Краткий факт

Реддит

Акул принято считать недалекими кровожадными существами, у которых одна радость в жизни — набить брюхо всем, что попадется на пути, включая незадачливых пловцов.

На самом деле интеллект хищниц вполне сравним с кошачьим.

Сложно представить, что существа с таким агрессивным нравом способны ужиться друг с другом. На самом деле многие виды акул замечательно сотрудничают друг с другом, например во время охоты. Хищницы собираются в группы и обмениваются сигналами, распределяя роли. Причем общаются акулы не только при помощи звуков. Они принимают угрожающие, предостерегающие или приветственные позы, которые безошибочно понимают не только сородичи, но даже косатки и дельфины.

Каракара — род хищных птиц семейства соколиных. Такое смешное название появилось из-за скрипучего звучания голоса этих птиц и происходит из языка индейских племен.

Это одни из самых крупных птиц семейства соколиных. Однако внешне и по образу жизни они больше напоминают грифов. С соколами их роднит определённая анатомическая схожесть – у каракар, как и у других соколиных, на клюве есть дополнительный зубец.

Думаю, что ни для кого не секрет, что подавляющее большинство современных ПК используют архитектуру, которой скоро исполнится 50 лет. Ее современный вариант заметно отличается от того, что было в 1978 году, но при этом сохраняет практически полную двоичную совместимость (современные ПК без особого труда запускают MS-DOS, проблемы начинаются при работе с периферией). Я попытался собрать наиболее ключевые особенности, этапы эволюции и поколения архитектуры.

Вступление

1978 год. Произошло несколько политических революций, сменилось трое римских пап, открыли первый спутник Плутона, многие еще не родились, а Intel выпустили 16-битного наследника i8080: i8086, который в последствии практически полностью вытеснил другие архитектуры из потребительских ПК и стал серьезным шагом к стандартизации.

Рынок ПК на тот момент и еще в ближайший десяток лет был слабо похож на современный. Было много относительно бюджетных машин на MOS6502 (Apple I, Apple II, разные Commodore) и Z80 (ZX Spectrum), к середине/концу 80х начали появляться машины на заметно более совершенном и 16/32-битном Motorola 68K (тоже очень интересная архитектура), но общее у них было ровно одно: абсолютная несовместимость ни с кем и никак. Нет, появлялись +- совместимые между собой серии по типу Amiga или Macintosh, но они были проприетарными, а в конечном итоге загнулись (Amiga перерождалась, но в итоге умерла. Macintosh выжил только благодаря удаче и iMac, в последствии перейдя на x86 на много лет).

Причина: IBM-PC.

Про i8086

Во-первых, крайне краткий и упрощенный экскурс в работу наиболее типового процессора Фон-Неймановской архитектуры.

По факту процессор представляет из себя бешенный калькулятор, который последовательно выполняет различные операции и преобразования над числами, попутно управляя самим собой. Для этого у него есть

1. Шина и память. По сути для процессора это одно и то же. Их можно представить как длинную полоску из нумерованных ячеек, способных хранить число от 0 до 255 (представьте себе швейный сантиметр), что не всегда верно (физически шина и память устроены сложно и разделены на много устройств, но при связи по шине они обычно превращаются именно в одномерную ячеистую полоску). Для чего нужна память понимают, наверное, все.

Вместе с этим там же обычно сидят периферийные устройства, к которым можно обращаться так же, как и к памяти. Пункт диапазонов памяти в диспетчере устройств Windows по сути и отвечает за то, как устройства делят эту шину между собой и памятью.

Шина состоит из шины данных, адреса и управления. Ширина шины данных это одна из ключевых характеристик, которая определяет битность процессора, еще от нее сильно зависит скорость работы с устройствами и памятью. По ней передаются, как ни странно, данные. Шина адреса представляет из себя индекс в полоске ячеек, по которому требуется произвести действие. А шина управления используется, к примеру, для выбора между чтением по адресу и записью. 

2. Регистры. Маленькие именованные кусочки памяти внутри процессора. Самое быстрое и легкодоступное, что у него есть (современная разница в скорости по сравнению с памятью примерно как между взять карандаш из ящика (10 секунд) и поехать за ним в магазин (пол часа-час)). Бывают двух ключевых типов: общего назначения и особого (специального) назначения.

Первые обычно имеют размер машинного слова и используются как хранилище операндов для операций. К примеру 2 регистра могут использоваться как слагаемые, после чего в первый будет помещена сумма (особенность многих архитектур в том, что они не могут явно задействовать больше 2 регистров. Частое исключение - FMA). Ко всему прочему, регистры обычно выступают посредником при чтении/записи памяти (опять таки, зависит от архитектуры, но в некоторых вообще запрещены операции напрямую с памятью без предварительной загрузки всего в регистры, другие разрешают только один аргумент для операций брать из памяти). Таких регистров относительно мало, обычно от 4 до 32.

Название вторых крайне общее, ибо все они имеют абсолютно разные предназначения. Чаще всего встречается регистр флагов, в котором каждый бит отвечает или за состояние процессора, или за результат логической операции (для этого обычно есть инструкция CMP, которая вычитает одно число из другого (отбрасывая результат) и заносит в регистр флагов статистику: первое число было больше, меньше, равно, т.д. Потом этим может воспользоваться инструкция условного перехода). Еще есть стековые регистры и регистры, уникальные для архитектуры, но этот экскурс и так слишком длинный.

Самый важный и присутствующий везде регистр: указатель инструкции. Указывает, в какой ячейке памяти находится выполняемая инструкция. Самостоятельно увеличивается после выполнения каждой инструкции, но может быть явно перезаписан инструкцией условного или безусловного перехода на адрес (if-else в языках высокого уровня).

Если вы не закрыли пост, не уснули и за вами не приехала дурка, то продолжаем.

А теперь конкретно про i8086 и x86

20 бит шина адреса, то есть мегабайт ОЗУ, 16 бит шины данных, Фон-Неймановская архитектура, CISC, аппаратные деление и умножение, 4 16-разрядных регистра общего назначения (AX, BX, CX, DX), 8-битные регистры общего назначения, физически совмещенные с 16-битными (AL, AH, BL, BH, т.д. Делят на 2 части 16-битные регистры), 2 индексных (SI, DI. Для строковых операций), 4 сегментных (сегмент кода CS, сегмент стека SS, сегмент данных DS, дополнительный сегмент ES), 16-битный регистр флагов (FLAGS), указатель инструкции (IP). Защиты памяти (MMU) нет, полноценных механизмов многозадачности тоже.

i8088 отличался тем, что имел 8-битную шину данных и технически его можно было назвать 8-битным процессором. Это его замедляло, но зато с ним можно было построить более дешевую систему на старой 8-битной обвязке.

Сегменты

Пропущенная мною часть описания процессора, так как она присуще именно x86 по причине 20-битной шине адреса. Указатель инструкций 16-битный, все операции с памятью тоже 16-битные. Естественно, что 16-битным адресом покрыть все 20 бит адресного пространства было бы как минимум проблемно, как максимум невозможно. Но надмозговые инженеры Intel выход нашли: теперь у нас есть сегменты, а все операции с памятью локальны по отношению к ним. Это создало жуткий геморрой, особенно в высокоуровневых языках (3 типа указателей: ближние, дальние и огромные), но зато облегчило портирование старого ПО с i8080, всё адресное пространство которого влезает в 1 сегмент.

По факту сегмент представляет из себя смещение для логического адреса по отношению к физическому адресу. Значение сегментного регистра умножается на 16 (сдвигается на 4 бита) и прибавляется к логическому адресу для вычисления физического адреса, который будет выдан на шине адреса. Это приводит к тому, что у одного физического адреса появляется 16 логических "синонимов".

Если вы ничего не поняли, то это нормально. Никто не понимает, а потом приходит прозрение (и ночные кошмары). Я не знаю, как это нормально объяснить. У меня есть график, но я не уверен, будет ли он читаем и понятен 

CISC и RISC

Это легко. CISC предлагает увеличенный набор инструкций взамен на сложность архитектуры и процессора. Время выполнения и длина инструкций может быть совершенно непредсказуемой, иногда встречаются конструкции из высокоуровневых языков (к примеру строковые операции в x86. Подсчет длины строки (strlen()) можно реализовать де-факто одной инструкцией). Удобно для написания на ассемблере, часто не очень удобно для разработчиков компиляторов. Вместе со сложностью растет энергопотребление. Это x86, i8080 и M68K.

RISC же предлагает упрощенный набор инструкций взамен их максимальной оптимизации. Все инструкции должны умещаться в строго одинаковое количество байт. Вместе с этим часто запрещено брать операнды из памяти и увеличено количество регистров. Часто запрещено обращаться к памяти без выравнивания по словам. Иногда даже нет операций деления и умножения, их приходится реализовывать программно. Типовые представители: ARM, RISC-V. MOS6502 можно в некоторой степени назвать RISC, но у него только 1 регистр и один аргумент он всегда берет из памяти (тогда так можно было делать, память была примерно равной по скорости с процессором).

Есть другие варианты, такие как VLIW или шуточные MISC, URISC и ZISC. В дикой природе не встречаются, только если VLIW у "Эльбруса".

А теперь IBM

Как гром среди ясного неба начался 1981 год, а IBM представили свой IBM-PC, использовавший i8088. И знаете, получилось хорошо. Проблема была одна: дорого (зачем выкидывать пару зарплату на какой-то электронный гроб?). Но их покупали для бизнеса, покупали просто небедные энтузиасты, причем в больших количествах. Ожидания оправдались в 9 раз.

16-килобайтная версия стоила $1,500 (не забывайте про инфляцию, это около $5000 сейчас). Apple II с 4 килобайтами на момент выхода в 1977 стоил $1,298. Но, конечно, к моменту выхода IBM-PC Apple II успел подешеветь и нарастить память, хотя отставание в производительности было колоссальным. Но простенькие машинки Commodore были многократно дешевле и до, и после.

Amiga вышла сильно позже (1985) и в начале тоже стоила неприятно, но потом подешевела и нашла своих покупателей благодаря отличному звуку и графике. Пока IBM предлагал исключительно пищалку и ядовитый EGA (а то и малиново-голубой CGA) вплоть до 87 года за много тысяч, Amiga уже в 1985 предлагала вот такое (а еще графическую многозадачную ОС), а в 1987 делала это же за $800 в базовой комплектации. Очевидно, что покупал обычный человек себе домой, не искушенный бизнесом и работой в Excel.

А теперь главная ошибка IBM, которая их одновременно и погубила, и сделала IBM-PC стандартом: они не стали закрывать архитектуру за патентами и сделали ее крайне расширяемой. Любой мог прийти и купить за небольшую сумму всю необходимую документацию вплоть до исходников BIOS, после чего начать продавать свои платы расширения или вообще компьютеры целиком, полностью совместимые с другими IBM-PC. Причем делать это стали уже через год и очень активно. Так активно, что IBM обос... профукались и в итоге к 2006 году продали свой компьютерный бизнес от греха подальше.

Но статья у нас о поколениях процессоров, так что мы летим назад в 1982 год...

i80286

Технически существовал i80186 и i80188, но они совершенно неинтересны. Не могу сказать, чтобы и i80286 был сильно интересным.

Первое существенное отличие второго поколения x86: шина адреса теперь 24 бита, то есть 16 мегабайт. А в процессоре появился новый режим: защищенный. При этом режим, в котором работал i8086, стал называться реальным. Все последующие процессоры поддерживают все режимы предыдущих, и при этом всегда запускаются в реальном, даже спустя 50 лет. Помимо этого добавили сотню новых инструкций, в основном для работы с защищенным режимом, и нарастили производительность. 

Суть в том, что в реальном режиме был коммунизм: все жили равно и ни у кого не было привилегий ограничений. Но это было крайне опасно, неудобно и мешало созданию полноценных многозадачных ОС, так как любая программа могла залезть в другую и что-нибудь ей поломать, а то и влезть и сломать ОС. Даже не обязательно специально. И на перспективе ограничение на объем ОЗУ начинало переходить из космического в потенциальную проблему недалекого будущего.

Защищенный режим на то и защищенный, что работает в связке с MMU, который позволяет разграничивать регионы памяти под разные программы и привязывать логические адреса к разным физическим адресам, тем самым позволяя реализовать виртуальную память, файлы подкачки и прочее.

Но были у защищенного режима фатальные проблемы. Ключевая: переключаться из реального в защищенный режим было легко, а вот из защищенного в реальный... ну можно было аппаратно сбросить процессор (попросив нажать пользователя на кнопку Reset). Ни о какой одновременной работе защищенного ПО со старым для реального режима речи идти не могло. Потом придумали подвести хитрую схему для программного сброса и вручную сохранять то, что будет при этом сбросе утеряно, но проблему полностью это не решало как минимум из-за серьезных тормозов и отсутствия должных механизмов для "кастрирования" от вредных привычек того, что хочет работать в реальном режиме.

Ничего хорошего из этого выйти не могло, так как всё старое ПО затачивалось под реальный режим с MS-DOS и не могло работать в ОС, использующих защищенный режим. А ОС без программ никому не нужна.

По поводу технической части мне сказать особо нечего, ибо я не работал с этим процессором и практически ничего не знаю о нем. Знаю, что осталась сегментация, но она работала абсолютно иначе и гораздо адекватнее.

I80386

Прошло 3 года. На дворе 1985 год, Intel учли свои ошибки и разработали новый вариант защищенного режима. Это самый интересный и второй по важности режим, который повсеместно использовался вплоть до конца 2000х и продолжает неявно использоваться до сих пор.

Во-первых, теперь процессор стал полностью 32-битным. Поверх старых 16-битных регистров нарастили новые регистры с префиксом 'E'. То есть теперь есть EAX, EBX, EIP, ESP, EBP, EFLAGS и так далее. Но не сегментные регистры, они остались 16-битными. Шина данных и адреса тоже стали 32-битными (шину адреса любят обрезать под лимиты конкретной платформы, но технически ее возможно было сделать 32-битной без модификаций архитектуры. В последствии разработали расширение PAE, что позволило расширить ее свыше 32 линий и 4 гигабайт).

Во-вторых, теперь появился третий (четвертый) режим: виртуальный 8086.Он совмещал в себе особенности работы реального режима и защищенность защищенного, позволяя достаточно эффективно переключаться между ними, а еще реализовывать одновременную работу множества программ реального режима внутри одной ОС одновременно с защищенными. При этом подобный псевдореальный режим оставался достаточно безопасным, так как многие опасные наглости эмулировались и не допускались напрямую к железу, а память была изолирована.

Продолжение следует

К сожалению, мысль о написании подобного текста у меня возникла слишком поздно, а на часах 4 часа 5 часов утра и я уже физически не в состоянии продолжать писать этот пост. Если это будет интересно, то я напишу продолжение, в котором полноценно расскажу про защищенный режим, костыли реального режима и пропущенный промежуток до появления длинного режима (i80486, Pentium). И так страшно представить, сколько неточностей и откровенно грубых ошибок я тут понаписывал на автомате. Если вы их нашли - просьба указать в комментариях

Обещал не делить посты на куски и такой облом, извините

Юджин Шумейкер – первый человек, похороненный на Луне.

Шумейкер – основатель нового направления в науке – астрогеологии. Один из первооткрывателей кометы Шумейкеров-Леви 9, которая в 94-м году врезалась в Юпитер и стала первым наблюдавшимся столкновением двух небесных тел Солнечной системы.

Он должен был стать и первым геологом, ступившим на Луну. Но, к сожалению, он не прошел комиссию по состоянию здоровья. Вместо этого готовил Нила Армстронга и других астронавтов к миссиям программы «Аполлон». В 1997 году в поисках неизвестных ударных кратеров он отправился в Австралию, где погиб в автокатастрофе. В знак признания его заслуг перед наукой НАСА доставило его прах на Луну на борту аппарата Lunar Prospector.

Грустно от того, что для получения признания нужно умереть...

В Японии энтомологи обнаружили, что тимпанальные органы на голенях задних лап у самок клопов-щитников Megymenum gracilicorne, на самом деле, представляют собой вместилища для симбиотических грибов из семейства кордицепсов. Их гифами женские особи обмазывают яйца. В результате кладка покрывается мицелием, который не допускает к яйцам наездников Trissolcus brevinotaulus. И это один из самых необычных примеров симбиоза между насекомыми и микроорганизмами или грибами.

Но ведь кордицепсы паразитируют на членистоногих. Как же вообще возможен этот союз? Судя по всему, M. Gracilicorne избирательно захватывают из окружающей среды и сохраняют те штаммы кордицепсов, которые не способны принести им и их яйцам серьезного вреда.

Ну а дальше самки-клопы обмазывают свои яйца мицелием. Наблюдения в лаборатории подтвердили, что паразиты-наездники не смогли добраться до защищенных таким образом кладок клопов.

Борются с гипервентиляцией. Во время паники или истерики у людей часто бывает учащенное дыхание (гипервентиляция).

При этом в крови оказывается слишком много кислорода и слишком мало углекислого газа, что приводит к нарушению работы мозга, возникает головокружение, человек может упасть в обморок.

Самый простой выход из положения – дышать в пакет, т. е. вдыхать свой же выдох, при этом содержание газов в крови останется в норме.

Слишком много кислорода и мало углекислого газа действует на мозг возбуждающе, что опять же приводит к учащению дыхания и усугубляет сложившийся порочный круг.

Почему у нас так не делают – не знаю, бумажных пакетов, видимо, не было особо.

18-летняя львица Зури из Топикского зоопарка в Канзасе. Грива у львиц встречается крайне редко. Обычно это связано с гормональными нарушениями, например, с избытком тестостерона.

В 2016 году в дельте реки Окаванго в Ботсване ученые обнаружили целых пять таких львиц. Они чаще метили территорию, громко ревели, отпугивая конкурентов от земель своего стада. Поведение было агрессивнее, чем у других самок.

Кстати, с самцами львицы с гривой спаривались регулярно, но забеременеть не могли.

Как вам такие новости?

В 1870-х годах в городе Льеж возникла идея использовать кошек в качестве новых почтовых курьеров.

Посылка была помещена в водонепроницаемые мешки, которые были завязаны вокруг маленьких ошейников котят, и они были отправлены к месту назначения. Тем не менее, это было быстро отклонено, поскольку кошки оказались медленнее и ненадежнее, чем обычные почтовые курьеры.

Было бы смешно, если бы почту нам доставляли коты. Такие маленькие, усатые, полосатые почтальоны. И ещё кормить приходилось бы каждый раз.

Они погибли в 30 году до н. э.

Последними соправителями Древнего Египта были Клеопатра VII и ее сын Птолемей XV. В 30 году до н. э. страна была завоевана римлянами. Клеопатра покончила с собой, Птолемей был убит, а Египет стал одной из провинций Рима.

Картина: Луи-Мари Баадер «Смерть Клеопатры»

На Земле — нет!

Лунные затмения происходят в полнолуние, солнечные — в новолуние, а они разделены двухнедельным интервалом. Однако в тот момент, когда у нас происходит лунное затмение — земная тень падает на Луну, на Луне происходит солнечное — Земля заслоняет Солнце. Получается, что солнечное и лунное затмения на разных небесных телах происходят одновременно.

Балаклава представляет собой маску с отверстиями для глаз и носа. Согревает лицо, так как защищает от встречного ветра.

Солдаты британской армии во время Крымской войны так сильно мёрзли под городом Балаклавой, что придумали вязаную шапку и назвали её в честь города.

Зима 1854—1855 года была очень холодной, а большая часть британских войск не получила вовремя зимнего обмундирования, жилья и питания.

Есть теория, что первые балаклавы были сделаны из носков, в которых делали прорези для глаз и рта.

Ее, естественно, используют в качестве тактической экипировки силовые структуры, полиция, спецслужбы. Маска позволит сохранить анонимность при выполнении тактических задач. Её надевают под военные каски и шлемы, применяют в снаряжении для военно-тактических игр.

Ответ: Чтобы они бросались в глаза на дороге

В большинстве стран полицейские машины имеют белую или серебристую окраску, поверх которой наносятся контрастные полосы, надписи и другие опознавательные знаки. В истории СССР был период, когда милицейские автомобили красили в лимонно-желтый цвет.

Внедрению такой окраски в конце 1960-х годов предшествовали исследования, проведенные специалистами Всесоюзного научно-исследовательского института технической эстетики (ВНИИТЭ). Эксперименты показали, что именно такой цвет хорошо виден на большом расстоянии и при разном освещении.

Идёт довольно оперативно, кстати,такой скорости от ленивца неожидаешь…

Совместный быстрый бег по воде означает, что они пара, и скоро приступят к размножению.

Кстати, в ритуале очень важно начать бег одновременно, а вот заканчивать его вместе вовсе не обязательно. Еще один принципиальный момент – это правильно держать клюв. Нужно выставить его немного вверх, это сигнализирует об удовольствии от процесса.

Поганки живут в Северной Америке, они отменные пловцы и ныряльщики, питаются в основном рыбой.

Среди животных самые ловкие передние конечности у приматов и бобров. У приматов для удобного захвата и тонких манипуляций отставлен в сторону большой палец, а бобры достигли потрясающего мастерства в возведении плотин и хаток благодаря мизинцу, способному легко отодвигаться в сторону. Эти варианты модернизации кисти имеют свои достоинства и удобны в разных ситуациях. Еноты взяли оба: на их передних лапках обособлены и мизинец, и большой палец. При этом кисти настолько похожи на человеческие, что одно из индейских названий енота переводится как «маленький медведь с человеческими руками».

Енот — тонкий кинестетик, и если завязать ему глаза, то он ничего не потеряет, так важны для него тактильные ощущения. Умелые лапки енота — универсальное орудие, открывающее любые двери, форточки и крышки, расстегивающее палатки и распечатывающее упаковки. Вторжение на территорию человека приносит еноту немало мелких радостей!

Головастики появляются из икринок и способны жить только в воде. Первоначально по своему строению они сильно похожи на рыб: имеют сходную форму тела, длинный хвост, двухкамерное сердце и один круг кровообращения.

Однако в возрасте 3–4 месяцев у головастика происходит метаморфоз: у сердца появляется еще одна камера, формируется еще один круг кровообращения и появляется легочное дыхание — черты земноводных. На дальнейших стадиях развития у головастика развиваются парные конечности и пропадает хвост.

Хвост исчезает благодаря автолизу. Так называется процесс саморастворения клеток и тканей под действием их собственных ферментов. По окончании этих изменений появляется лягушонок, который обладает конечностями наземного позвоночного и помимо воды способен жить на суше.