Последовательный компьютер

Последовательный компьютер — это компьютер с последовательной побитовой архитектурой , то есть внутренне работающий с одним битом или цифрой для каждого тактового цикла . Машины с последовательными основными запоминающими устройствами, такими как акустические или магнитострикционные линии задержки и вращающиеся магнитные устройства, обычно представляли собой последовательные компьютеры.

Последовательные компьютеры требуют гораздо меньше оборудования, чем их побитно-параллельные аналоги. ^[1] которые используют параллелизм на уровне битов для выполнения большего количества вычислений за такт. Существуют современные варианты последовательного компьютера, доступные в виде программного микропроцессора. ^[2] который может служить нишевым целям, где основным ограничением является размер ЦП.

Первым компьютером, который не был последовательным и использовал параллельную шину , был Whirlwind в 1951 году.

Последовательный компьютер не обязательно совпадает с компьютером с 1-битной архитектурой , который является подмножеством класса последовательных компьютеров. 1-битные компьютерные инструкции оперируют данными, состоящими из одиночных битов, тогда как последовательный компьютер может работать с данными N -битной ширины, но делает это по одному биту за раз.

Серийные машины

ЭДВАК (1949)
БИНАК (1949)
СЭАК (1950)
УНИВАК I (1951)
Братья Эллиот Эллиотт 152 ^{[ нужна ссылка ]} (1954)
Бендикс G-15 (1956)
ЛГП-30 (1956 г.) ^[3]
Братья Эллиотт Эллиотт 803 (1958)
ЗЕБРА ^{[ нужна ссылка ]} (1958)
Компьютер наведения Д-17Б (1962 г.)
ПДП-8/С ^[4] (1966)
General Electric GE-PAC 4040 Компьютер управления технологическими процессами
F14 CADC (1970) - все данные передавались последовательно, но внутренне обрабатывались многими битами параллельно. ^[5]
Кенбак-1 (1971)
Датапойнт 2200 (1971 г.) ^[6]
НР-35 (1972 г.) ^[7]
Последовательно-цифровые HP Saturn калькуляторы ^[8] от HP-71B (1974 г.) до HP 50g (2006–2015 гг.)
National Semiconductor SC/MP (1976)
Ferranti F100-L (1977) — 16-битный , но использует побитно-последовательный арифметико-логический блок.

Массивная параллель

Большинство первых машин с массовой параллельной обработкой были построены на основе отдельных последовательных процессоров, в том числе:

Процессор распределенных массивов ICL (1979)
Гудиер МПП (1983)
Соединительная машина СМ-1 (1985)
Соединительная машина СМ-2 (1987)
MasPar MP-1 (1990) - 32-битная архитектура, внутренняя обработка по 4 бита за раз. ^[9]
VIRAM1 Вычислительная оперативная память (2003 г.)

См. также

Ссылки

^ Уилкс, Морис Винсент (1956). Автоматические цифровые компьютеры . Methuen Publishing Ltd / John Wiley & Sons, Inc. Проверено 6 июня 2012 г.
^ Хоу, Ричард Джеймс (2020) [27 июня 2019]. «Последовательный бит: процессор с битовым последовательным интерфейсом, написанный на VHDL, с симулятором, написанным на C». Проект Github: ЦП с последовательным интерфейсом . Архивировано из оригинала 15 июня 2022 г. Проверено 28 июня 2019 г.
^ Миллер, Раймонд Э. (1965). Теория коммутации – Том 1: Комбинационные схемы . Том. 1 (второе издание, март 1966 г., 1-е изд.). John Wiley & Sons, Inc., стр. 44–47. LCCN 65-14249 .
^ От девятнадцати пятидесяти семи до наших дней (PDF) (6-е изд.). Мейнард, Массачусетс, США: Digital Equipment Corporation . 1978 [1972]. п. 7. Архивировано (PDF) из оригинала 02 марта 2022 г. Проверено 6 февраля 2021 г. (1+viii+87+3 страницы)
^ Холт, Рэймонд М. (1971). В этом документе описывается архитектура ЦП и памяти для системы центрального компьютера воздушных данных (CADC), используемой в палубном истребителе Grumman/Navy F14A (PDF) . С. 5, 7. АП1-26-97. Архивировано из оригинала (PDF) 4 ноября 2017 г. Проверено 4 ноября 2017 г. […] процессор был разработан для последовательной передачи данных по всей системе. […] Блок параллельного умножителя […] с помощью параллельного алгоритма […] (26 страниц)
^ Ширрифф, Кен (май 2015 г.). «Texas Instruments TMX 1795: (почти) первый, забытый микропроцессор» . Архивировано из оригинала 15 июня 2022 г. Проверено 29 мая 2020 г. Даже работая побитно как последовательный компьютер, Datapoint 2200 работал значительно быстрее, чем чип 8008.
^ Уитни, Томас М. (1975). «Часть I. Базовая архитектура компьютера. / Глава 3. Введение в калькуляторы: / 3-5. Примеры систем / Hewlett Packard HP-35». В камне, Гарольд Стюарт (ред.). Введение в архитектуру компьютера . Серия компьютерных наук (1-е изд.). Science Research Associates, Inc. (SRA). стр. 118–135 [123–135]. ISBN 0-574-18405-8 . LCCN 75-14016 . ковчег:/13960/t8pc40t3q. Код заказа 13-4005 . Проверено 29 сентября 2023 г. п. 124: […] HP-35 — полностью последовательный компьютер. Сумматор представляет собой последовательный тип BCD […] Последовательная структура означает, что меньшая площадь интегральной схемы должна быть выделена для соединительных линий и функций управления, и возникает интересный компромисс. Побитно-последовательная архитектура по своей сути составляет одну четверть скорости побитно-параллельной последовательно-цифровой структуры […] Но базовая тактовая частота для последовательно-разрядной структуры иногда может быть увеличена, поскольку для более крупных структур может быть выделена дополнительная область. интегрированные устройства, необходимые для большей скорости. В HP-35 время выполнения наиболее сложных функций составляет менее одной секунды, а последовательная архитектура допускает увеличение сложности схемы. […] Инструкции в HP-35 передаются последовательно из активной постоянной памяти в арифметические схемы и схемы управления, а также в другие ПЗУ, если они имеются. […]
^ Смит, Эрик Л. «Брухаха» (9 августа 2023 г.). «Проблемы HP-15C CE: 1 ошибка, 2 ограничения, 3 вопроса» . MoHPC — Музей калькуляторов HP . Архивировано из оригинала 10 августа 2023 г. Проверено 24 сентября 2023 г.
^ Калвер, Джон (5 сентября 2014 г.). «MasPar: массово-параллельные компьютеры – 32 ядра на кристалле» . Архивировано из оригинала 15 июня 2022 г. Проверено 15 июня 2022 г.

Дальнейшее чтение

Хартли, Ричард И .; Пархи, Кешаб К. (1995). Цифрово-последовательное вычисление . Международная серия Kluwer по инженерным наукам и информатике (1-е изд.). Норвелл, Массачусетс, США: Kluwer Academic Publishers . ISBN 0-7923-9573-5 . СЕКС316. (xiv+306 страниц)
Пархи, Кешаб К. (апрель 1991 г.). «Систематический подход к проектированию архитектур обработки цифро-последовательных сигналов». Транзакции IEEE в схемах и системах . 38 (4): 358–375. дои : 10.1109/31.75394 . (8 страниц)

[Wilkes_1956-1] Уилкс, Морис Винсент (1956). Автоматические цифровые компьютеры . Methuen Publishing Ltd / John Wiley & Sons, Inc. Проверено 6 июня 2012 г.

[Howe_2019-2] Хоу, Ричард Джеймс (2020) [27 июня 2019]. «Последовательный бит: процессор с битовым последовательным интерфейсом, написанный на VHDL, с симулятором, написанным на C». Проект Github: ЦП с последовательным интерфейсом . Архивировано из оригинала 15 июня 2022 г. Проверено 28 июня 2019 г.

[Miller_1966-3] Миллер, Раймонд Э. (1965). Теория коммутации – Том 1: Комбинационные схемы . Том. 1 (второе издание, март 1966 г., 1-е изд.). John Wiley & Sons, Inc., стр. 44–47. LCCN 65-14249 .

[DEC_1978-4] От девятнадцати пятидесяти семи до наших дней (PDF) (6-е изд.). Мейнард, Массачусетс, США: Digital Equipment Corporation . 1978 [1972]. п. 7. Архивировано (PDF) из оригинала 02 марта 2022 г. Проверено 6 февраля 2021 г. (1+viii+87+3 страницы)

[Holt_1971-5] Холт, Рэймонд М. (1971). В этом документе описывается архитектура ЦП и памяти для системы центрального компьютера воздушных данных (CADC), используемой в палубном истребителе Grumman/Navy F14A (PDF) . С. 5, 7. АП1-26-97. Архивировано из оригинала (PDF) 4 ноября 2017 г. Проверено 4 ноября 2017 г. […] процессор был разработан для последовательной передачи данных по всей системе. […] Блок параллельного умножителя […] с помощью параллельного алгоритма […] (26 страниц)

[Shirriff_2015-6] Ширрифф, Кен (май 2015 г.). «Texas Instruments TMX 1795: (почти) первый, забытый микропроцессор» . Архивировано из оригинала 15 июня 2022 г. Проверено 29 мая 2020 г. Даже работая побитно как последовательный компьютер, Datapoint 2200 работал значительно быстрее, чем чип 8008.

[Stone_1975-7] Уитни, Томас М. (1975). «Часть I. Базовая архитектура компьютера. / Глава 3. Введение в калькуляторы: / 3-5. Примеры систем / Hewlett Packard HP-35». В камне, Гарольд Стюарт (ред.). Введение в архитектуру компьютера . Серия компьютерных наук (1-е изд.). Science Research Associates, Inc. (SRA). стр. 118–135 [123–135]. ISBN 0-574-18405-8 . LCCN 75-14016 . ковчег:/13960/t8pc40t3q. Код заказа 13-4005 . Проверено 29 сентября 2023 г. п. 124: […] HP-35 — полностью последовательный компьютер. Сумматор представляет собой последовательный тип BCD […] Последовательная структура означает, что меньшая площадь интегральной схемы должна быть выделена для соединительных линий и функций управления, и возникает интересный компромисс. Побитно-последовательная архитектура по своей сути составляет одну четверть скорости побитно-параллельной последовательно-цифровой структуры […] Но базовая тактовая частота для последовательно-разрядной структуры иногда может быть увеличена, поскольку для более крупных структур может быть выделена дополнительная область. интегрированные устройства, необходимые для большей скорости. В HP-35 время выполнения наиболее сложных функций составляет менее одной секунды, а последовательная архитектура допускает увеличение сложности схемы. […] Инструкции в HP-35 передаются последовательно из активной постоянной памяти в арифметические схемы и схемы управления, а также в другие ПЗУ, если они имеются. […]

[Smith_2023-8] Смит, Эрик Л. «Брухаха» (9 августа 2023 г.). «Проблемы HP-15C CE: 1 ошибка, 2 ограничения, 3 вопроса» . MoHPC — Музей калькуляторов HP . Архивировано из оригинала 10 августа 2023 г. Проверено 24 сентября 2023 г.

[Culver_2014-9] Калвер, Джон (5 сентября 2014 г.). «MasPar: массово-параллельные компьютеры – 32 ядра на кристалле» . Архивировано из оригинала 15 июня 2022 г. Проверено 15 июня 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]