एल्गोरिथ्म की सेवा में लोहा

बोरिस बाबयान कंप्यूटिंग के भूत, वर्तमान और भविष्य पर

कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का विकास उस व्यक्ति के लिए क्या है जो आधी सदी से अधिक समय से कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का विकास कर रहा है?

मैं इस विषय पर इंटेल आर्किटेक्चर डायरेक्टर बोरिस आर्टैशोविच बाबयान के साथ बात करने में कामयाब रहा।

बोरिस बाबयान को कंप्यूटर कंप्यूटिंग सिस्टम एल्ब्रस -1, एल्ब्रस -2 और एल्ब्रस -3 के मुख्य वास्तुकार के रूप में जाना जाता है। उनके कुछ विचारों का उपयोग ट्रांसमेटा वास्तुकला में किया जाता है। बोरिस वर्तमान में इंटेल में एक नए माइक्रोप्रोसेसर आर्किटेक्चर के विकास का नेतृत्व कर रहा है।

औपचारिकताओं को पूरी तरह से समाप्त करने के लिए, मैं बोरिस के रैंक, डिग्री और पदों को सूचीबद्ध करूंगा: रूसी एकेडमी ऑफ साइंसेज के संवाददाता, डॉक्टर ऑफ टेक्निकल साइंसेज, प्रोफेसर, माइक्रोप्रोसेसर टेक्नोलॉजीज विभाग के प्रमुख, एमआईटीटी, इंटेल फेलो, राज्य और लेनिन पुरस्कार विजेता।

आगे का वर्णन बाबयान की ओर से बनाया गया है। मेरे मतलब की टिप्पणियां फ़्रेमयुक्त हैं या वेब पेजों के लिंक हैं।


यह पूछने के लिए उपयुक्त है कि मैं किस बारे में बात करूंगा। उत्तर बहुत ही असामान्य लग सकता है: हर चीज के बारे में। मेरे और मेरे सहयोगियों के बारे में सब कुछ। मैंने अपने वर्तमान प्रोजेक्ट की समस्याओं के बारे में सोचा और आगे क्या करना है। और मैंने गहराई से महसूस किया कि हमारे व्यवसाय में सब कुछ बारीकी से जुड़ा हुआ है। और वास्तुकला, और प्रोग्रामिंग भाषाओं, और ऑपरेटिंग सिस्टम। अच्छा, सब-के-सब एक साथ, समझे? यह मेरी कहानी होगी।

जब मैंने स्थिति को समग्र रूप से देखा, तो इसने मुझे बहुत प्रभावित किया। ऐसा लगता है कि हार्डवेयर में और कुछ नहीं अनुकूलित किया जा सकता है। मुझे और मेरे सहयोगियों को पता है कि ऐसा नहीं है। हम पहले से ही नई पीढ़ी के माइक्रोप्रोसेसर वास्तुकला का अनुकूलन कर रहे हैं, हालांकि यह अभी तक एक उत्पाद नहीं बन पाया है। और जो सुपरसेलकर में लगे हुए हैं, अंत को देखते हैं - ऐसा करने के लिए ज्यादा कुछ नहीं है। फिर भी, अगर हम कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के संपूर्ण विकास पर विचार करते हैं, तो हम शुरुआत से अंत तक करीब हैं।

दुर्भाग्य से, और शायद, सौभाग्य से, मुझे नहीं पता, पूरी कहानी, यह मुझे लगता है, एक अंत है। लेकिन यह शायद दृश्यमान अंत है। यह मुझे लगता है कि अंत है। और यह संभव है कि अन्य परिस्थितियों में ... लेकिन यह एक प्रस्तावना का एक सा था।

सामान्य तौर पर, मेरी बातचीत का विषय हमारे व्यवसाय, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास का इतिहास है। जिस तरह से, मैं हमारे रूसी वैज्ञानिकों, सोवियत वैज्ञानिकों, या कुछ और की भूमिका के बारे में बात करूंगा ... लेकिन यह मेरा लक्ष्य नहीं है। यह, बोलने के लिए, रास्ते में। दुर्भाग्य से, रूस में इसके बारे में बहुत कम लोग जानते हैं।

वह आखिरी प्रस्तावना थी। अब शुरू करते हैं।

यहां देखें: कंप्यूटर तकनीक - यह क्या है? यह प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग करके हार्डवेयर में एल्गोरिदम का कार्यान्वयन है। यही है, हमारे पास तीन सबसे महत्वपूर्ण घटक हैं: एल्गोरिदम, भाषा और हार्डवेयर। इसलिए, अगर हम कुछ का विश्लेषण करने जा रहे हैं, तो सबसे पहले इन घटकों को ठीक से देखना आवश्यक है।

आइए एल्गोरिदम के साथ शुरू करते हैं। एल्गोरिदम कुछ अमूर्त हैं, कुछ शाश्वत। उदाहरण के लिए संख्याओं की तरह। कई अलग-अलग एल्गोरिदम मौजूद हो सकते हैं, और उनमें से प्रत्येक शाश्वत है।

एल्गोरिदम कैसे प्रस्तुत किए जाते हैं? उनमें, वास्तविक दुनिया से जुड़ी कई अन्य चीजों की तरह, दो घटकों को अलग किया जा सकता है: लौकिक और स्थानिक। एक अस्थायी घटक संचालन का एक क्रम है: जो किया जा रहा है। यह घटक अत्यंत समानांतर है। बेशक, विशुद्ध रूप से अनुक्रमिक एल्गोरिदम हैं, लेकिन सिद्धांत रूप में, एक एल्गोरिथ्म की अवधारणा एक समानांतर संरचना का एक विचार है। आमतौर पर, गणना का ग्राफ बहुत समानांतर और बेहद संरचित होता है।

अब स्थानिक घटक। स्थानिक घटक भी समानांतर और संरचित है। वह क्या है? ये ऐसी वस्तुएं हैं जिनके साथ संचालन होता है। वस्तुओं का द्रव्यमान। ये वस्तुएं एक-दूसरे का उल्लेख कर सकती हैं, एक-दूसरे में निहित हो सकती हैं। लेकिन उनमें से कई हैं और उनके साथ विभिन्न ऑपरेशन काम करते हैं। सब कुछ बहुत समानांतर है।

यह वही है जो एल्गोरिदम है।

लोहे के बारे में क्या? और लोहे, एल्गोरिदम के विपरीत, हमेशा के लिए नहीं रहता है। यह समय के साथ बहुत बदल जाता है। सबसे पहले, लोहा बहुत आदिम था। जब मैंने शुरुआत की ... - और मैंने फिजाटेख में शुरू किया, 51 वें वर्ष में मैंने वहां प्रवेश किया - और इसलिए, तब पहला बीईएसएम काम नहीं कर रहा था। एक बिट जानकारी को दो इलेक्ट्रॉन ट्यूबों द्वारा दर्शाया गया था। यह एक घन डेसीमीटर है! अविश्वसनीय मात्रा। और केवल एक निष्पादन उपकरण था। इसने तीन कमरों पर कब्जा कर लिया। जैसा कि मैंने हमेशा मजाक किया, बिट ट्रांसफर एक कमरे में शुरू हुआ, और दो कमरों के माध्यम से समाप्त हुआ। यह एक भयानक आकार है।

और देखो अब क्या है। एक चिप पर निष्पादित उपकरणों की एक अविश्वसनीय संख्या रखी जाती है।

लेकिन बीईएसएम-प्रथम पहले से बहुत दूर था। बहुत पहली कारें जो मैंने नहीं देखीं। उदाहरण के लिए, Urals। यह एक सख्त सुसंगत मशीन थी। बिट सीरियल मशीन। यानी एक मैग्नेटिक ड्रम था। इसकी एक-एक जानकारी पढ़ी गई। इसके अलावा, उदाहरण के लिए, रीड वैल्यूज को जोड़ा गया और फिर से ड्रम में एक बिट लिखा गया। बेकार। लेकिन ऐसी मशीनों को डिजाइन करना आवश्यक था। कहाँ जाना है? तब उपकरण पर प्रतिबिंबित करने का कोई तरीका नहीं था जैसे कि समय और स्थान में समानता के रूप में एक अविश्वसनीय भव्यता। इसके बारे में बस कुछ नहीं कहना था।

सरलीकरण की जरूरत थी। खैर, इस मामले में क्या सरलीकरण स्वाभाविक होगा? सब कुछ रैखिक! सब कुछ एक शासक में बदल दें। यह बहुत सरल है। यह एक समानांतर एल्गोरिदम को शासक में बदलने के लिए कुछ भी खर्च नहीं करता है। इसके अलावा, अंतरिक्ष और समय दोनों में। यहां पहले कारें बनाई जाती थीं। और यह एक शानदार फैसला है। हालाँकि ... उसे इतना शानदार कहना कठिन है, क्योंकि यह इतना सरल है। लेकिन यह उस समय के लिए एक प्रभावी उपाय है। क्योंकि एक जटिल एल्गोरिथ्म को एक पंक्ति में बदलने के लिए - कोई अनुकूलन की आवश्यकता नहीं है। संकलक यह आसान करता है। सच है, तब उन्होंने संकलक और प्रोग्रामिंग भाषाओं के बारे में बिल्कुल नहीं सुना। बिट्स में सब कुछ प्रोग्राम किया गया था। कंप्यूटर प्रौद्योगिकी की स्थिति ऐसी थी कि प्रोग्रामर पर ध्यान केंद्रित करना संभव नहीं था। उन्हें बिल्कुल नहीं माना गया। प्रोग्रामर ने हार्डवेयर डेवलपर्स ने उन्हें क्या दिया, इसके साथ काम किया। और कार्यक्रम छोटे थे। इसलिए, किसी भी भाषा की तुलना में बिट्स में लिखना आसान और अधिक कुशल था। तब भाषाओं का उपयोग कंप्यूटर के समय की बर्बादी थी।

उन दिनों मेरा पसंदीदा मज़ाक यह था कि असली आदमी असेंबलर में काम करते हैं, और भाषाएं ऐसी हैं, लाड़।

भाषाओं और संकलक की अनुपस्थिति में, एक व्यक्ति ने एक शासक के रूप में व्यक्तिगत रूप से एल्गोरिथ्म प्रस्तुत किया। और यह समय की कुछ परिचित अवधारणा के अनुरूप था। समय सुसंगत है - ठीक है, और एल्गोरिथ्म सुसंगत है। यह सब स्वाभाविक है। इसलिए, इस काम को करने के लिए कंपाइलर (जब तक वे दिखाई दिए) बहुत सरल था। कार के लिए - और भी आसान। निर्देशों का रैखिक क्रम जिसमें एल्गोरिथ्म बदल गया था सख्ती से क्रमिक रूप से किया गया था। ऐसा करने के लिए, आपको बहुत सरल उपकरण चाहिए! तब - और मैंने पहले ही कार बना ली थी - यह हमारे लिए उपकरणों के व्यवहार का अनुकरण करने के लिए कभी नहीं हुई।

अब यह मॉडलिंग के बिना असंभव है। आधुनिक आर्किटेक्चर बहुत गतिशील हैं। मॉडलिंग के बिना उन्हें अनुकूलित करना असंभव है। और उस युग में, आवेदन का निष्पादन समय व्यक्तिगत संचालन के निष्पादन के समय के योग के बराबर था। मॉडलिंग करने के लिए कुछ भी नहीं चाहिए, सब कुछ वैसे भी स्पष्ट था। कोई रजिस्टर नहीं था और कोई कैश नहीं थे। पहले बीईएसएम ने इस तरह काम किया: मेमोरी से एक नंबर पढ़ा, दूसरा नंबर, ऑपरेशन किया, वापस लिखा। स्मृति से पढ़ना, ऑपरेशन के साथ तुलना में, तुरंत हुआ। ऑपरेशन के बाद कई बार लग गए।

अंतरिक्ष भी बहुत सरल था। कोई वस्तु नहीं थी। बस बिट्स का एक क्रम था।

सुरक्षा के बारे में, अर्थात्। एक दूसरे से प्रक्रियाओं के संरक्षण के बारे में, वहाँ कोई बात नहीं थी। कार एक अलग कमरे में थी। किसी के पास इस कमरे की कुंजी थी - वह सब सुरक्षा। प्रोग्रामर आया, गाड़ी में बैठा, काम करने लगा। वह समाप्त हो गया - अपने चुंबकीय टेप को छोड़ दिया, छोड़ दिया, एक और आया। प्रत्येक व्यक्ति अपने डेटा को उनके साथ लाया और ले गया, और केवल एक प्रक्रिया ने मशीन पर काम किया। 100% सुरक्षा।

एक प्रोग्रामर का जीवन आसान नहीं था। प्रत्येक नई कार एक नई कमांड प्रणाली है। सभी कार्यक्रम पत्राचार किया। इसने केवल यह बचाया कि बहुत कम कार्यक्रम थे, इसलिए पुनर्लेखन को सहन किया जा सकता था।

वह शुरुआत थी।

त्रासदी यह है कि हमारे पास इस शुरुआत के साथ आज तक संगतता है। सभी आधुनिक कमांड सिस्टम रैखिक हैं। हालांकि उपकरण अब बहुत समानांतर है। और यह बहुत बुरा है। यह प्रोग्रामिंग को जटिल बनाता है। बहुत सारी त्रुटियां उत्पन्न होती हैं। हमें पॉइंटर्स के कारण बड़ी सुरक्षा समस्याएं हैं जो आपको किसी भी स्थान से किसी भी जानकारी तक पहुंचने की अनुमति देती हैं। बेकार! लेकिन यह सब नहीं है। पहली व्यक्तिगत कारों से हमें टायर मिला। उस समय के उपकरण अभी तक समानांतर नहीं थे, और प्रोसेसर में केवल एक ही एक्चुएटर था। लेकिन स्वयं प्रोसेसर पहले से ही साझा मेमोरी पर एक दूसरे के समानांतर काम कर सकते थे। बस इसके लिए उन्हें एक टायर की जरूरत थी। बस ने सभी प्रोसेसर से सभी मेमोरी एक्सेस का सख्त ऑर्डर बनाया। जिसे अब मजबूत ऑर्डरिंग या मेमोरी मॉडल कहा जाता है।

प्रोग्रामर्स को ऐसी व्यवस्था दी गई थी, और वे समझ गए कि सब कुछ समय में आदेश दिया गया था। प्रोग्रामर, हमेशा की तरह, बस उनका उपयोग किया गया था जो उन्हें दिया गया था। और उन्होंने उन्हें यह दिया। फिर सेमाफोरेस के माध्यम से सिंक्रनाइज़ेशन और मेमोरी से डेटा पढ़ने में एक ही समय लगा। इसलिए, प्रोग्रामर, अनुप्रयोग दक्षता के दृष्टिकोण से, इससे कोई फर्क नहीं पड़ा: सिंक्रनाइज़ेशन के लिए सेमाफोर का उपयोग करें या मेमोरी मॉडल द्वारा निर्धारित क्रम का उपयोग करें। नतीजतन, कार्यक्रमों को भयानक के रूप में लिखा गया था।

और फिर स्थिति केवल खराब हो गई। कैश दिखाई दिए हैं। और अगर कोई अपने कार्यक्रमों में सेमाफोर के माध्यम से ईमानदारी से सिंक्रनाइज़ेशन का काम करता था, तो अब उसे बस उन कार्यक्रमों को फिर से लिखना होगा, ताकि वे मेमोरी मॉडल के माध्यम से काम करें। क्योंकि सेमीफोर के एक्सेस की तुलना में डेटा तक पहुंच बहुत तेज हो गई है। आखिरकार, डेटा अब कैश में है, और अर्ध-मेमोरी साझा की गई मेमोरी में है, जिसकी पहुंच कैश की तुलना में बहुत धीमी है। सेमाफोर का उपयोग करना बहुत ही लाभहीन हो गया है।

यहां से अनुकूलता के मुद्दे आए।

अब लंबे समय तक कोई टायर नहीं है। हालांकि, सभी कारों में, टायर जो बहुत पहले कारों में था, मॉडलिंग की जाती है। बेशक, वह थोड़ा बदल गया था। पी 6 डेवलपर्स ने देखा कि यदि आप सख्ती से मेमोरी ऑर्डरिंग का पालन करते हैं, तो 25% प्रदर्शन खो जाता है। इसलिए, उन्होंने एक राहत पेश की: मेमोरी से रीड्स मेमोरी को राइट ओवरटेक कर सकते हैं। लेकिन पहले की तरह, रीड्स एक दूसरे से आगे नहीं निकल सकते, रिकॉर्ड एक दूसरे से आगे नहीं बढ़ सकते, और रिकॉर्ड रीडिंग से आगे नहीं बढ़ सकते।

और यह सब कुछ रद्द करना और नए तरीके से करना संभव होगा। हमने एल्ब्रस में कभी टायर का इस्तेमाल नहीं किया है। हमारे पास शुरू से ही क्रॉस-बार-स्विच था।

तो: हास्य यह है कि पहली कारों को अभी भी मॉडलिंग किया जा रहा है। और न केवल हार्डवेयर में, बल्कि प्रोग्रामिंग भाषाओं में भी। सभी प्रोग्रामिंग भाषाएँ दूषित हैं। वे एल्गोरिदम से बहुत दूर हैं - जो मैंने समानांतर समय और समानांतर अंतरिक्ष कहा जाता है। वे बहुत पहले कारों के करीब हैं, जहां सब कुछ सुसंगत है।

हम देखते हैं कि अनुकूलता एक गला घोंट चुकी है, और इसे बदलना बहुत मुश्किल है।

अब आइए एक अलग नज़र डालें कि कैसे टेम्पोरल घटक की प्रगति हुई है और स्थानिक कैसे विकसित हुआ है। ठीक है, चलो स्थानिक घटक के साथ शुरू करते हैं। यह बहुत सरल है। हालांकि अधिक प्रासंगिक, शायद अस्थायी घटक। लेकिन यह अधिक कठिन है।

इसलिए स्थानिक ... उसके साथ सब कुछ बहुत सरल है। ये वस्तुएं हैं। तो, मशीन को वस्तुओं के साथ काम करना चाहिए। जब हमने पहली एल्ब्रस शुरू की, तो हमने सुरक्षा के बारे में नहीं सोचा था।

जैसा कि मैंने कहा, तब कोई सुरक्षा समस्याएं नहीं थीं। हमने उच्च-स्तरीय भाषाओं का समर्थन करने के लिए वस्तुओं को लिया। हमने तब सोचा: उच्च स्तरीय भाषा क्या होनी चाहिए? उस समय, 72 वें वर्ष में, यह माना जाता था कि अल्गोल और फोरट्रान जैसी भाषाओं द्वारा उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग प्रदान की गई थी। लेकिन हमने जल्दी ही महसूस किया कि मौजूदा भाषाएं मौजूदा मशीनों पर केंद्रित हैं, जहां सब कुछ सुसंगत है। इसलिए, एक नई मशीन में मौजूदा भाषाओं का समर्थन करने की कोशिश करते हुए, हम वास्तव में अप्रत्यक्ष रूप से भाषाओं के माध्यम से मौजूदा आर्किटेक्चर के लिए उन्मुख होंगे। यह बेवकूफी है!

मैं ध्यान देता हूं कि उस समय उच्च-स्तरीय भाषाओं के लिए पहले से ही मशीनें थीं। उदाहरण के लिए, बरोज़ ने एक मशीन का उत्पादन किया जो विस्तारित अल्गोल को चलाता था। डेटा प्रकार वहाँ टैग के माध्यम से लागू किए गए थे जो डेटा के साथ मेमोरी में संग्रहीत किए गए थे। यह एक अच्छा विचार था, और हमने इसे बर्रोज़ से उधार लिया था। लेकिन जिस तरह से उन्होंने इन टैग्स का इस्तेमाल किया वह महज एक गलतफहमी थी। टैग की मदद से, बरोज़ ने हार्डवेयर स्तर पर स्थिर प्रकारों का समर्थन किया। यह इस तरह से काम करता था: प्रत्येक प्रयुक्त मेमोरी सेल में एक निश्चित प्रकार को सख्ती से सौंपा गया था। इस जानकारी का उपयोग डेटा को स्वचालित रूप से परिवर्तित करने के लिए किया गया था जबकि इसे मेमोरी में लिखा जा रहा था। यदि, उदाहरण के लिए, एक वास्तविक संख्या एक पूर्णांक टैग के साथ चिह्नित मेमोरी क्षेत्र में संग्रहीत की गई थी, तो मशीन ने रिकॉर्डिंग से पहले गतिशील रूप से वास्तविक को पूर्णांक में बदल दिया।

मौजूदा स्थिर भाषाओं का समर्थन करके, बरोज़, वास्तव में, पुराने हार्डवेयर का समर्थन करते थे, क्योंकि यह स्थिर भाषाएँ थीं जो इसके लिए उन्मुख थीं। यह सिर्फ मूर्खता है! बरोज़, एक नई वास्तुकला विकसित करते हुए, अंततः पुरानी कारों पर केंद्रित थे। इसके अलावा, टैग्स को अनप्रिविलेबल मोड में चलते हुए बदला जा सकता है, जो एक बड़ी बकवास भी है।

हालांकि, निष्पक्षता में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बर्गों द्वारा गतिशील प्रकार की कास्टिंग लगभग मुफ्त में प्रदान की गई थी। इस तरह के रूपांतरण के लिए, यह आवश्यक है कि किस प्रकार के सेल को मेमोरी में प्रत्येक लेखन में संग्रहीत किया गया था। यह पता लगाने के लिए आवश्यक था कि डेटा को कैसे परिवर्तित किया जाना चाहिए। यह पता चलता है कि प्रत्येक मेमोरी को लिखने के लिए प्रारंभिक पढ़ने की आवश्यकता होती है। इस तरह के अतिरिक्त रीडिंग भयानक बर्बादी की तरह दिखते हैं। लेकिन तथ्य यह है कि तब टोरिक मेमोरी का उपयोग किया गया था । इस तरह की स्मृति में लिखने से पहले, इसे ध्वस्त करना पड़ा। और पढ़ने के माध्यम से विमुद्रीकरण किया गया था। इसलिए, रिकॉर्डिंग के दौरान सेल प्रकार को पढ़ने से अतिरिक्त ओवरहेड नहीं हुआ। यह बस demagnetize करने के लिए संयुक्त।

लेकिन वापस एल्ब्रस के लिए। हमने पुरानी भाषाओं पर ध्यान केंद्रित किया। हमने कई अलग-अलग विकल्पों का विश्लेषण किया और महसूस किया कि उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग को बिट्स पर नहीं बल्कि वस्तुओं पर लीनियर मेमोरी पर प्रोग्रामिंग की अनुमति देनी चाहिए। यह एक वस्तु अभिविन्यास है।

यहां बताया गया है कि एल्गोरिदम कैसे काम करता है? कल्पना करें कि कुछ एल्गोरिथ्म निष्पादित किया गया है। यदि यह एक नई वस्तु उत्पन्न करता है, तो उसे किसी बिट की आवश्यकता नहीं है। एक वस्तु, अच्छी तरह से, अंतरिक्ष या कुछ में दिखाई देती है। यह ऑब्जेक्ट, नई उत्पन्न, केवल वर्तमान एल्गोरिथ्म तक पहुंच सकता है। कोई और नहीं बस उसके बारे में जानता है। क्योंकि यह एक विशिष्ट एल्गोरिथ्म द्वारा उत्पन्न किया गया था। एक सार एल्गोरिथ्म, और कोई हार्डवेयर, आप समझते हैं? यह हार्डवेयर में किसी तरह से समर्थित होना चाहिए।

अगला, प्रत्येक ऑब्जेक्ट का एक प्रकार है। तो हमें प्रकारों का समर्थन करना चाहिए। सबसे पहले हमने एक अतिवादी दृष्टिकोण को लागू करने की कोशिश की: पूरे, टैग में सामग्री लिखी गई। लेकिन फिर हमने देखा कि यह पूरी तरह से अनावश्यक था। टैग में किसी भी प्रकार का समर्थन करने की आवश्यकता नहीं है। और यहाँ क्यों है।

कल्पना करें कि आप एक वास्तविक संख्या लेते हैं और इसमें कुछ बिट्स को बदलना चाहते हैं। उदाहरण के लिए, आप एक घातांक के साथ कुछ करना चाहते हैं। यदि कड़ाई से पूरी तरह के प्रकारों का समर्थन किया जाता है (बिट सेट, वास्तविक, पूर्णांक, ...), तो कुछ बिट्स को वास्तविक संख्या में बदलने के लिए, आपको पहले इसे बिट्स के सेट में बदलना होगा, फिर आवश्यक जोड़तोड़ करना होगा, फिर बिट सेट को वास्तविक में बदल दें। अनावश्यक परिवर्तनों का एक गुच्छा! और अगर आप सचमुच वास्तविक के साथ काम कर सकते हैं - जो, निश्चित रूप से, आप करने में सक्षम होना चाहिए - गलती यह नहीं हो सकती है कि प्रोग्रामर, इसलिए बोलने के लिए, वास्तविक संख्या में बिट्स को बदलता है, लेकिन वह सचमुच गलत मान लिखता है।

मैं कहना चाहता हूं कि प्रक्रिया के अंदर इसके शब्दार्थों की जांच करना असंभव है। हार्डवेयर शब्दार्थ को नहीं जान सकते। प्रक्रिया के भीतर त्रुटियां प्रोग्रामर की जिम्मेदारी हैं।प्रक्रिया के अंदर प्रोग्रामर को संरक्षित करने की आवश्यकता नहीं है। अगर वह चाहे तो हमेशा वहां गलती कर सकता है। एक और बात परस्पर संबंधों की है। यहाँ अंतर-संबंधों को संकेत द्वारा नियंत्रित किया जाता है। और संकेत, आम तौर पर बोल, शाब्दिक रूप से नहीं बदला जा सकता है। यही है, अगर कुछ प्रक्रिया कुछ निश्चित बिंदुओं के साथ काम करती है, तो यह उन्हें नकली करने में सक्षम नहीं होना चाहिए।

इस प्रकार, हमने महसूस किया कि हमें केवल पॉइंटर्स की जाँच करने की आवश्यकता है और अधिक कुछ नहीं। यह पहला है। दूसरा वाला।हमने महसूस किया कि उच्च स्तरीय भाषा गतिशील होनी चाहिए। यह है अगर हम एक सार्वभौमिक भाषा चाहते हैं। मेरे लिए तब - मैं आपको याद दिलाता हूं कि यह 72 साल पुराना था - सार्वभौमिकता का मतलब था कि आप एक भाषा में प्रभावी रूप से एक ऑपरेटिंग सिस्टम लिख सकते हैं। यदि ऑपरेटिंग सिस्टम प्रोग्राम नहीं किया गया है, तो दृष्टिकोण सार्वभौमिक नहीं है। ऑपरेटिंग सिस्टम लिखने में सक्षम होने के लिए, डेटा प्रकार गतिशील होना चाहिए।

ऐसा क्यों है? मान लीजिए कि आप किसी नाम को परिभाषित करते हैं और सांख्यिकीय रूप से इस नाम पर एक प्रकार बांधते हैं। आपके प्रोग्राम में, आप इस प्रकार को जानते हैं, लेकिन आपके डेटा से निपटने वाला ऑपरेटिंग सिस्टम, यह नहीं जानता कि यह स्रोत भाषा में कैसे वर्णित है। यदि प्रोग्राम में वैरिएबल को समग्र रूप से वर्णित किया जाता है, तो ऑपरेटिंग सिस्टम को इसके बारे में नहीं पता होगा। वह केवल बाइनरी कोड देखता है। इसलिए, एक स्थिर दृष्टिकोण पूरी तरह से अस्वीकार्य है। इसके अलावा, यह भी सुविधाजनक नहीं है। उदाहरण के लिए, प्रत्यक्ष मूल्य के रूप में एक ही प्रक्रिया पैरामीटर को स्थानांतरित करने में सक्षम होना सुविधाजनक है, इस मूल्य का संदर्भ, या यहां तक ​​कि एक प्रक्रिया कॉल जो वांछित मूल्य का उत्पादन करती है। यह बिलकुल स्वाभाविक है। लेकिन स्थिर दृष्टिकोण गतिशील एक के विपरीत, इसकी अनुमति नहीं देता है।

नतीजतन, हम इस नतीजे पर पहुंचे कि उच्च स्तरीय भाषा एक गतिशील भाषा है जिसमें बिंदुओं पर सख्त नियंत्रण होता है। इस निष्कर्ष पर पहुंचने के लिए, व्यावहारिक रूप से स्वतंत्र रूप से - हमने विशेष रूप से संपर्क नहीं किया और लगभग एक-दूसरे को नहीं पढ़ा - निकोलस विरल आया। यह भाषाओं का नंबर एक व्यक्ति है। उन्होंने यह भी महसूस किया कि उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग टाइप सेफ्टी और टाइप डायनेमिक्स पर बनी है।

विर्थ ने एक गतिशील प्रकार की भाषा यूलर बनाई। वह अविश्वसनीय रूप से दिलचस्प था। हर कोई बस इस भाषा से खुश था। लेकिन उसके पास दक्षता की कमी थी। क्योंकि यह हार्डवेयर द्वारा समर्थित नहीं था। गतिशील नियंत्रण का एक द्रव्यमान था। फिर विर्थ वापस आ गया। उसने कहा: हाँ, प्रकार होने चाहिए, लेकिन उन्हें स्थिर होने दो। और नियंत्रण होना चाहिए ... लेकिन शायद बहुत मजबूत नहीं है, क्योंकि, उदाहरण के लिए, सरणी सीमा से बाहर निकलने को नियंत्रित करने के लिए अतिरिक्त कमांड की आवश्यकता होती है।

शुरुआत से ही, हमने निहित किया कि प्रकार हार्डवेयर द्वारा जांचे जाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एक सरणी के लिए एक पॉइंटर है, तो कोई भी, इस पॉइंटर के पास, सरणी के सीमा से परे नहीं जा सकता है। यह संभव नहीं है।

और परिणाम क्या है? हमने एक वास्तविक भाषा बनाई। हमारे पास टैग थे। अर्थात्, सभी डेटा में प्रकार का वर्णन करने वाले कई अंक जोड़े गए थे। हमने कंट्रोल पॉइंट पर नियंत्रण किया। एक शब्द में, हमने एल -76 बनाया । यह स्वर्गीय वोलोडा पेंटकोवस्की ने किया। वह तब एक प्रोग्रामर थे।

एल -76 पर, एल्ब्रस ऑपरेटिंग सिस्टम लिखा गया था। यह पहले से ही सर्गेई सेमेनखिन ने किया था। 70 के दशक के मध्य में 26 लोगों ने ऑपरेटिंग सिस्टम बनाया: मल्टीग्राम, मल्टीप्रोसेसर, मल्टी-टर्मिनल। उस समय, हर जगह मूल रूप से फट मोड का उपयोग किया गया था। और हमारे पास इस तरह का एक विकसित ऑपरेटिंग सिस्टम है!

इसके अलावा, हमारे विशिष्ट दृष्टिकोण ने प्रोग्रामिंग को बहुत सरल बना दिया है। उसने उत्पादकता भी बढ़ा दी। हमने इस दृष्टिकोण पर कार की तीन पीढ़ियों को बनाया: पहला, दूसरा, तीसरा एल्ब्रस।

हमारी मशीनों का बहुत उपयोग किया जाता थाजिम्मेदार सिस्टम। मास्को की मिसाइल रक्षा, अंतरिक्ष नियंत्रण, अरजामा में परमाणु परियोजनाएं। उसी समय, हमारे सभी उपयोगकर्ताओं ने कहा: इस मशीन पर डिबगिंग पुरानी मशीनों की तुलना में 10 गुना तेज है। धारणा थी कि आप लगातार डिबगिंग सिस्टम के साथ काम कर रहे थे। और दक्षता के नुकसान के बिना।

जब हमारे लड़कों को पश्चिमी कारें मिलीं - 90 के दशक की शुरुआत में - वे मेरे पास आने लगे और कहने लगे: मैं इन मशीनों पर कैसे काम कर सकता हूं? वे कार्यक्रमों को डिबग नहीं कर सकते हैं। बेकार!

अब देखिए इस दृष्टिकोण का क्या हुआ! ऐतिहासिक दृष्टि से।हमने 78 में पहली कार जारी की। फिर उन्होंने ऑपरेटिंग सिस्टम पर पहला टेस्ट पास किया। 82-83 तक, पहला एल्ब्रस व्यापक रूप से हमारे देश में उपयोग किया जाता था। उसी समय, दुनिया के कई विश्वविद्यालय टाइप सुरक्षा के क्षेत्र में शोध कर रहे थे। और इंटेल, भी इस दृष्टिकोण में दिलचस्पी रखने लगा। उन्होंने एक प्रकार की सुरक्षा मशीन भी बनाई, 432 वीं । किसी भी इंटेल मालिक से पूछें कि क्या वह जानता है कि इंटेल के पास इतिहास में 432 वीं कार है। जवाब होगा: नहीं, वह नहीं करता है यह याद रखना शर्म की बात है! बस एक शर्मनाक कार है। उसने प्रकार की सुरक्षा प्रदान की। लेकिन प्रारंभिक त्रुटियां थीं।

432 वें में, गाइडों का संरक्षण लागू किया गया था, जो निश्चित रूप से, बहुत सही है। हालांकि, सभी पॉइंटर्स को एक अलग सेगमेंट में संग्रहीत किया गया था। इसे प्रोग्राम रेफरेंस टेबल कहा जाता था। मशीन ने नियंत्रित किया कि इस सेगमेंट में केवल पॉइंटर्स हो सकते हैं। और कहीं नहीं उसके अलावा कोई और संकेत हो सकता है। मैंने उनके पेपर पढ़े। वे कहते हैं कि यह सब बहुत अच्छा है, लेकिन एक अलग खंड में संकेत रखने के लिए यह बहुत असुविधाजनक है।

पॉइंटर्स को सामान्य डेटा के रूप में भेजा जाना चाहिए। हमने ऐसा किया।हमारे संकेत सिर्फ डेटा हैं। और 432 वें बिंदुओं को एक अलग खंड में रखा गया। इससे भयानक परिणाम सामने आए। उदाहरण के लिए, एक सरणी को अनुक्रमित करने के लिए तीन-पता संचालन की आवश्यकता होती है। तीन ऑपरेंड को निर्दिष्ट करना आवश्यक था: पॉइंटर सेगमेंट में सरणी के लिए पॉइंटर की स्थिति, डेटा सेगमेंट में सूचकांक की स्थिति और फिर से पॉइंटर सेगमेंट में ऑफसेट, जिस पर परिणाम लिखना आवश्यक था। लेकिन सबसे बुरी बात यह भी नहीं है, लेकिन यह तथ्य कि प्रक्रिया में प्रवेश करने पर, ऑपरेटिंग सिस्टम ने चार खंडों का अनुरोध किया! मापदंडों के लिए दो खंड: पूर्णांक और स्केलर। और स्थानीय डेटा के लिए दो खंड: आंतरिक और स्केलर भी।

केंद्रीय समिति और मंत्रिपरिषदतब पश्चिमी कारों की नकल की गई, और 432 वें आगमन के साथ, वैज्ञानिकों के बीच पेपर वितरित किया गया: अब, हमें इस मशीन को कॉपी करने की आवश्यकता है। चूंकि मैं प्रकार-सुरक्षा विचारधारा का रक्षक था, इसलिए मुझे आयोग में शामिल किया गया था। अर्न्स्ट फिल्त्सेव ने इसका नेतृत्व किया। और फिर मैंने इंटेल के खिलाफ एक बड़ी गाड़ी लिखी। उन्होंने लिखा कि कार खराब है और कुछ महीनों में यह विफल हो जाएगी। और वह असफल रही। जब मैं इंटेल में आया, तो मुझे बॉब कोलवेल का एक लेख मिला , वह शानदार व्यक्ति जिसने पी 6 बनाया था। उन्होंने 432 वीं कार का विश्लेषण किया और मेरे जैसे ही निष्कर्ष पर आए: विचार बहुत बड़ा है, लेकिन कार्यान्वयन बेकार है। कोलवेल के लेख में विशिष्ट संख्याएँ हैं। उदाहरण के लिए, प्रक्रिया का प्रवेश द्वार पचास मेमोरी एक्सेस तक ले गया। ऐसी मशीन पर कोई कैसे काम कर सकता है?

जैसा कि मैंने कहा, 432 वें लंबे समय तक नहीं रहा। लेकिन उसके बाद टाइप सेफ्टी का क्या हुआ? किन क्षेत्रों में भाषा और उपकरण विकसित हुए हैं?

जारी रखने के लिए ...

इस सामग्री को तैयार करने में उनकी मदद के लिए लेखक इंद्रेई डोबरोव, अलेक्जेंडर किम, दिमित्री मासेलेनिकोव और अलेक्जेंडर ओस्टेनविच का धन्यवाद।