جون إيليف (مصمم حاسوب)

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

كان جون كينيث إيليف (18 سبتمبر 1931 - 16 فبراير 2020) مصمم حواسيب بريطانيًا عمل على تصميم وتقييم حواسيب تدعم حماية الذاكرة الدقيقة وإدارة الكائنات. وقد نفّذ وقيم وحسّن هذه التصاميم في حاسوب معهد رايس ، R1 (1958-1961) وآلة لغة ICL الأساسية (1963-1968). [ 4 ] [ 5 ] تمثلت إحدى السمات الرئيسية في بنية كلا الجهازين في تحكم الأجهزة في تكوين واستخدام مراجع الذاكرة، بحيث يمكن اعتبار الذاكرة مجموعة من كائنات البيانات ذات أحجام محددة، والتي تُحفظ سلامتها من عواقب أخطاء حساب العناوين، مثل تجاوز مؤشرات الذاكرة (سواء كان ذلك عن طريق الخطأ أو بقصد خبيث). [ 6 ]

المساهمات التقنية

التحق إيليف بدورة برمجة EDSAC في كامبريدج عام 1952. ثم اكتسب خبرة في مجال الحوسبة من خلال إدارة مكتب خدمات IBM (المملكة المتحدة) في لندن. وفي عام 1958، دُعي للانضمام إلى فريق بناء حاسوب R1 في معهد رايس في هيوستن، حيث تولى مسؤولية تصميم وتنفيذ نظام التشغيل ولغة البرمجة. [ 7 ]  وخلال الثلاثين عامًا التالية، قام بتشغيل أربعة حواسيب لعرض وتقييم مفاهيم جديدة في التصميم.

كمبيوتر رايس آر 1

قاد إيليف تطوير نظام التشغيل ولغة البرمجة لحاسوب رايس . وتضمن تصميمه نموذجًا مبكرًا لتخصيص الذاكرة وإدارتها ديناميكيًا، مما مكّن البرامج من الحصول على مساحة تخزين عند الطلب واستعادتها تلقائيًا عندما تصبح غير متاحة. [ 8 ] [ 9 ]

في نظام R1 [ 7 ]، قدّم إيليف وزملاؤه نظام حماية لجميع كائنات البيانات. واقتصرت معالجة مراجع الذاكرة (المعروفة باسم الكلمات المشفرة ) على التعليمات البرمجية ذات الامتيازات، مما حال دون وقوع بعض أنواع أخطاء البرامج. تشير الكلمات المشفرة إلى متجهات عناصر البيانات، أو تسلسلات التعليمات، أو كلمات مشفرة أخرى . ويتم الوصول إلى التخزين بالرجوع إلى كلمة مشفرة، والتي تُحوّل بدورها إلى عنوان تقليدي أو عداد برنامج، مما يتيح الوصول المباشر إلى المخزن عند الضرورة. وفّر النظام وظائف لإنشاء الكلمات المشفرة وإدارتها وتحديثها، على سبيل المثال، تغييرها لتعكس قرارات إدارة التخزين. كما دعم لغة برمجة جبرية (تُسمى جيني) تم تنفيذها باستخدام مفاهيم التصميم الكائني التوجه في عام 1961. [ 10 ] تميّز مُصرّف جيني والمُجمّع المرتبط به بقدرتهما الفريدة على تمكين النظام بأكمله من أن يُعامل كنظام لإدارة الكائنات. وكانت جيني أيضًا من أوائل اللغات التي تضمنت عمليات جوهرية على المتجهات والمصفوفات الحقيقية والمعقدة.

انبثقت بنية تخزين المتجهات المعروفة باسم Iliffe للمصفوفات متعددة الأبعاد وغير المنتظمة من عمل R1. وهي تستغل بنية عنونة مماثلة ولكن بدون فرض النظام.

آلة اللغة الأساسية

في أوائل الستينيات، برزت حاجة ماسة إلى حواسيب متعددة الأغراض قادرة على تنفيذ برامج مستخدمين متعددة في آن واحد، وذلك من خلال البرمجة المتعددة لتحسين استخدام موارد الحاسوب، ومن خلال المشاركة الزمنية لتمكين الحوسبة التفاعلية . ويتطلب كلا الأمرين بنية حاسوبية يضمن فيها نظام التشغيل فصل البرامج المتعددة العاملة في وقت واحد، وأمنها، وسلامتها. وبدا جلياً أن النموذج المبسط للبنية، المستمد من معهد برينستون للأنظمة المتقدمة، والذي اتبعته جميع نماذج "فون نيومان"، سيواجه صعوبات جمة في تلبية هذا المطلب.

كانت آلة اللغة الأساسية (BLM)، [ 5 ] التي تم بناؤها وتقييمها في قسم الأبحاث بشركة الحواسيب الدولية المحدودة (ICL) بين عامي 1963 و1968، [ 11 ] أول نظام للأغراض العامة يتخلى تمامًا عن بنية فون نيومان . فبدلاً من الاعتماد على مساحة عناوين خطية واحدة، قدمت آلة اللغة الأساسية عنونة ذاكرة مجزأة، مما أتاح إدارة التخزين والوصول إليه تلقائيًا ضمن حدود أمنية دقيقة.

تبنى إيليف وجهة نظر هندسية مفادها أنه من الممكن توفير طريقة، بالاعتماد على تقنيات إدارة الذاكرة التي سبق إثباتها في معالج رايس R1، لضمان سلامة البرامج المتزامنة دون اللجوء إلى آليات مكلفة نسبيًا تتضمن التبديل المتكرر لمتجهات حالة العمليات ، كما هو الحال في معظم الأنظمة الأخرى. وقد طور تصميمًا يعتمد على استخدام كلمات رمزية لتمثيل جميع مراجع الذاكرة. تتضمن الكلمة الرمزية عنوانًا أساسيًا ، وحدًا يحدد طول كائن البيانات، وبعض معلومات النوع . كان التمثيل الداخلي للكلمات الرمزية غير مرئي لبرامج المستخدم، ولكن تم توفير تعليمات آلية محددة لمعالجتها بطرق تحافظ على بنية البيانات . وقد مثّل ذلك تحسينًا جوهريًا لبنية رايس R1، حيث أتاح الإدارة الفعالة لعمليات متعددة، لكل منها مخزن بيانات وتعليمات منفصل ذو بنية شجرية.

كان كل من معالجَي رايس R1 وBLM مثالين على معمارية الحواسيب القائمة على الواصفات، والتي ظهرت في ستينيات القرن العشرين [ 6 ] ، بهدف حماية البرامج المتزامنة بكفاءة، وتنفيذ لغات البرمجة عالية المستوى بشكل موثوق . ومن الأمثلة البارزة الأخرى سلسلة حواسيب B5000 التي طورتها وسوّقتها شركة بوروز . تضمنت جميع هذه الحواسيب القائمة على الواصفات آليات مادية مصممة لدعم عنونة أجزاء البيانات بشكل موثوق. وهي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمعمارية القائمة على القدرات [ 6 ] التي ظهرت بعد ذلك بسنوات قليلة.

بالتزامن مع بناء نظام إدارة البيانات (BLM)، قام فريق تقييم مستقل بتقييمه من حيث: (1) كفاءة البرنامج، (2) خصائص التشغيل، (3) تكاليف البرمجة وتصحيح الأخطاء، و(4) أعباء النظام. ولإجراء مقارنة ذات مغزى، استُخدمت لغات برمجة عالية المستوى تقليدية (كوبول، فورتران، إدارة الملفات). وقد أظهرت النتائج أنه على الرغم من دقة آلية العنونة، لم يكن هناك أي انخفاض ملحوظ في الكفاءة أو زيادة في أعباء النظام.

يناقش ليفي [ 6 ] الأثر الأوسع لبنى الحواسيب القائمة على الواصفات، مشيرًا إلى كلٍّ من حاسوب Burroughs B5000 وحاسوب BLM (ص  38): "... سواءً أكانت هذه الحواسيب طويلة الأمد أم لا، فقد أثبتت جدوى استخدام الواصفات والتجزئة لزيادة مرونة البرمجة بشكل كبير للمستخدم والمترجمات ونظام التشغيل". ويشير ليفي أيضًا إلى أن "مناقشة ممتازة لحاسوب BLM في سياق أنظمة القدرات الحديثة تظهر في كتاب إيليف " التصميم المتقدم للحاسوب " [ 12 ] .

تم رفض تصميم BLM من قبل إدارة ICL في مراجعة داخلية للخيارات لاختيار بنية جديدة لمنتجات ICL الرئيسية في ديسمبر 1969. [ 13 ]

في عام 2000، حصل إيليف على جائزة هاري إتش جود التذكارية من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات "لإنجازه مدى الحياة في ممارسة تصميم وتقييم أنظمة الكمبيوتر".

أدت التغيرات في تكنولوجيا أشباه الموصلات خلال الثلاثين عامًا التي تلت تطوير معالج BLM إلى تحسينات في بنيته. ونظرًا لعدم توفر تمويل للأبحاث، تم تقييم هذه التحسينات بشكل رئيسي عن طريق المحاكاة باستخدام معالجات دقيقة منخفضة التكلفة، وقد وصفها إيليف في كتابه " التصميم الحاسوبي المتقدم " [ 12 ] بتفصيلٍ وافٍ.

الحياة الشخصية

  • التعليم: منحة كاربنتر الدراسية في مدرسة مدينة لندن (1945-1948). شهادة الرياضيات الثلاثية في كلية سانت جون، كامبريدج 1949-1952.
  • الخدمة: البحرية الملكية 1953-1956. ملازم مدرب.
  • الرياضة: رئيس نادي أوتر للسباحة 1990-1996.
  • تزوج إيليف من دوروثي بانيستر من عام 1955 إلى عام 2015 (تاريخ وفاتها). أنجبا ثلاثة أطفال: لويز، وجوناثان، وكيت.

مراجع

  1. ↑ مدرسة مدينة لندن: جون كينيث إيليف، دفعة 1948
  2. ↑ "جائزة هاري إتش جود التذكارية | جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات" . 4 أبريل 2018.
  3. ↑ "جون إيليف | جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات" . 27 مارس 2018.
  4. ↑ إيليف، جيه كيه (1 أغسطس 1969). "عناصر BLM" . مجلة الكمبيوتر . 12 (3): 251-258 . doi : 10.1093/comjnl/12.3.251 . ISSN 0010-4620 . 
  5. 1 2 إيليف، جيه كيه (1968). مبادئ الآلات الأساسية . لندن: ماكدونالد. ISBN 9780356023274.
  6. 1 2 3 4 ليفي، هنري م. (1984). أنظمة الحاسوب القائمة على الواصفات . دار النشر الرقمية . تم الاسترجاع في 8 مايو 2019 .الفصل الثاني: بنى الواصفات المبكرة، الفصل الثالث: بنى القدرات المبكرة
  7. 1 2 ثورنتون، آدم. "تاريخ موجز لحاسوب رايس 1959-1971" . مؤرشف من الأصل في 24 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه في 13 مارس 2019 .(معظمها كُتب في عام 1994 أو قبله)
  8. ↑ إيليف، جيه كيه (23 يناير 1969). تقنيات إدارة المخازن . أرشيف متحف تاريخ الحاسوب، رقم الفهرس 102726224 (تقرير فني). مجموعة إدوارد فوستل حول مشروع الحاسوب بجامعة رايس . تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2019 .
  9. ↑ إيليف، جيه كيه؛ جوديت، جين جي. (1 نوفمبر 1962). "مخطط تخصيص تخزين ديناميكي" . مجلة الكمبيوتر . 5 (3): 200-209 . doi : 10.1093/comjnl/5.3.200 . ISSN 0010-4620 . 
  10. ↑ جيه كيه إيليف (1961). استخدام نظام جيني في الحسابات العددية . المراجعة السنوية في البرمجة الآلية. المجلد 2. إلسيفير ساينس. الصفحات 1-28 . ISBN   978-1-4832-2282-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مارس 2019 .{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  11. ↑ سكاروت، جوردون (1995). "من خطوط التأخير ذات الوضع الالتوائي إلى DAP" . مجلة إحياء الحاسوب . 12 (صيف 1995). ISSN 0958-7403 . تاريخ الاسترجاع: 8 مايو 2019 . 
  12. 1 2 إيليف، جيه كيه (1982). تصميم الحاسوب المتقدم . برنتيس هول. ISBN 978-0130112545.
  13. ↑ باكل، جيه كيه (1978). سلسلة ICL 2900 (ملف PDF) . ماكميلان. رقم ISBN 978-0333219171تمت أرشفة هذا الملف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 31 أكتوبر 2018.

للمزيد من القراءة