- •Глава I
- •06Ласти применения эвм
- •1.6,1. СуперЭвм
- •Глава 2
- •8 Разрядов
- •11110001 11111001 11110001 11110111 А число — 6.285 запишется в память в виде слова из 6 байт:
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Лечит узап j
- •Сверхоперативная или местная память
- •4.2. Адресная, ассоциативная и стековая организации памяти
- •Буфер входа-выхода
- •Усилители считывания-записи
- •Глава 5
- •Проклей
- •Идентификатор адреса (s байт)
- •Сектор на дискете
- •Глава 6
- •Управляющий блок автомат)
- •Глава 7
- •В цпршВляющай блок у б
- •Сумматор частичных произведений Регистр множимого
- •О vМножимое перед началом Выполнения умножения
- •Слой элементов и
- •Глава 9
- •Двойное слада па адреса о 32 бит
- •Слобо по адресу z в бит
- •Заслать в стек ад РеЗ
- •Загрузить аз стана в Pa V
- •Номер регист
- •Непосредственный операнд 1а
- •15Ю кГго 51
- •Оповещающий сив нал „Состояние
- •Блок ревастрод
- •Ветвление в макропроерамме по уело дую Акк*0
- •Макрокоманды управления последовательностью выборка микрокоманд
- •Окно процедуры
- •Регистры параметров (а) Регистры глобальных переменных |
- •1 Нуль м Знак-
- •Запоминание состояния процессора (программы)
- •Общий сигнал прерывания
- •Код приоритетного запроса
- •Маска ввоОагвывода
- •Прерывающая
- •01 23*56789 Время
- •I участка I
- •Запись льта мп
- •I Прием операндов на регистры 1
- •Умножение чисел с фиксированной точкой
- •Сложонив чисел с плавающей точкой
- •Глава 10
- •Вызов команды и модификация счетчика команд
- •Процедура тандемных пересылок
- •Однобайтная
- •16 Разрядов
- •Передача д стек а восстановление содержимого регистров
- •Команды досстаяовяения из стеки содержимого регистров
- •Блок сегментных регистров
- •Первый байт команды Второй ffaSm команды (постбайт адресации)
- •Сегментные селекторы
- •Регистры задачи и регистры дескрипторнои таблицы
- •Блок управления и контроля оп
- •Справочник страниц
- •Физическая память
- •16 Мбайт
- •Расширенная память
- •1 Мбайт
- •С каналом ес эвм
- •Связь с другой эвм
- •I Манипулятор % I Графа- I I типа „Мышь” I I построитель I
- •Глава 11
- •Интерфейс основной намята
- •Общее оборудование мультиплексного канала
- •Глава 12
- •Определения четности переносод
- •Глава 13
- •Ill:Выполнснис программы а Выполнение про ерам мы в
- •Пакеты заданий и Входные наборы данных
- •Выходные очереди разных классов в зу на дисках
- •I требует ‘'ода
- •Пользователь обдумывает | ответ системе I (новый запрос)
- •Блок управления памятью
- •Схемы совпадения
- •Шифратор номера отделения
- •Входной коммутатор
- •Коммутации
- •Сегментная таблица п-й программы
- •Векторные, средства
- •К периферийным устройством
- •К периферийным устройствам
- •Глава 15
- •Устройства Ввода- вывода
- •Процессор 2
- •Процессор 3
- •8 Векторных регистров (по 6* слова в каждом)
- •Готовности операндов
- •Глава 16
- •Комплекс абонентского пункта
- •16.2.. Классификация вычислительных сетей
- •1 Элемент
- •Время распрост- ранена*
- •Задержка сета лри коммутации пакетов[
- •Абонентская система
- •Данные пользователя
- •Сеансовый
- •Транспортный
- •Сетевой
- •Интерфейс высоког о уровня
- •Аппаратура передачи данных
- •Установление связи
- •Данные пользователя 00Длина поля и слови я обслуживания
- •Идентификатор протокола
- •7» Бшдта) Данные пользователя б вызове
- •Поток бит
- •Новый пакет (кадр)
- •Станция 1 ведет передачу
- •Передатчик Коаксиальный кйбель
- •Глава 15. Принципы организации многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем (комплексов) и суперЭвм 489
- •1S в 7 о Слада па адресу ь
Процессор
Процессор
Процессор
Векторные
сродства
Процессор
Блок
управления системой
Блок
управления системойВекторные, средства
Канальная |
|
Канальная | |
система |
|
система | |
ввода-вывода |
|
ввода-вывода | |
|
:l -1 |
tt-t | |
' v |
|
* ' |
К периферийным устройством
К периферийным устройствам
Рис. 14.11. Структура ЭВМ общего назначения IBM 3090
Рис.
14.12. Структура процессора ЭВМ IBM
309,0
блок (блок /) и исполнительный (блок Е).Эти блоки связаны друг с другом и со скрытой (недоступной программисту) кэш-памятью. Блоки / иЕвыполнены с использованием конвейерной обработки и перекрытия, так что в рассматриваемом процессоре реализован конвейер команд (одновременная обработка четырех команд) и арифметический конвейер. В блокеЕприменено микропрограммное управляющее устройство (длина микрокоманды свыше 100 разрядов) с управляющей памятью, допускающее считывание и с меньшей скоростью запись.
В блоке / используется буфер для предварительной выборки команд, хранения очереди четырех декодированных команд вместе с их операндами и согласования скоростей работы блоков / и Е.
Средства векторной обработки каждого центрального процессора включают в себя конвейерное арифметическое устройство и набор из 16 векторных регистров по 128 32-битных элементов в каждом. Эти средства реализуют 171 векторную команду. Они являются дополнением / к набору команд системы IBM 370. При заполненности конвейера время обработки пары операндов (элементов двух векторов) близко к одному машинному такту, причем, чтобы снизить время операции умножения до одного такта, применен подконвейер из трех множительных устройств, поочередно загружаемых парами перемножаемых элементов векторов.
Кэш-память в IBM 3090 представляет собой быстродействующую память-буфер емкостью 64 Кбайт с временем обращения 2 машинных такта. В системеIBM 3090 а целях повышения быстродействия отказались от одновременной записи информации в кэш- и основную память (так называемой кэш типаstore-through). Новая информация записывается только в кэш (кэш типаstore in cache}, при этом исключается цикл более медленной центральной памяти, но возникает проблема выравнивания (актуализации) содержания центральной памяти. «Строка» (единица информации размером в четыре двойных слова, которыми обмениваются кэш-память и центральная память) передается из кэш-памяти в центральную память только в том случае, если ее запрашивает другой процессор или надо освободить место в кэш-памяти. С привлечением второго БУС возможен прямой обмен информацией между кэш-памятями процессоров, принадлежащих разным ЭВМ модели 3090/200, объединенным в систему 3090/400.
Канальная система.Каждая из машин, входящих в составIBM 3090/400, имеет собственную канальную систему. Необходимость приведения в соответствие пропускной способности системы ввода-вывода со значительно увеличившимися скоростью работы процессорной части и пропускной способностью центральной памяти (в условиях сравнительно медленного увеличения скорости передачи данных у внешних ЗУ и других ПУ) потребовала увеличения числа каналов ввода-вывода. Так, в каждой из двух канальных системIBM 3090/400 число каналов может достигать 48.
При увеличении числа каналов значительно возрастает объем операций по управлению вводом-выводом, в результате чего особую остроту приобретает проблема более полного освобождения процессора от процедур, связанных с вводом-выводом. Тот уровень освобождения процессора от этих процедур, который достигнут в выпускаемых в настоящее время машинах общего назначения (см. гл. 11), оказывается в данном случае недостаточным. Там процессор освобождается главным образом от управления реализацией канальных программ, что, конечно, весьма существенно. Однако во многих случаях часть аппаратуры процессора, например управляющая память, используется процессором и каналами на основе разделения времени, что снижает производительность процессора. Кроме того, инициализация любой операции ввода-вывода сопровождается переходом ЭВМ в режим супервизора (по команде «Вызов супервизора») и выполнением процессором программы «супервизор ввода-вывода».
В новой системе ввода-вывода IBM 3090 достигается существенное освобождение процессора от процедур, связанных с операциями ввода- вывода. На рис. 14.13, заимствованном изffO], сопоставляются (применительно к двухпроцессорным комплексам) структуры существенно различающихся существующей(а)и новой(б)систем ввода-вывода.
В новой, «канальной системе» процедуры, связанные с выполнением канальных программ и управлением интерфейсом ввода-вывода, выполняют каналы, представляющие собой микропрограммируемые процессоры с управляющей памятью, допускающей запись микропрограмм для задания нужно комбинации байт- и блок-мультиплексных каналов и их режимов работы. Вся Канальная система управляется микропрограмми- руемым процессором ввода-вывода («директором каналов») с сокращенным набором команд [с RISC-архитектурой (см. гл. 9)], которые при лнициализации процессором операции ввода-вывода выполняют своими микропрограммными средствами функции «супервизора ввода-вывода», организуют очереди запросов ввода-вывода, управляют выбором маршрутов передачи информации в системе ввода-вывода (в условиях многовариантности этих маршрутов), формируют запросы прерывания, осуществляют динамическое повторение операции ввода-вывода при ошиб
ках. В канальной системе используется логическая адресация периферийных устройств, не зависящая от маршрута передачи данных. Сами маршруты могут меняться на разных этапах выполнения одной и той же цепочки операций.
Рис.
14.13. Сопоставление структур систем
ввода-вывода: а
— существующая система ввода-вывода
машин общего назначения; б
— «канальная
система» в IBM
3090
Контрольные вопросы
Для чего предназначена кэш-память? Каким образом автоматически устанавливается наличие запрашиваемой процессором информации в кэш-памяти?
Какие существуют режимы защиты и в чем их различие? Почему время обращения к памяти ключей защиты должно быть существенно меньше времени обращения к ОП?
Поясните, как в схеме на рис. 14.6 реализуется конвейерная обработка запросов на доступ к ОП?
Каким образом сегментно-страничная виртуальная память способствует более эффективному использованию ОП и облегчает труд программистов?
Почему в устройстве быстрого преобразования адресов оказалось необходимым использование ассоциативной памяти?
В чем различие физически реализуемых и нереализуемых алгоритмов замещения страниц? Как можно использовать физически нереализуемые алгоритмы замещения страниц?