31-битные вычисления

В компьютерной архитектуре 31 -битные целые числа , адреса памяти или другие единицы данных — это те, которые имеют ширину 31 бит .

В 1983 году IBM представила 31-битную адресацию в System/370-XA архитектуре мэйнфреймов как обновление 24-битной физической и виртуальной адресации. ^[1] и переходный 24-битный виртуальный/ 26-битный физический, ^[2]^[3] адресация в System/370 . ^[4]^[5] Это усовершенствование позволило увеличить адресное пространство в 128 раз, что позволило программам обращаться к памяти размером более 16 МБ (так называемая «над чертой»). ^[6]^[1] Была включена поддержка COBOL , FORTRAN и более поздних версий Linux/390 .

В начале 1980-х годов Motorola 68012 была представлена ; у него были 32-битные регистры данных и адреса, как у Motorola 68010 , но вместо предоставления младших 24 битов адреса на адресных выводах он предоставлял все, кроме бита 30, на адресных выводах. ^[7]

31-битный компьютер

Librascope LGP-30 был одним из первых серийных компьютеров. ЛГП-30 впервые был изготовлен в 1956 году. ^[8] по розничной цене 47 000 долларов США, ^{[ нужна ссылка ]} эквивалентно 530 000 долларов США в 2023 году. ^[9]

Это был двоичный на 4096 слов компьютер с 31-битным словом и барабанной памятью . На одно барабанное слово приходилось 32 бита, но использовалась только 31, что позволяло «восстановить магнитный поток в головке» на 32-м битовом времени. Количество электронных ламп было сведено к минимуму за счет использования твердотельной диодной логики , последовательной архитектуры и многократного использования каждого из 15 триггеров.

LGP-30 обычно называли настольным компьютером. Его высота, ширина и глубина без учета полки для пишущей машинки составляли 33 на 44 на 26 дюймов (84 на 112 на 66 см). Он весил около 800 фунтов (360 кг) и был установлен на прочных роликах, которые облегчали перемещение устройства.

Мэйнфреймы IBM с 31-битной адресацией

В System/360 , кроме 360/67 и ранних System/370 архитектур , регистры общего назначения имели ширину 32 бита, машина выполняла 32-битные арифметические операции, а адреса всегда хранились в 32-битных словах. поэтому архитектура считалась 32-битной , но машины игнорировали верхние 8 бит адреса, что приводило к 24-битной адресации.

В архитектуре System/370-XA и IBM Enterprise Systems Architecture помимо 24-битного режима адресации для совместимости со старыми приложениями существует 31-битный режим адресации, в котором только старший бит (бит 0) в слове игнорируется при адресации. Исключением является то, что инструкции переключения режима также используют бит 0. Существовало как минимум две причины, по которым IBM не реализовала 32-битную адресацию 360/67.

Инструкции управления циклом BXH и BXLE выполняли знаковые сравнения.
Большая часть существующего программного обеспечения использовала бит 0 в качестве индикатора конца списка. ^[10]

64-битная архитектура z/Architecture также поддерживает 24-битные и 31-битные режимы адресации для совместимости со старыми приложениями.

Руби и Смоллток

Интерпретаторы языков Ruby и Smalltalk используют младший бит, чтобы определить, является ли значение распакованным целым числом или нет. Это означает, что на 32-битных машинах (или 16-битных машинах с 32-битными указателями) распаковываются 31-битные целые числа. В случае переполнения результат помещается в упакованный объект, а это значит, что его необходимо выделить и собрать мусор. Таким образом, если у вас есть 32-битные значения, которые не помещаются в 31-битный знаковый формат, они будут очень неэффективны в этих интерпретаторах. То же самое происходит с 63-битными неупакованными целыми числами на 64-битных компьютерах. Подобные конструкции можно найти в LISP и некоторых других языках, переменные которых могут принимать значения любого типа. В некоторых случаях существовала аппаратная поддержка такого рода дизайна: см. Теговая архитектура и машина Lisp .

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Краткая история виртуальной памяти и 64-битной адресации» . ИБМ .
^ "с переходной поддержкой 26-бит"
^ К.Э. Пламбек (2002). «Разработка и атрибуты z/Architecture» » (PDF) .
^ Роберт Т. Фертиг (май 1983 г.). «XA: Вид из окопов (стр. 122–136)». Датаматизация .
^ Рональд Л. Бонд (май 1983 г.). «XA: Вид с Уайт-Плейнс (стр. 139–152)». Датаматизация .
^ "...для запуска в 31-битной области над строкой... «Перезапись для работы в 31-битной области» . Компьютерный мир . 27 октября 1986 г. с. 13.
^ «4.1 ОПИСАНИЕ СИГНАЛА» (PDF) . MC68010/MC68012 16-/32-битные микропроцессоры виртуальной памяти (PDF) . Моторола Полупроводник. Май 1985 г., стр. 4-1–4-2. АДИ942Р2. {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )
^ «Либразетты 1950-1959» . www.librascopememories.com . Архивировано из оригинала 27 декабря 2014 г. Проверено 19 марта 2018 г. Либразетта: июль 1956 г. - Планы Royal Precision - Продвижение LGP-30 ; Ноябрь 1956 г. - LGP-30, направление в области компьютеров расхода - коммерческие продажи и производство - они находятся в производстве , и Пол Коутс представит LGP-30 в телешоу декабря. ^{[ нужна проверка ]}
^ 1634–1699: Маккаскер, Джей-Джей (1997). Сколько это в реальных деньгах? Исторический индекс цен для использования в качестве дефлятора денежных ценностей в экономике Соединенных Штатов: Addenda et Corrigenda (PDF) . Американское антикварное общество . 1700–1799: Маккаскер, Джей-Джей (1992). Сколько это в реальных деньгах? Исторический индекс цен для использования в качестве дефлятора денежных ценностей в экономике Соединенных Штатов (PDF) . Американское антикварное общество . 1800 – настоящее время: Федеральный резервный банк Миннеаполиса. «Индекс потребительских цен (оценка) 1800–» . Проверено 29 февраля 2024 г.
^ «... старший бит в последнем полном слове должен быть установлен в единицу, чтобы указать конец списка». «WAIT — Ожидание одного или нескольких событий» . ИБМ .

[Hist24.31plus-1] Jump up to: ^а ^б «Краткая история виртуальной памяти и 64-битной адресации» . ИБМ .

[2] "с переходной поддержкой 26-бит"

[A26-3] К.Э. Пламбек (2002). «Разработка и атрибуты z/Architecture» » (PDF) .

[DataM31.tr-4] Роберт Т. Фертиг (май 1983 г.). «XA: Вид из окопов (стр. 122–136)». Датаматизация .

[DataM31.WP-5] Рональд Л. Бонд (май 1983 г.). «XA: Вид с Уайт-Плейнс (стр. 139–152)». Датаматизация .

[6] "...для запуска в 31-битной области над строкой... «Перезапись для работы в 31-битной области» . Компьютерный мир . 27 октября 1986 г. с. 13.

[7] «4.1 ОПИСАНИЕ СИГНАЛА» (PDF) . MC68010/MC68012 16-/32-битные микропроцессоры виртуальной памяти (PDF) . Моторола Полупроводник. Май 1985 г., стр. 4-1–4-2. АДИ942Р2. {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )

[8] «Либразетты 1950-1959» . www.librascopememories.com . Архивировано из оригинала 27 декабря 2014 г. Проверено 19 марта 2018 г. Либразетта: июль 1956 г. - Планы Royal Precision - Продвижение LGP-30 ; Ноябрь 1956 г. - LGP-30, направление в области компьютеров расхода - коммерческие продажи и производство - они находятся в производстве , и Пол Коутс представит LGP-30 в телешоу декабря. ^{[ нужна проверка ]}

[inflation-US-9] 1634–1699: Маккаскер, Джей-Джей (1997). Сколько это в реальных деньгах? Исторический индекс цен для использования в качестве дефлятора денежных ценностей в экономике Соединенных Штатов: Addenda et Corrigenda (PDF) . Американское антикварное общество . 1700–1799: Маккаскер, Джей-Джей (1992). Сколько это в реальных деньгах? Исторический индекс цен для использования в качестве дефлятора денежных ценностей в экономике Соединенных Штатов (PDF) . Американское антикварное общество . 1800 – настоящее время: Федеральный резервный банк Миннеаполиса. «Индекс потребительских цен (оценка) 1800–» . Проверено 29 февраля 2024 г.

[10] «... старший бит в последнем полном слове должен быть установлен в единицу, чтобы указать конец списка». «WAIT — Ожидание одного или нескольких событий» . ИБМ .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]