Python CPU 和操作系统答案

【问题标题】：Python CPU and OSPython CPU 和操作系统
【发布时间】：2011-07-28 11:03:21
【问题描述】：

如果 Python 虚拟机本身内置在硬件中，难道就不可能有一个完全用 Python 编写的操作系统吗？像老式的 Lisp 机器之类的东西？
假设我有一个 cpu 是 python 虚拟机的硬件实现，那么所有用 python 编写的程序都会以汇编的速度执行，不是吗（但 Python 主要是解释的，但我们可以编译它）？
如果我们有这样一个“python 微处理器”，那么内存和其他子系统呢？是否与当前内存兼容。
是否有关于寄存器和 Python VM 架构的任何信息，类似于我们对 8086 的信息？

【问题讨论】：

(1) Python 已编译。在大多数字节码实现中，有些（最值得注意的是 PyPy，因为它是一个完全兼容的实现）编译为 C 或直接编译为机器码。 (2) 与其他所有内容一样，汇编/机器代码仅与运行它的东西一样快。当然可以构建一个运行例如的处理器。 CPython 字节码指令。让它像现代 x64 处理器一样快地运行是一项几乎不可能完成的任务。
另见google pypy+fpga（+ 在过去一年内）。

标签： python operating-system cpu-architecture

【解决方案1】：

Similar things were tried for Java，但没有人真正风靡全球。

是的，有可能，但设计新硬件昂贵。投资回报是否可以证明制造这样一个玩具的合理性？我猜不会，否则现在已经有人尝试过了。 :)

【讨论】：

有真正的大铁可以在本地运行 Java。是的，它相当昂贵。例如 IBM 的 zAPP 和 Azul 的 Vega。
@Mackie Messer，太棒了；我喜欢那种疯狂的大硬件。回到学校，我们看到了 Java 工作站 的照片，配备了显示器、键盘和鼠标，它们将取代 PC。现在这似乎是一个可爱的笑话，但 zAPP 和 Vega 听起来确实很棒。不像那些工作站。 :)

【解决方案2】：

难道不能有操作系统吗如果 Python VM 完全在 Python 中本身是构建成硬件的？有点像旧的 Lisp 机器？

是的，理论上是可以的。

假设我有一个 CPU python的硬件实现虚拟机，然后是所有程序用python编写会执行组装的速度，不是吗（但是 Python 主要是解释型的，但我们可以编译吗）？

Python 没有速度，它是一种语言。可以测试解释器（在这种情况下是处理器）的速度。但正如很难比较 RISC 和 CISC 处理器的性能一样，将 Assembly 与 Python 进行比较也很困难。

如果我们有这样的 'python-microprocessor'，怎么样内存和其他子系统？将它与当前兼容记忆。

python 微处理器必须进行内存管理（以及垃圾收集）。由于这通常由解释器完成，现在微处理器必须这样做。

有没有相关信息寄存器和 Python VM 建筑，类似于 8086 有什么？

通常您不会直接在 Python 中访问内存，因此寄存器在这里不应该是相关的。

【讨论】：

哦，没想到垃圾回收。好的，那会使电路更复杂。但是为什么我们有 Lisp 机器呢？

【解决方案3】：

新的操作系统既有趣又酷，基于 python 的操作系统会很酷。再说一次，Linux 非常好，并且已经有很多发展。它必须是“正确的时间”。

【讨论】：

Answer 似乎缺乏对什么是操作系统和什么是虚拟机的理解。

【解决方案4】：

在 70 年代，这种想法非常流行。这个想法是关闭编译器/虚拟机和指令集架构之间的semantic gap，从而使编程语言和硬件更紧密地结合在一起。然而，当 Patterson 和 Ditzel 发表The Case for the Reduced Instruction Set Computer (PDF, 672KB) 并在 RISC 和微处理器取得成功之后，缩小语义鸿沟的想法基本上已经死了。

现在，随着晶体管数量的不断增加，这个想法可能会再次变得有趣。但是，正如其他人已经指出的那样，设计芯片的成本很高。你需要一个很好的理由来花这么多钱。但这绝对是可能的。 IBM 和 Azul 已经通过他们的大规模并行 Java 芯片证明了这一点。

我想你应该打电话给 Google 并说服他们他们迫切需要 Python 处理器。 ;-)

【讨论】：

什么意思是“随着晶体管数量的不断增加，这个想法可能会再次变得有趣”？
@Bakudan：现在晶体管基本上是免费的，但限制是功耗。在过去，情况正好相反。因此，如果不使用过多的功率，今天的复杂架构是合理的。例如。普通微处理器上的 Python 解释器很可能低于比更复杂、专用的 Python 处理器更节能。

【解决方案5】：

假设我有一个cpu，它是python虚拟机的硬件实现，那么所有用python编写的程序都会以汇编的速度执行，不是吗（但Python主要是解释的，但我们可以编译它）？

是的，这将是组装速度。有关与 avr 微控制器汇编代码的比较，请参阅此链接。 http://pycpu.wordpress.com/code-examples/speed-pycpu-vs-8bit-avr/。它是一个 cpu 的硬件实现，可以执行非常有限的 python 字节码。但是对于 ifs 条件和带有简单整数的 while 循环来说已经足够了。

【讨论】：