Шитый код

Косвенный шитый код (англ. indirect-threaded code) имеет то преимущество, что его высокоуровневые подпрограммы не содержат машинных кодов (Баранов-Ноздрунов, стр. 47). Эта замечательная особенность косвенного шитого кода позволила реализовать Каллисто на «Электронике МК-161» — машине гарвардской архитектуры, которая не предусматривает исполнение кода ЯМК из области данных.

Каллисто компилирует входной поток текста в шитый код, который потом исполняется адресным интерпретатором.

История

Первые годы определения слов высокого уровня хранились в Форте в виде массива из укороченных имён слов, составлявших определение. Это приводило к большим накладным расходам, ведь при исполнении каждое слово искалось по своему имени в словаре.

Применённый в Каллисто косвенный шитый код впервые появился в Форте в 1970 году на IBM 1130, когда Форт был переделан из кросс-компилятора для терминала IBM 2250 в родную среду разработчика для IBM 1130. Тогда же в Форте появился словарь, связанный список статей, содержащих поле имени (счётчик и три первые буквы) и поле кода. Это произошло за пять лет до публикации работы Dewar по косвенному шитому коду в Communications of the ACM в 1975 году.

Косвенный шитый код был применён в 1971-73 годах, когда Чак Мур перенёс транслятор на DEC PDP-11 в National Radio Astronomy Observatory (англ., Шарлотсвилл). С тех пор разные варианты шитого кода применяются в подавляющем числе различных реализаций Форта.

Существуют реализации Форта, генерирующие при компиляции обычный машинный код, подобно компиляторам с обычных языков программирования. С другой стороны, выпускаются форт-процессоры, система команд которых оптимизирована под исполнение шитого кода.

Форт-процессоры

Первая попытка построить форт-компьютер была предпринята John Davies в Англии в 1973 году. Примерно в это время английская обсерватория Джодрелл Бэнк открыла для себя Форт. Подход Davies заключался в переделке компьютера Ferranti (который перестал выпускаться), чтобы оптимизировать его набор инструкций под Форт. Получившийся форт-компьютер был очень быстрый для своего времени.

В 1976 году форт-компьютер выпустила калифорнийская компания Standard Logic (в других источниках General Logic). Dean Sanderson, главный программист Standard Logic (позже он перешёл работать в FORTH Inc.) смог аппаратно реализовать точную инструкцию NEXT, которую адресный интерпретатор Форта использует для перехода от одной высокоуровневой команды к следующей. Их систему широко использовала Почтовая Система США (US Postal System).

В начале 1980'ых фирма Rockwell выпустила микропроцессор Rockwell AIM 65F11 с примитивами Форта в ПЗУ, находящемся на чипе. Эту микросхему успешно использовали во встроенных приложениях.

В 1981 году разработкой форт-процессора занялся Чак Мур — сперва работая в FORTH Inc., а затем создав старт-ап Novix. Основная разработка была завершена в 1984 году, первые прототипы были представлены в начале 1985 года. Разработка Мура была куплена и адаптирована фирмой Harris Semiconductor Corp., став основой их линейки процессоров RTX.

Начав в ранних 1980'ых, группа в Лаборатории прикладной физики штата Мэрилэнд (John Hopkins Applied Physics Laboratory in Maryland) разработала серию экспериментальных форт-профессоров для использования в космосе. Самый успешный из них, названный SC-32 фирмой Silicon Composers в Пало-Альто (Калифорния), использовался для управления ультрафиолетовым телескопом (англ. Hopkins Ultraviolet Telescope), который полетел в шаттле Колумбия в ноябре 1990 года.

Чак Мур, автор языка Форт, отказался от участия в разработке стандарта ANSI для языка Форт, чтобы посвятить всё своё время разработке «железного» процессора, достойного языка Форт. Эволюция Форта в программно-аппаратную систему привела к возникновению языка colorForth и мультикомпьютерной микросхемы GA144 (англ.).

Защищённый от радиации форт-процессор RTX2010 (англ.) основан на разработках Чака Мура и десятилетиями используется в зарубежных космических аппаратах. В частности, RTX2010 использовался в спускаемом аппарате «Филы» КА «Розетта» (миссия к комете 67P/Чурюмова — Герасименко), работавшего на поверхности кометы с 12 ноября 2014 года по 19 июня 2015 года. Это первая в истории посадка на комету, драматичная и довольно захватывающая, но в целом успешная.

В России разработаны и выпускаются отечественные форт-процессоры, например K1881BE1T и К1894ВГ1Т. Перенос Каллисто на один из этих микропроцессоров позволит достичь максимальной производительности.

Ссылки

• James R.Bell, "Threaded Code", "Communications of ACM", Vol.16, No.6, 370-72.
• Randy Dumse, "The R65F11 FORTH Chip," "FORTH Dimensions", Vol.5, No.2, p.25.
• Шитый код на Википедии

У этой статьи нет иллюстраций. Вы можете помочь проекту, добавив их.

Это заготовка статьи. Вы можете помочь проекту, дополнив её.