicroVAX de nivel de entrada y las estaciones de trabajo VAXstation a mediados de la década de 1980. El MicroVAX fue reemplazado por el VAX 4000 , el VAX 8000 fue reemplazado por el VAX 6000 a fines de la década de 1980 y se introdujo el VAX 9000 de clase mainframe . A principios de la década de 1990, se introdujo el VAXft tolerante a fallas , al igual que el VAX 7000/10000 compatible con Alpha . Se vendió una variante de varios sistemas basados en VAX como VAXserver .
Sistemas cancelados
Los sistemas cancelados incluyen el " BVAX ", un VAX basado en ECL de alta gama y otros dos modelos VAX basados en ECL: " Argonaut " y " Raven ". [21] Raven fue cancelado en 1990. [22] Un VAX conocido como " Gemini " también fue cancelado, lo cual fue una alternativa en caso de que el Scorpio basado en LSI fallara. Nunca se envió.
Clones
Se produjeron varios clones de VAX, tanto autorizados como no autorizados. Ejemplos incluyen:
- Systime Computers Ltd del Reino Unido produjo clones de los primeros modelos VAX como el Systime 8750 (equivalente al VAX 11/750). [23]
- Norden Systems produjo la serie MIL VAX reforzada con especificaciones militares. [8]
- El húngaro Instituto Central de Investigación de Física (KFKI) produjo una serie de clones de los primeros modelos VAX, el TPA-11/540, 560 y 580. [24]
- El SM 52/12 [25] de Checoslovaquia , desarrollado en VUVT Žilina (hoy Eslovaquia ) y producido a partir de 1986 en ZVT Banská Bystrica (hoy Eslovaquia ).
- El VEB Robotron K 1840 (SM 1710) de Alemania Oriental es un clon del VAX-11/780 y el Robotron K 1820 (SM 1720) es una copia del MicroVAX II.
- El SM-1700 es un clon soviético del VAX-11/730, SM-1702 fue un clon de MicroVAX II y SM-1705 fue un clon de VAX-11/785. [26]
- El NCI-2780 Super-mini, también vendido como Taiji-2780, es un clon del VAX-11/780 desarrollado por el Instituto de Tecnología Informática del Norte de China en Beijing. [27] [28]
Usuarios de VAX que ejecutan aplicaciones MS / DOS desde una sesión de VAX
Agregar una "tarjeta" como el servidor DOS 386Ware para múltiples usuarios de Logicraft [29] permite "un acceso controlado a los recursos de la PC sin tener que colocar una PC y un terminal VT en cada escritorio". [30] [31] A mediados de 1988, Logicraft y otra empresa, Virtual Microsystems Inc (VMI) eran "los únicos productos disponibles comercialmente que permitían que los sistemas VAX / VMS ejecutaran aplicaciones estándar de PC desde terminales y estaciones VAX. " [31]
Algunos usuarios fueron más allá de ejecutar aplicaciones de PC [32] y utilizaron acceso a CD-ROM compartido en serie. [33]
Otras lecturas
- Coy, Peter (6 de enero de 2021). "¿Quién recuerda al miniordenador VAX, icono de los años 80?" . Noticias de Bloomberg . Consultado el 9 de enero de 2021 .
Referencias
- ^ "Manual de referencia del conjunto de instrucciones y MACRO VAX" . Documentación de OpenVMS . Abril de 2001.
- ^ Payne, Mary; Bhandarkar, Dileep (1980). "Punto flotante VAX: una base sólida para el cálculo numérico". Computación SIGARCH. Archit. Noticias . ACM. 8 (4): págs . 22–33. doi : 10.1145 / 641845.641849 . ISSN 0163-5964 . S2CID 15021135 .
- ^ a b Levy, Henry; Eckhouse, Richard (28 de junio de 2014). Programación y Arquitectura de Computadores: El Vax . Prensa digital. ISBN 9781483299372.
- ^ "Otro enfoque para la arquitectura de conjuntos de instrucciones — VAX" (PDF) .
... arquitecturas de conjuntos de instrucciones, elegimos el VAX como conjunto de instrucciones amigable para el programador, un activo
- ^ "VAX" .
Esp. destaca por su gran conjunto de instrucciones amigable para ensamblador-programador --- un activo que
- ^ "Manual de referencia del conjunto de instrucciones y MACRO VAX" . www.itec.suny.edu . Consultado el 19 de junio de 2016 .
- ^ Clinton F. Goss (agosto de 2013) [Publicado por primera vez en junio de 1986]. "Optimización de código de máquina: mejora del código de objeto ejecutable" (PDF) (tesis doctoral). Informe técnico del Departamento de Ciencias de la Computación # 246. Courant Institute, Universidad de Nueva York. arXiv : 1308.4815 . Código bibliográfico : 2013arXiv1308.4815G . Consultado el 22 de agosto de 2013 . Resumen de laicos . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ a b Rainville, Jim; Howard, Karen, eds. (1997). "VAX / VMS a 20" . Corporación de Equipos Digitales . Consultado el 20 de julio de 2018 .
- ^ "NetBSD / vax" .
- ^ "OpenBSD / vax" .
- ^ "Portar Linux al VAX" .
- ^ "OpenBSD 6.0" . 2016 . Consultado el 20 de junio de 2017 .
- ^ "VAX 11/780, el primer sistema VAX (octubre de 1977)" .
- ^ Slater, Robert (1987). Retratos en Silicona . MIT Press. pag. 213 . ISBN 978-0-262-69131-4.
- ^ "Computadora VAX 11/780 - CPU" . Museo de Historia de la Computación . Consultado el 24 de octubre de 2012 .
- ^ El proyecto de simulación de la historia de la computadora: MicroVAX II (1985)
- ^ micro.magnet.fsu.edu, Steal the best , consultado el 30 de enero de 2008. La frase rusa era: СВАКС ... Когда вы забатите довольно воровать настоящий лучший
- ↑ The Computer History Simulation Project: CVAX (1987) , consultado el 30 de enero de 2008
- ^ "VAX Systems: una carta de Jesse Lipcon" . Archivado desde el original el 15 de agosto de 2000.
- ^ "Si no está roto, no lo arregle: computadoras antiguas en uso hoy" . PCWorld . Consultado el 19 de junio de 2016 .
- ^ Mark Smotherman (19 de julio de 2008). "¿Quiénes son los arquitectos informáticos?" . Consultado el 30 de septiembre de 2008 .
- ^ Supnik, Bob (2007). "Cuervo" . Consultado el 1 de marzo de 2019 .
- ^ "Informe de informática RAL 1984-85" . Consultado el 15 de octubre de 2007 .
- ^ "La historia de TPA" . Consultado el 15 de octubre de 2007 .
- ^ Dujnic, J .; Fristacky, N .; Molnar, L .; Plander, I .; Rovan, B. (1999). "Sobre la historia de la informática, la ingeniería informática y el desarrollo de la tecnología informática en Eslovaquia". IEEE Annals of the History of Computing . 21 (3): 38–48. doi : 10.1109 / 85.778981 .
- ^ Laimutis Telksnys; Antanas Zilinskas (julio de 1999). "Computadoras en Lituania" (PDF) . IEEE Annals of the History of Computing . 21 (3): 31–37. doi : 10.1109 / 85.778980 . S2CID 16240778 .
- ^ Congreso de los Estados Unidos , Oficina de Evaluación de Tecnología (julio de 1987). Transferencia de tecnología a China . Oficina de Imprenta del Gobierno de EE . UU . pag. 96. ISBN 9781428922914. OTA-USC-340.
- ^ Xia Nanyin; Chan Laixing (1990). "Sistemas de lanzamiento de satélites y TT&C de China y sus roles en la cooperación internacional" . En F. Sharokhi; JS Greenberg; T. Al-Saud (eds.). Comercialización del espacio: vehículos y programas de lanzamiento . Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica . pag. 244. ISBN 0-930403-75-4.
- ^ R. Ribitzky (1991). "Integración de CD-ROM Medline con correo electrónico" . Actas. Simposio sobre aplicaciones informáticas en la atención médica : 578–82. PMC 2247597 . PMID 1807668 .
Un sistema 486Ware de Logicraft y un VAX-Cluster de cinco miembros (respectivamente) están vinculados en un entorno DECNet que es la base del Children's Hospital ...
- ^ Jeffrey A. Steinberg (25 de enero de 1988). "Sirviendo MS-DOS en Ethernet". Revisión digital .
- ^ a b Kristina Sorenson (4 de abril de 1988). "VMI, Logicraft sube la apuesta". Revisión digital .
una nueva versión de 386Ware de Logicraft que proporciona más soporte para VAXstation
- ^ "Servidores Logicraft VAX-to-PC". Computerworld . 3 de junio de 1991. p. 47.
- ^ "Desarrollos de redes de CD-ROM en la biblioteca de la Universidad de South Bank" . Vine . 23 (4): 31–35. 1 de abril de 1993. doi : 10.1108 / eb040516 .
enlaces externos
- HP: Sistemas VAX
- Microprocesadores DEC
- SimH VAX Emulador de código abierto que admite la arquitectura VAX
- Las revistas técnicas digitales completas