نیمرخ: جان کوک‌ - پدر معماری RISC

معماری كامپیوتر كم‌دستور یا RISC كه سرنام Reduced Instruction Set Computer است، حاصل تفكرات دكتر John Cocke است. محققی كه به هر چیزی در حوزه كامپیوتر علاقه داشت؛ مدارهای مجتمع، كامپایلرها، ادوات ذخیره‌سازی و خلاصه هرچیزی‌كه انجام دادنش نوعی هنر محسوب می‌شد. ولی آنچه كه نام وی را جاودانه كرده، معماری غیرمتعارف كامپیوترهای كم‌دستور است.
جان كوك در ۲۵ می ۱۹۲۵در كالیفرنیای شمالی چشم به جهان گشود. پدر وی، نورمن كوك، رئیس كارخانه برقDuke بود و در تعلیم وی نقش مؤثری داشت. جان وقتی در سن شش سالگی نخستین دوچرخه خود را هدیه گرفت، آن را در مدت دو ساعت به طور كامل از هم مجزا ساخت تا از نحوه كاركرد آن سر در بیاورد. پس از طی تحصیلات مقدماتی، در سال ۱۹۴۶، یعنی پس از پایان جنگ جهانی دوم، مدرك مهندسی مكانیك را دریافت نمود و در ۱۹۵۶ موفق به اخذ درجه دكتری در ریاضیات گردید. پس از كسب این مدرك از دانشگاه Duke، به استخدام شركت IBM درآمد و ۳۷ سال تمام را تا سال ۱۹۹۳ در آن شركت گذراند.
تمركز فعالیت‌های وی در شركت IBM، باعث رشد محصولات طراحی شده در آن شركت و ارتقای سطح علمی و فنی بسیار زیاد IBM گردید. دو فعالیت بسیار درخشان دكتر كوك را می‌توان طراحی معماری RISC و كمك به طراحی اصول كلی كامپایلرها دانست.
بهینه‌سازی‌هایی كه وی در زمینه طراحی كامپایلرها انجام داد، زمینه‌ساز پدید آمدن زبان‌های سطح بالایی نظیر فرترن، سی و پاسكال گردید. این بهینه‌سازی‌ها باعث شدند زبان‌های برنامه‌نویسی High Level صاحب كارآمدی و توانایی‌هایی همانند زبان‌های نزدیك به زبان ماشین شوند.
تلاش جان كوك برای ابداع مفهوم معماری كامپیوترهای كم دستور، به روزهای آغازینی باز می‌گردد كه وی تلاش داشت مصالحه‌ای بین كارایی بالای ساختار زبان ماشین و فناوری بهینه شده كامپایلر پدید آورد. او دریافت كه مجموعه خوش‌تعریفی از دستورالعمل‌های ماشین، كنترل‌های برنامه‌ای و برنامه‌های تولید شده توسط یك كامپایلر می‌تواند به نحو مناسب و با كارایی بالا توسط تعداد محدودی از مدارهای الكترونیكی اجرا گردد. در واقع اساس RISC بر این ایده استوار است كه كامپایلرها را به نحوی بهینه كنیم كه بتوانند از تعداد بسیار كمی دستورالعمل برای انجام كارهایی با كیفیت بسیار بالا و كارآمدی خوب روی یك ماشین استفاده كنند. لا‌زمه ‌این مسئله این بود كه دستورات پیچیده ولی كمتری مورداستفاده قرار گیرند. این كار درواقع انقلابی در اساس طراحی سیستم‌ها محسوب می‌گردد.
نخستین ماشین RISC كه ساخته شد، به عنوان بخشی از پروژه مینی كامپیوتر ۸۰۱ به كار گرفته شد. جان برای پردازنده ۸۰۱، كامپایلری به نام PL.۸ نوشت كه در واقع بازنویسی‌ای بود از كامپایلر PL/۱ كه دستورات آن متناسب با ۸۰۱ كه نخستین ریزپردازنده RISC بود، كاهش یافته بود.
نخستین نمونه از كامپیوتر توسعه‌یافته برمبنای معماری RISC نشان داد كه با همان تعداد مدارهای موجود می‌توان به سرعتی دو برابر دست یافت. همین معماری در واقع سنگ بنای سیستم‌عامل یونیكس نیز قرار گرفت تا آن سیستم‌عامل نیز راهی متفاوت را بپیماید و تراشه‌هایی همچون تراشه‌های اصلی كامپیوترهای اپل نیز به آن تأسی كنند.
ابداع مهم و كمتر شناخته‌شده كوك، شبیه‌سازی منطق یا Simulation Logic بود. وی توانست شبیه‌ساز خاص‌منظوره‌ای را با نام Yorktown Simulation در سال ۱۹۸۰ طراحی كند كه بسیار سریع‌تر از دیگر شبیه‌ساز‌های منطق كارمی‌كرد و می‌توانست كامپیوتر را به سطح یك دروازه منطق ارتقا دهد. این دروازه می‌توانست پاسخ‌های سریع‌تری را برای استدلا‌ل‌ها یا استنتاج‌ها بیابد. هم‌اكنون نیز از این موتورهای شبیه‌ساز به نحو گسترده‌ای در صنایع استفاده می‌شود.
دكتر جان كوك به پاس خدمات شایانی كه به فناوری طراحی و ساخت نرم‌افزار و سخت‌افزار كامپیوترها نمود، جوایز و نشان‌های فراوانی را دریافت كرد. از جمله می‌توان به جایزه ACM در سال ۱۹۷۶ عضویت در آكادمی ملی مهندسی (۱۹۷۹)، عضویت در آكادمی علوم و هنر آمریكا (۱۹۸۶)، جایزه تورینگ (۱۹۸۷)، جایزه پیشگام در نوآوری كامپیوتر انجمن IEEE در سال ۱۹۸۹، مدال ملی فناوری (۱۹۹۱)، جایزه نوآور سال (۱۹۹۲)، عضویت در آكادمی ملی علوم (۱۹۹۳)، جایزه كامپیوتر و ارتباطات (۱۹۹۴)، مدال‌ ملی علوم (۱۹۹۴)، ... اشاره نمود. دكتر جان كوك در سال ۱۹۹۳ باز نشسته شد و پس از طی كردن یك دوره طولانی بیماری در ۱۶ جولای ۲۰۰۲ چشم از جهان فرو بست.

علیرضا صالحی

منبع : ماهنامه شبکه