книги из ГПНТБ / Смирнов, К. А. Сбор, передача и обработка данных АСУ

принятого знака вместе с контрольным разрядом в бу­ фер хранения знака. Отсюда знак через мультиплексный канал поступает в оперативную память технологической ЭВМ.

Секция управления линейного слова содержит: три разряда кода скорости передачи по данному каналу, ‘Ко­ торые определяют частоту сканирования как для прием­ ного, так и для передающего тракта канала, и 15 ста­ тусных и сигнальных разрядов, информирующих процес­ сор о состоянии, в котором находится канал в данное время.

Структура секции передачи линейного слова анало­ гична структуре секции приема. Однако буфер для хрй-

нения знака вынесен отсюда в секцию автономной па­ мяти. Естественно, что порядок происходящих здесь про­ цессов противоположен порядку операций, связанных с приемом знаков.

Секция автономной памяти предназначена для запи­ си передаваемой информации (знака) из технологичес­ кой ЭВМ в 'мультиплексор независимо от состояния ска­ нирующего устройства. Обмен информацией между мультиплексором и процессором центра DS-714 произ­ водится через мультиплексный канал. Информация в процессор передается через буферную ячейку оператив­ ной памяти словом, состоящим из знака и адреса ка­ нала, из которого этот знак 'принят. Запрос очередного знака посылается в процессор после того, как предыду­ щий знак передан полностью в линию н секция пере­ дачи управляющего слова заполнилась знаком, считан­ ным из секции автономной памяти. Запрос осуществляет­ ся передачей по мультиплексному каналу адреса соот­ ветствующей линии.

Процесс записи знака в буферную ячейку памяти М'ульти|штеюсо|р.а зависит от текущего состояния процес­ сора и может занимать время большее, чем один цикл сканирования, — 5,2 мкс. Для возможности записи, знака в течение следующего цикла сканирования часть опера­ тивной памяти имеет независимые шины записи. Это позволяет записывать знак и управляющее слово в сек­ цию автономной памяти линейного слова независимо от текущего состояния сканирующего устройства.

Кроме информационного канала, между мультиплек­ сором я процессором icyimecmyeT цепь, по которой ъ ЭВМ поступают сигналы прерывания программы, и ка-

130

Прием знаков в 'данном 'случае осуществляется обо­ ими мультиплексорами одновременно, а передача 'произ­ водится только из одной ветви. При 'повреждении муль­ типлексор автоматически 'отключается. ОдН'О.В|реме'Н1ню срабатывает соответствующая сигнализация.

Следует отметить, что 'поскольку управление режи­ мом работы линий связи производится по командам от

— проверки по модулю 2 принимаемой и передавае­ мой информации, записанной в линейном слове;

— передачи теста по выделенному каналу, включен­ ному шлейфом (т. е. когда цепь передачи соединена с цепью приема).

Выполнение функций обработки знаков с помощью группового оборудования позволило разместить все уст­ ройства 'мультиплексора в одной стойке размером

1880X1000X770 мм.

Мультиплексор DS-714 не рассчитан на работу с те­ лефонными каналами связи. Следует сказать, что прием информации из телефонного канала, когда ее передача осуществляется стартстопным методом, ничем не отли­ чается от описанного выше процесса приема информа­ ции из телеграфного канала. Разумеется, что скорости выполнения различных операций должны быть при этом соответственно увеличены. В случае же передачи ин­ формации синхронным методом процесс фиксирования данных в АС значительно упрощается, 'поскольку из мо­ дема поступают сформированные дискретные посылки, сопровождаемые импульсами синхронизации. Большое количество цепей между модемом и АС объясняется на­ личием в модеме устройств контроля качества переда­ ваемой информации, что повышает достоверность ее пе­ редачи.

Большое число цепей стыка Между АС и аппарату­ рой передачи данных обусловлено тем, что информация на этом участке передается уже сформированными кодо­ выми 'комбинациями параллельным способом. С одной стороны, это освобождает АС от выполнения операций преобразования сигналов при их приеме и передаче, а с другой стороны, стоимость оборудования центра АСУ увеличивается из-за необходимости установки АПД,-

1G2

2.8

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И КОНСТРУКЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА АСУ

В о п р о с ы с и н х р о н и з а ц и и в р е з е р- в и р о в а н ' н о м В К. Особенность работы ЭВМ в резер­ вированном ВК заключается в необходимости установ­ ления синхронизации обработки информации в парал­ лельно работающих технологических ЭВМ. Только ус­ пешно реши© эту задачу, можно добиться синхрониза­ ции информации, передаваемой абонентам с точностью до бита. Это значит, что из двух ветвей одновременно ■передаются одни и те же номера посылок одной и той же кодовой комбинации. Такая синхронизация обеспе­ чивает отсутствие искажений информации в моменты переключения ветвей комплекса. В противном случае в моменты, когда основная ветвь заменяется резервной, может быть пропадание сигналов или их повторение. Пропадание сигналов будет иметь место, если в резерв­ ной ветви информация передается с опережением, а по­ вторение— если информация передается с отставанием.

Синхронизации работы ветвей ВК можно достигнуть опомощью технических и программных средств. Исполь­ зование технических средств заключается в организации работы двух машин от единого генератора тактовой ча­ стоты и сравнения результатов вычислений.'Единая так­ товая частота обеспечивает выполнение одноименных операций в одни- и те же моменты времени. Контроль идентичности выполнения команд в обеих ЭВМ осущест­ вляется, например, путем сравнения содержимого одно­ именных регистров арифметических устройств. При оди­ наковом содержании регистров может выполняться сле­ дующая команда программы; при расхождении резуль­ татов данная команда либо выполняется повторно, либо вызывается специальная программа, определяющая ход дальнейших действий.

Рассмотренная синхронизация двух ЭВМ называется тактовой синхронизацией! Реализуется она обычно в спе­ циализированных ЭВМ. Универсальные коммерческие ЭВМ не могут работать в подобном режиме, поскольку в их составе нет устройств, обеспечивающих сравнение информации. В то же время выполнение операций срав­ нения программным путем требует значительных затрат машинного времени.

.133

В резервированных ВК, 'построенных на базе универ­ сальных ЭВМ, работа 'ветвей комплекса синхронизирует­ ся программным путем. Для уменьшения потерь произ­ водительности ЭВМ при сравнении результатов их рабо­ ты сверяются лишь результаты, получаемые на отдель­ ных участках рабочей программы. Каждая из ЭВМ, дой­ дя до того участка программы, где должна производить­ ся проверка (эти участки называют контрольными точ­ ками), останавливается и передает краткий итог вычис­ лений для сравнения в соседнюю машину. Переход к следующему участку рабочей программы производится машинами лишь после сравнения итогов. Этим дости­ гается выравнивание процессов обработки информации и одновременно обнаруживаются возможные искажения, не обнаруженные внутренней системой контроля ЭВМ,

Синхронизация по контрольным точкам иногда назы­ вается макросинхронизацией.

Из рис. 2.27 видно, что резервированные ВК имеют в своем составе устройство контроля и резервирования. Назначение его заключается в сборе и анализе посту­ пающих из ЭВМ сигналов контроля. Последние выра­ батываются различными устройствами ЭВМ на этапах обработки информации и ее пересылки. Принципы кон­ троля, принятые в ЭВМ, похожи на методы защиты дан­ ных от искажения при передаче их по каналам связи. Обобщая сигналы, устройство контроля и резервирова­ ния выносит решение о режиме работы ЭВМ. При на­ личии сбоев в основной ЭВМ и отсутствии их в резерв­ ной устройство контроля автоматически заменяет ЭВМ, превращая основную машину в резервную. Причины, вызвавшие неисправность, находятся либо автоматичес­ ки с помощью специальных «диагностических программ», либо обслуживающим персоналом, использующим для этой цели инженерный пульт ЭВМ.

С п е ц и ф и к а р а б о т ы з а п о м и н а ю щ и х уст­ р о й с т в . Наличие ЭВМ требуемой производительности в распоряжении организаторов АСУ еще не означает, что задача создания вычислительного комплекса системы успешно решена. Объясняется это большим отличием между работой ЭВМ в счетном режиме и ее работой в составе вычислительного комплекса АСУ. Сказанное особенно относится к тем ВК, в которых существенная доля информации обрабатывается в реальном Масштабе времени. Именно эти требования вынуждают произво­ дить различные дополнения и изменения в серийных

Ж

соба является ■специализированное устройство упрааде.! ния ЫМБ французского вычислительного комплекса DS-4, предназначенного для автоматизации процесса)' обработки сообщений на телеграфных узлах [1].

Структурная схема указанного устройства приведе­ на на рис. 2.39. Барабан, как видно, разделен на 16 сек-,

Рис. 2.39. Структурная схема управления НМБ ком­ плекса DS-4

торов. Минимальным по объему адресуемым блоком информации является блок, содержащий 64 бита. Число блоков в одном секторе обычно устанавливается равным степени двоичного числа. В данном случае оно принято равным 16. Адрес блока состоит из адреса дорожки, номера сектора и адреса блока в секторе.

Данные о размещении информации в НМБ хранятся в виде двух таблиц — № 1 и № 2 — в оперативном ЗУ, куда устройство управления НМБ имеет прямой доступ. В табл. № 1 записываются заявки на обмен информа­ цией, где указываются номера сектора ,и адреса ячеек табл. № 2, в которых содержатся параметры переноса. Запись информации в ячейки обеих таблиц производится программой размещения информации на НМБ.

В табл. № 1 из адресного регистра секторов непре­ рывно поступают адреса секторов, проходящих под го­ ловками записи-чтения. Если в ячейке табл. № 1 с но­ мером соответствующего сектора записан признак об­ мена информацией, то в регистр обмена с ОЗУ посылает-

136

ся соответствующий сигнал и устройство управления НМБ производит обращение к определенной группе ячеек табл. № 2. Содержимое этих ячеек переписывает­ ся и регистр обмена с ОЗУ. Дальнейшие операции, вы­ полняемые устройством управления НМБ автономно,

i гелям записи-считывания, установлении необходимого

мен информацией между оперативным ЗУ и НМБ. Пре­ образование информации при ее обмене производится в регистре сдвига.

Максимальное число заявок, которое можно обслу­ жить за время одного оборота барабана, равно коли­ честву секторов. Средняя пропускная способность кана­ ла обмена с НМБ увеличивается при этом в меньшей степени. Объясняется это тем, что необходимость обме­ на с сектором, находящимся в данный момент под го­ ловками записи-чтения, возникает не всегда.

числа секторов. Из таблицы видно, что организация большого числа секторов (32 и более) незначительно увеличивает производительность и пропускную способ­ ность, но ведет к потере емкости барабана из-за увели­ чения числа «мертвых» зон.

Все сказанное выше в. равной степени относится и к накопителю на магнитной ленте (НМЛ). Однако НМЛ

137

обладают меньшей надежностью, чем НМБ. Для уве­ личения надежности хранения информации на НМЛ при­ нимаются следующие меры:

—независимая подводка зоны каждым лентол-ро-1 тяжным механизмом;

—поиск зоны при движении ленты как в прямом, так и в обратном направлении;

—бездефектная разметка ленты;

—контроль уровня записи сигналов па ленте при ее длительном хранении;

—организация микроклимата и пылезащиты. Наибольший эффект в увеличении пропускной спо-

собности канала -обмена данными с НМЛ достигается при организации независимой подводки зоны каждым лентопротяжным механизмом. При числе лентопротяж­ ных механизмов, -подключенных к одному устройству уп­ равления, равном восьми, пропускная способность мо­ жет быть увеличена в 3-—4 раза. Однако такое решение усчожняет оборудование устройств с лентопротяжны­ ми механизмами, поскольку теперь в этих устройствах должны размещаться блоки считывания с НМЛ и ре­ гистры хранения -номера заданной зоны.

Случайный сбой в работе схемы поиска зоны НМЛ может -привести к тому, что искомый номер зоны прой­ дет мимо блока считывающих головок. В некоторых НМЛ реверс магнитной ленты н повторный поиск зоны производятся лишь после ее движения в прямом направ­ лении вплоть до концевых переключателей. Однако на это тратится довольно много времени.

Значительное сокращение времени поиска зоны до­ стигается введением в -устройство управления НМЛ схе­ мы немедленного реверса ленты. В ее состав входят два регистра, в одном из кото-р'ых хранится заданный номер зоны, а в другом записывается номер зоны, счи­ тываемой с ленты. В процессе поиска зоны содержание регистров сравнивается. В случае, когда заданный но­ мер зоны оказывается больше (или меньше в зависи­ мости -от направления движения ленты), на выходе схе­ мы появляется сигнал, но которому осуществляется ре­ верс ленты, после чего поиск зоны продолжается.

Бездефектная разметка ленты, производимая на вы­ деленном для этой цели устройстве, позволяет избежать записи информации на дефектные участки ленты, что при . отсутствии дублирования НМЛ в вычислительном квмнлексе может привести к полной потере информации.

138

Контроль уровня Записи сигналов дает ■возможность своевременно восстанавливать информацию путем ее ре­ генерации, что обеспечивает длительное хранение дан­ ных на ленте.

Пылезащита и создание микроклимата значительно увеличивают надежность работы НМЛ и срок использо­ вания ленты.

В последние годы накопители на магнитных дисках (НМД) находят широкое применение. Особенности ис­ пользования НМД в ВК, предназначенных для передачи и обработки информации, заключаются в разделении поверхности диска на секторы, позволяющем снизить среднее время обращения до 1 мс, организации синхрон­ ной работы НМД в двух резервированных ветвях комп­ лекса и обеспечении замкнутой циркуляции воздуха с фильтрацией частиц пыли, линейные размеры которых превышают 2 мк.

Специфика работы оперативного ЗУ особенно полно проявляется в специализированных вычислителях, при­ меняемых для сопряжения каналов связи с технологи­ ческой ЭВМ.

Основными особенностями таких сиецвычислителей являются: а) применение раздельных циклов записи и считывания; б) наличие выделенных шин записи.

Разделение циклов записи и чтения позволяет вдвое увеличить фактическое быстродействие оперативного ЗУ. Действительно, обращение к каналу связи в этом случае производится не в течение двух циклов, как в обычном ЗУ (считывание статусного слова канала и затем его запись после обработки), а в течение одного цикла. Считывание статусного слова в регистр управления осу­ ществляется без его регенерации, а время регенерации используется для записи в ячейку ЗУ обработанного слова канала.

Содержание статусного слова защищается контроль-. ным итогом, который проверяется в регистре управления. При обнаружении искажения статусное слово канала обновляется дублирующей информацией, хранящейся в технологической ЭВМ, после чего обарщение к каналу связи повторяется. В результате принимаемые (переда­ ваемые) данные не искажаются, 'снижается лишь на до­ ли процента исправляющая способность регистрации сигнала.

Наличие раздельных шин записи позволяет осущест­ влять запись знака из ЭВМ в ЗУ специализированного

139