книги из ГПНТБ / Смирнов, К. А. Сбор, передача и обработка данных АСУ
.pdfвычислителя независимо от 'процесса обработки статуб ного слова канала, что, в свою очередь, делает ненуж ной синхронизацию работы специализированного вычис лителя и технологической ЭВМ. Примером применения такого оперативного ЗУ служит аппаратура сопряжения типа DS-714.
2.9 -
ОРГАНИЗАЦИЯ НЕКОТОРЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ АСУ
П р и м е н е н и е ЭВМ «Ми и с к -3 2» для о р г а н и з а ц и и в ы ч и с л и т е л ь н о г о к о м п л е к са О А СУ. ЭВМ второго поколения серии «Минск» ши роко используются во многих отраслях народного хо зяйства и в том числе в АСУ (например, АСУ «Львов» построена на базе ЭВМ «Минск-22»), Однако приме нение в различных АСУ таких машин, как «Минск-2», «Минск-22» и «Минск-22М», не может обеспечить эф фективной обработки информации. Это объясняется:
—невозможностью увеличения объема оперативной памяти свыше 8192 машинных слов;
—отсутствием в составе ЭВМ мультиплексного и селекторного каналов;
—выбором для обмена с внешними устройствами
шестибитного символа;
—невозможностью непосредственной обработки ин формации, представленной в десятичной системе счис ления;
—невозможностью мультипрограммной обработки
данных и еще рядом обстоятельств.
Наиболее приспособленной для создания вычисли тельных комплексов ОАСУ различного назначения яв ляется ЭВМ «Минск-32». Как известно, работы по созда нию ОАСУ были начаты задолго до появления ЭВМ третьего поколения, характеристики которых наиболее полно отвечают требованиям обработки информации. В то же время некоторые из ЭВМ второго поколения («Минск-32», «Урал-16») по своим показателям были близки к машинам третьего поколения. В силу этого в качестве базовой ЭВМ для разрабатываемых ОАСУ была принята «Минск-32». С помощью этих машин воз можно эффективное выполнение таких операций, как начисление заработной платы, получение платежных ве
140 |
. . |
доМо'СТей, составление бухгалтерских сводок, учет ма!;ё*
риалов, оперативно-производственное планирование, со ставление спецификаций, планирование перевозок раз личными видами транспорта, статистический анализ и ряд других. Решение перечисленных задач требует об работки больших 'массивов информации, представленной в десятичной системе счисления, и наличия большого объема внешней памяти.
Важным свойством машины «Мииск-32» является ее полная программная совместимость с остальными маши нами данной серии. Поэтому существующие >в настоящее время всевозможные прикладные программы, объ.ем ко торых оценивается десятками миллионов команд, могут быть попользованы без каких-либо переработок.
На рис. 2.40 приведена структурная схема основного комплекса машины «Минск-32» [6]. Длнйа iMaiiliHiHHoiro
Рис. 2.40. Структурная схема основного комплекта ЭВМ «Минск-,32»
слова машины «Минск-32» составляет 37 разрядов, но с внешними устройствами обменпроизводится байтами. Представление информации осуществляется в двоичном коде с фиксированной или плавающей запятой. Система команд'— одно-, двухадресная. Информация может об рабатываться одновременно по четырем рабочим про граммам при наличии восьми обслуживающих программ. Скорость выполнения операций определяется их харак-
• Ш
Тером. Так, наиример, операция сложений Двоичных 37-разрядных чисел реализуется за 15—40 мкс, операцияпересылки числа осуществляется за 25—40 мкс, и т. д. Сложение (вычитание) десятичных чисел выполняется со скоростью 20—35 мкс. Обмен информацией между процессором и внешними устройствами осуществляется при приостановках основной программы.
Емкость оперативного ЗУ машины составляет 16 384 слова при основной комплектации и может быть
расширена блоками |
по 16 384 слова до 65 536 слов. Вре |
мя обращения к ЗУ |
составляет 5 мкс. |
К мультиплексному каналу может быть непосредст венно подключено до одиннадцати внешних устройств. К трем из одиннадцати выходов мультиплексного ка нала можно подключать специальные коммутаторы, каж дый из которых обслуживает до 32 внешних устройств. ТакИм образом, всего мультиплексный канал позволяет вести обмен информацией одновременно со 104 внеш ними устройствами. Подключение к селекторному кана лу четырех коммутаторов позволяет довести число внеш них устройств до 32. Такими устройствами могут быть НМЛ и НМБ.
Общая площадь, занимаемая ЭВМ в основной комп лектации, составляет 80 м2.
Для обмена информацией с каналами связи разрабо тано и выпускается серийно устройство «Минск-1560». Оно позволяет подключать до 32 телеграфных каналов со скоростью работы 50 бод или до четырех телефонных каналов, рассчитанных на взаимодействие е АПД типа «Минск-1500». Устройство «Минск-1560» подключается к мультиплексному каналу ЭВМ.
«Мннск-32» дает возможность объединить несколько машин в единый вычислительный комплекс, при этом получается система однородных ЭВМ с большой произ водительностью. Так, при объединении двух машин об: мен информацией между ними осуществляется через один из четырех выходов селекторного канала, как по казано на рис. 2.41.
Применение специального коммутатора дает возмож ность объединять в один ВК до восьми ЭВМ. Пример
ная структура вычислительного комплекса ОАСУ, |
со |
||
стоящего из шести ЭВМ |
«Минск-32», |
показана |
на |
рис. 2.42. |
|
АСУ «С и р е- |
|
В ы ч ц е л и т е л ь н ы й к о м п л е к с |
|||
н а». Практика показывает, |
что при построении АСУ, |
||
1 42
предназначенных для передачи и обработки данных, 60% стоимости оборудования системы надает на каналы и ап паратуру связи и 40%.— на устройства ВК системы. Наилучшие технические и экономические показатели ВК можно получить при его индивидуальном гороектирова-
Рн-с. 2.41. Схема объединения двух ЭВМ «Минск-32»
ими, что, однако, связано с большими затратами вре мени и средств и бывает оправдано лишь в особых слу чаях. Достаточно хорошие показатели получаются, если ВК автоматизированных систем управления различного назначения компоновать из отдельных узлов — модулей. Имея достаточно широкий ассортимент модулей, можно путем простого проектирования определить достаточно оптимальную структуру ВК и заказать на заводе-изго- товителе необходимое число модулей требуемого на значения.
Разработанная н выпускаемая в нашей стране агре гатная система вычислительной техники АСВТ является тем необходимым набором модулей, который позволяет создавать ВК АСУ различного назначения [3]. С по мощью АСВТ можно комплектовать управляющие и вы числительные системы для обслуживания технологичес ких объектов, автоматизировать управление цехов и предприятий, создавать автоматизированные системы массового обслуживания и вычислительные центры пред приятий. Существуют два вида АОВТ. Наиболее ранняя из них АСВТ-Д создана на дискретных компонентах, вторая ACBT-JV1 — на интегральных. В состав АСВТ входят следующие агрегатные устройства: универсаль ные и специализированные процессоры; оперативные и постоянные ЗУ; устройства внешней памяти различного тина; разнообразные устройства ввода, вывода и отобра жения информации. Кроме того, АСВТ содержит раз личные устройства связи с объектами управления (дат чиками и исполнительными механизмами) и оператив
на
Рис. 2.42. Вычислительный комплекс ОАСУ
ным персоналом, а также аппаратуру сопряжения с ка налами связи и устройства 'внутрисистемной связи, необ ходимые для объединения отдельных модулей в единый комплекс.
На рис. 2.43 показан вычислительный комплекс си стемы «Сирена», построенный на базе АСВТ-Д. Горячее резервирование центральных устройств ЭВМ — процес соров и оперативных ЗУ — обеспечивает высокую надеж ность функционирования ВК. Внешние ЗУ являются об щими для двух параллельно работающих процессоров. Быстрый поиск причины неисправности осуществляется с помощью диагностического словаря. Блочная структу ра построения отдельных устройств ВК позволяет произ водить замену неисправного компонента в достаточно короткое время.
Связб между процессором н внешними ЗУ осущест вляется через мультиплексные и селекторные каналы. Процессор АСВТ выполняет арифметическую и логичес кую обработку информации и является универсальным устройством. Процессор может иметь переменный состав. При минимальной комплектации он содержит блоки об работки команд 1, микропрограммного управления 3 и обработки информации с фиксированной запятой 2, а также инженерный пульт 7. В данном случае, кроме упомянутых устройств, в состав процессора входят бло ки внутренней памяти 6, обработки информации с пла вающей запятой 4, обработки символьной и десятичной информации 5.
Оперативная и постоянная память процессоров со стоит из модулей емкостью по 1536 слов по 36 разрядов в каждом. При необходимости иметь более одиннадцати модулей используется устройство наращивания памяти (УНП). Максимальный объем памяти равен 700 тыс. байт. При отсутствии УНП циклобращения к оператив ному ЗУ составляет 8 мкс, к постоянной — 3 мне. Ис пользование УНП увеличивает эти значения в 1,5 раза.
Входящие в состав ВК устройства защиты памяти (УЗП) защищают хранящиеся здесь программы и ин формацию от ошибочной записи посторонних данных.
Каждый мультиплексный канал обеспечивает подклю чение до 256 'низкоскоростных устройств ввода-вывода (алфавитно-цифровых печатающих устройств, устройств ввода с перфокарт и т. д.). Селекторные каналы исполь зуются для подключения устройств внешней памяти.
Каналы связи к процессорам подключаются через
!#
вк
\зи\ №
Чв8 I---- 1
1 -\чввл\
■Ш 1 H^wI
"-|уУ4/г|
\ & |
\ з ч \ |
чс чнп
1=111=1 гУтаШг?
П р о ц е с с о р
Счйнп
ПИВ нив
Н М Л |
Н М Д |
ГРПК
квк |
н |
и |
и |
и |
|
||||
чип ^ ь |
0|Р |
Up |
ry i |
щ\ jy i |
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\2\ВЫ5\В\7 |
тс |
MW |
|
|
П р о ц е ссо р |
|
||
1 . |
|
|
|
. J |
ими |
НМБ |
|
|
ЧВВ |
|
|
|Ч В В л \+ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I чвп h |
- Н М Д j |
Н М Л |
|
|
СЖ} |
|
|
\AHBSb |
||
|
|
|
|
|
\чв вв \~
|
чем |
3___ С |
|
■I. , |
XX, |
ч е м |
|
г . |
I |
||
П А В \ |
| Н А д I |
I Н А В i |
| М А Й | |
111111Г1 |
I I I I I I |
I I I I I I I |
n u l l |
Kji5oHCHmaji_
------- МКА I—
'Рис. 2.43. Вычислительный .комплекс системы «Сирена
устройства сопряжений машин (УСМ) и- многоканаль ные адаптеры (МАд). Между собой процессоры взаимо действуют через устройства внутрисистемной связи (УС). При необходимости устройства ввода-вывода одной вет ви через межканальный адаптер (МКА) .могут быть под ключены к другой ветви. Быстродействие процессора в максимальной ‘конфигурации составляет 100 000 опера ций типа сложения с фиксированной запятой.
Передаваемые из оконечных пунктов ’сообщения, т. е. заявки на бронирование билетов, позначно через много канальные адаптеры поступают в устройства сопряже ния машин. Здесь поток информации разветвляется и через селекторные каналы поступает в обе ветви ВКОдин МАд обеспечивает подключение 32 каналов связи как закрепленных, так и коммутируемых. К одному УСМ можно подключать до четырех межкаиальных адаптеров.
В каждой ветви ВК сообщения обрабатываются не зависимо. Ответ на заявку передается в оконечный пункт (кассу Аэрофлота) только из одной ветви, которая в данный момент времени является основной.
Наличие в ВК устройств внутрисистемной связи обес печивает доступ процессора одной ветви к оперативным и постоянным ЗУ другой ветви. Аналогично назначение межканального адаптера, через который организуется взаимодействие между устройствами ввода-вывода и процессором, находящихся в различных ветвях. Пере крестные связи внутри ВК позволяют получать различ ное сочетание работающих устройств при выходе из строя отдельных модулей комплекса. Например, возмож на работа одного процессора на две ветви оперативных ЗУ, двух процессоров на общую ветвь ЗУ, двух процес соров и одного комплекта устройств ввода-вывода и т. д. Такие возможности значительно повысили надежность функционирования ВК в целом. Расчеты показывают, что число часов наработки на отказ ВК системы «Си рена» составляет 32 000 ч. В то же время возможность сравнения результатов обработки.информации в отдель ных ветвях гарантирует появление не более одной иска женной заявки на 1010 обработанных заявок.
В ы ч и с л и т е л ь н ы е к о мп л е к с ы , |
п о с т р о е н |
ные н а б а з е м о д у л е й А С В Т - М. |
Как уже гово |
рилось выше, все устройства, входящие в АСВТ-М, по строены на микроэлементах, что значительно уменьшило их габариты и увеличило надежность. Так, например,
147
ЛйнеинЫе размеры Шкафа, в состав которого входят ба зовый процессор М-6000, оперативное ЗУ на 8 кбайт и блоки питания 1600X612X650 мм. Габариты самого про цессора — 590X518X200 мм.
Взависимости от назначения модули АСВТ-М объ единены в следующие'Группы:
—устройства центральной части ЭВАЙ;
—устройства ввода-вывода;
—устройства связи с объектом;
—устройствасогласователи.
Всостав центральной части АСВТ-М входят: процес сор М-6000, оперативное и постоянное ЗУ, устройства, позволяющие выполнять дополнительные операции, и ка налы для межмашинного обмена информацией. Модули центральной части ЭВМ, как и модули, входящие в со став других групп, имеют принятые в АСВТ-М условные обозначения. Процессор М-6000 (условное обозначение СПр) представляет собой универсальную упрощенную
малогабаритную ЭВМ, выполняющую арифметические и логические операции над информацией и управляю щую процессами ее ввода и вывода. Длина' машинного слова составляет 18 разрядов, из которых 16 использу ются для записи команд, адресов и операндов, а два — для контроля правильности выполнения операций. Мак симальное быстродействие процессора при операциях, требующих обращения к оперативному ЗУ, составляет 200 000 операций/с. Скорость работы значительно повы шается при выполнении операций, не требующих обра щения к оперативной памяти, например, при пересылке информации из регистра в регистр, циклических сдви гах, сравнениях содержимого одного регистра с содер жимым другого и т. д. Такие операции называются без адресными и скорость их выполнения доходит до
1800 000 операций/с.
Непосредственно к процессору М-6000 можно одно временно подключать до восьми устройств ввода-вывода, до двух каналов межмашинного обмена, до трех расши рителей ввода-вывода и до четырех блоков оперативной памяти общей емкостью не более 65 536 байт. Принцип подключения к процессору М-6000 устройств ввода-выво да показан на рис. 2.44.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) ком понуется из блоков’ емкостью 4096 слов. В минимальную камплектацию центральной части ЭВМ входит один блок ОЗУ. При необходимости может быть установлен
на
еще один счетверенный блок |
О ЗУ |
общей емкостьй |
||
16 384 слова. Цикл обращения ОЗУ |
равен 2,5 |
мке, |
что |
|
'позволяет осуществлять до 400 000 обращений/с. |
пополь |
|||
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) |
||||
зуется для хранения программ, констант и т. |
д. |
Его |
||
Сопряжение |
Зля под |
|
|
|
клю чения канилод |
|
|
|
|
Рис. 2.44. Схема подключения к процессору М-6000 у ст,рой.ст.в в вод а-вывода
максимальная емкость составляет 16 384 16-разрядных слов. ПЗУ состоит из блоков емкостью но 2048 машин ных слов.
Расширитель арифметический (РА), подключенный к арифметическому 'устройству процессора, позволяет вы полнять операции умножения, деления и сдвигов чисел схемным путем. В основную комплектацию процессора РА не входит, и указанные выше операций реализуются программным путем, .на что затрачивается довольно мно го времени.
449