Rational R1000 , sebuah mikrokomputer unik dari tahun 1980an yang direka khusus untuk pengaturcaraan Ada , telah dihidupkan semula melalui projek emulasi perisian yang bercita-cita tinggi. Dengan hanya tiga mesin yang tinggal di dunia, kepingan nadir sejarah pengkomputeran ini mewakili bab yang menarik dalam pembangunan perkakasan khusus.
Pemprosesan Ada Peringkat Perkakasan
R1000 menonjol sebagai salah satu komputer paling luar biasa yang pernah dibina. Tidak seperti pemproses konvensional yang melaksanakan arahan asas, mesin ini memproses primitif pengaturcaraan Ada secara langsung dalam perkakasan. Sistem ini mengendalikan data 64-bit bersama maklumat jenis 64-bit secara serentak, mewujudkan persekitaran pengkomputeran berorientasikan objek sebenar tanpa pengalamatan memori linear tradisional.
Dibina daripada kira-kira 5,000 fungsi TTL (Transistor-Transistor Logic) , R1000 menggunakan mikrocode untuk melaksanakan arahan peringkat tinggi. Ini bukan arahan bahasa himpunan biasa anda - ia adalah operasi canggih seperti mentakrifkan struktur data varian dengan pelbagai pilihan.
Spesifikasi Teknikal R1000:
- Seni Bina: Berasaskan microcode dengan ~5,000 fungsi TTL
- Pemprosesan Data: Data 64-bit + maklumat jenis 64-bit secara selari
- Model Memori: Perkakasan berorientasikan objek, tiada ruang alamat linear
- Set Arahan: Primitif Ada (operasi peringkat tinggi)
- Unit Selebihnya: 3 mesin lengkap + 1 casis di seluruh dunia
Cabaran Emulasi Melampau
Mencipta emulator yang berfungsi untuk mesin ini terbukti sebagai satu usaha yang luar biasa. Projek emulasi memerlukan pendigitalan 400 halaman skematik asal dan menukarkannya kepada netlist, yang kemudiannya diubah menjadi komponen SystemC . Pendekatan peringkat litar ini bermakna emulator pada dasarnya mencipta semula setiap komponen elektronik perkakasan asal.
Kerumitan ini ditunjukkan dalam nombor prestasi. Emulator memerlukan perisian KiCad untuk berjalan dan mengambil masa kira-kira 140 jam hanya untuk boot. Operasi yang menyakitkan lambat ini mencerminkan tahap perincian yang luar biasa bagi emulasi - ia mensimulasikan litar elektronik sebenar dan bukannya hanya meniru tingkah laku akhir.
Butiran Projek Emulasi:
- Bahan Sumber: 400 halaman skematik asal
- Kaedah Emulasi: Simulasi peringkat litar melalui SystemC
- Masa Boot: ~140 jam
- Perisian Diperlukan: KiCad untuk operasi
- Pendekatan Pembangunan: Pendigitalan skematik → senarai rangkaian → komponen SystemC
Warisan Inovasi
R1000 bukan sekadar latihan akademik. Platform ini berfungsi sebagai asas untuk beberapa kejayaan besar kejuruteraan perisian yang masih mempengaruhi pembangunan hari ini. Mesin ini menggerakkan penciptaan kawalan versi ClearCase , Kaedah Booch , dan bahasa pemodelan UML . Lebih mengagumkan lagi, ia menyokong pembangunan perisian kritikal untuk Space Shuttle , International Space Station , sistem kawalan trafik udara Eropah, dan jet pejuang F-22 .
Ia adalah persekitaran pembangunan perisian yang benar-benar menakjubkan yang dengan satu tekan kunci boleh menjawab soalan seperti kod lain apa yang terjejas jika saya menukar nilai lalai parameter kepada fungsi ini.
R1000 mewakili visi Rational Machines tentang perkakasan yang dibina khas untuk kejuruteraan perisian. Syarikat itu, yang diasaskan pada tahun 1981, akhirnya menjadi Rational Software dan diambil alih oleh IBM pada tahun 2003 dengan harga 2.1 bilion dolar Amerika .
Garis Masa Rational Software:
- 1981: Rational Machines diasaskan oleh Paul Levy dan Mike Devlin
- 1980an: Pembangunan dan pelaksanaan workstation R1000
- 1994: Syarikat dinamakan semula kepada Rational Software
- 2003: Diambil alih oleh IBM dengan harga USD 2.1 bilion
Perspektif Moden
Alat pembangunan perisian hari ini mengesan banyak konsep kembali kepada inovasi yang pertama kali dilaksanakan pada R1000 . Keupayaan mesin untuk melakukan analisis impak segera - menunjukkan dengan tepat kod mana yang akan terjejas oleh perubahan parameter tunggal - masih mengagumkan walaupun mengikut piawaian semasa.
Walaupun perkakasan asal memerlukan pengetahuan khusus dan pentadbir khusus, projek emulasi memastikan kepingan penting sejarah pengkomputeran ini tidak akan hilang. Penciptaan semula yang teliti bagi setiap litar menunjukkan dedikasi yang diperlukan untuk memelihara pencapaian teknologi yang benar-benar unik dari era apabila syarikat komputer kerap mencipta perkakasan tersuai untuk bahasa pengaturcaraan khusus.
Rujukan: Rationality: 1000word posts (II)