книги из ГПНТБ / Основы вычислительной техники учебник

дисков — 7.25 Мбайт, скорость 'обмена информацией между НМД и -оперативной 'памятью — 156 кбайт/с.

Устройство управления НМЛ ЕС-5511 .предназначено для управления .обменом и'Н!формamineй между процессором и нако­ пителями. К нему может быть подключено до 8 НМЛ. К устрой­ ству управления могут подключаться .два капала различных ЭВМ, с каждым ив которых оно работает последовательно. Оно обеспечивает разносторонний .контроль обрабатываемой инфор­ мации w работы оборудования.

Устройство управления НМД ЕС-5551 обеспечивает обмен информацией между процессорам и НМД. К нему может быть подключено да 8 НМД. Устройство может работать на два канала разных машин. В машине ЕС-1020 устройство управле­ ния НМД .подключается к селекторному каналу. Обмен дан­ ными с каналом осуществляется только в .монопольном режиме. Устройство обеспечивает разносторонний контроль передавае­ мой информации и работы оборудования.

Устройство ввода с перфокарт ЕС-6012 обеспечивает .поко­ лонный ввод информации с 80-колонньих перфокарт со скоростью

500 ка-рт/ми-н.

Устройство ввода с перфоленты ЕС-6022 предназначено для ввода информации с 5-, 6-, 7-, 8-дорожечных перфолент со ско­ ростью 1500 стро-к/.с.

Устройство вывода на перфокарты ЕС-7010 обеспечивает вывод информации из процессора на 80-колюнные перфокарты со скоростью 160 карт/мин1. Устройство имеет буферную память емкостью 256 байтов, которая подключается к каналу на время записи ■информации. После заполнения буферной памяти ЕС-7010 отключается от канала и производится перфорация карты независимо от работы процессора. В ЕС-7010 .предусмот­ рен аппаратный контроль на четность побайтно три передаче информации из процессора через буферную память на перфо­ ратор. После перфорации производится контрольное чтение отпеофар.ираваннои карты.

Устройство вывода на перфоленту- ЕС-7022 л-редназначено для вывода информации из процессора .на 8-дорожечную пер­ фоленту со скоростью до 150 строк/мин. В -устройстве преду­ смотрен контроль на четность. .

Алфавитно-цифровое печатающее устройство АЦЛУ-йВД-б с блоком управления ЕС-7030 обеспечивает печать информации со -скоростью 650-—890 строк/мин. АЦПУ имеет буферную па­ мять емкостью 128 байтов (одна строка). После заполнения буферной памятипечать производится независимо от-работы процессора.' Скорость приема данных' а буфцрную память — 100 кбайт/с. В АЦПУ 1предусмотрен йппараттый контроль на четность при передаче информации .из процессора в буферную память и из буферной памяти на печатающее устройство.

5 2 0

Пишущая машинка .с блоком управления ЕС-7070 предна­ значена для организации .обмена информацией оператора с процессором. Она 'содержит пульт оператора, на «отаром рас­ положены органы управления « индикации. ЕС-7070 может ра­ ботать в мультиплексном иг монопольном режимам. Машинка обеспечивает ввод информации в процессор со скоростью до 10 символов ,в секунду, прерывание выполнения текущей про­ граммы, прием информации .из процессора ц .печать .в два цвета на бумажной ленте любого из 93 печатаемых символов со ско­ ростью до 10 знаков в секунду.

Устройство .подготовки данных на -перфокартах ЕС-9010 предназначено для нанесения и расшифровки информации на 80-колон.ных перфокартах. Пробивки на картах наносятся в принятых в ЕС ЭВМ кодах. Устройство может работать в двух режимах: с программным управлением и без программного управления. При работе с программным управлением в зонах ручной работы 'информация вводится -оператарам с клавиатуры; в зонах автоматической работы устройство работает без вме­ шательства человека. При -работе без п.ропраммного управления «се 'виды операции производятся по командам, задаваемым оператором вручную. Скорость ручной перфорации— 15 коло­ нок в секунду.

Устройство подготовки данных -на .перфоленте ЕС-9020 обес­ печивает нанесение алфавитно-цифровой -информации на перфо­ ленту, печать перфорируемой информации на бланке, контроль информации на перфоленте, р.аопечатку информации с перфо­ ленты -на бланк, репродуюцию -перфоленты, сравнение двух пер­ фолент. В устройстве осуществляется контроль по четности и предусмотрен режим исправления ошибок оператора. Перфо­ рируемая информация набирается на клавиатуре пишущей ма­ шинки.

Вычислительная машина ЕС-1030. Машина ЕС-1030 пред­ назначена для решения широкого круга научно-технических и информационно-логических задач в научных и .-проектных орга­ низациях, государственных учреждениях, .вычислительных цент­ рах, а также в автоматизированных системах управления.

Она рассчитана на кр'утлооуто1Ч1нуго непрерывную работу в ста1Циоиа|рных помещениях. Среднее время безотказной рабо­ ты — не менее 1000 часов. Гарантийный срок службы— 10000 ча­ сов в течение 5 лет эксплуатации.

Машина ЕС-1030 имеет более высокую, чем ЕС-1020, ско­ рость .работы процессора .и каналов и позволяет обеспечить сов­ мещенную. с вычислениями в .процессоре работу большего числа внешних устройств. Это достигается за счет увеличения разряд­ ности- .•арифметико-логического устройства -и основной памяти, до 4 байтов, повышения быстродействия постоянной памяти микро­ программного управления, местной памяти процессора и памяти

521

мультиплексного канала и более .плотного насыщения микро- операния.ми исполь'З'уемьпх миюрокоманд .

В состав стандартной конфигурации' -ЕС-1030 входят: . про­ цессор, оперативная та,мять, -мультиплексный канал, три се­ лекторных канала, четыре накопителя на матнитной ленте, два накопителя на сменных магнитных дисках, -устройство управ­

и перфоленту, АЦПУ, пишущая манишка, устройства подготов­ ки данных на перфокарты и перфоленту. Структурная схема ЕС-1030 приведена на рис. 18.18.

Рис. 18.18.

Процессор ЕС-2030 обеспечивает выполнение всех арифме­ тических, лопических операций -и операций управления. В про­ цессоре используются самостоятельные аппаратные блоки для обработки двоичных и десятичных операндов и логической ин­ формации. В состав процессора (р-ис. 18.19) входят: арифмети­ ко-логическое устройство, местная память 'Процессора, устрой­ ство управления, блок управления оперативной памятью (БУОП), блок управляющих регистров (БУРг).

Арифметико-лоническюе устройство основано на 4-байтовом двухвходовом комбинанионном сумматоре с .групповым пере­ носом, обеспечивающем выполнение суммирования за 0,6 мкс, что соответствует одному циклу памяти устройства управления. Полный цикл АЛУ, включающий в себя пересылку информации из одного из регистров процессор а в сумматор и получение

522

СуМмУ 6 выходной регй'стрё АЛУ, занимает два Цикла лбстояй-' ной ламяти, т. е. 1,2 -mikic. Структура микрокод!анды ЕС-'ЮЗО позволяет задать на выполнение в данном цикле до 13 микро­ операций. Микрокоманда обеспечивает одновременную провер­ ку нескольких условий перехода, что позволяет осуществлять ее ветвление до 64 направлений. Обращение АЛУ к опера­ тивной памяти организовано схемно с чередованием запросов с интервалом, равным 1,8 мисс.

От камиоЗ

Р.кс. 18.19.

Блок микропрограммного управления осуществляет управле­ ние всеми операциями, включая и обработку прерываний. Исключение составляют операции ввода—вывода, выполнение которых обеспечивается аппаратными средствами каналов. Мик­

Постоянная память ЕС-1030 построена на ферритовых Е-образ- ных сердечниках, составленных пз пар П-образных сердечни­ ков. Запись микрокоманд осуществляется ,при прошивке сердеч­ ников проводом считывания.

Местная память процессора объемом 64 .машинных слова длительностью по 4 байта используется для хранения операндов и .промежуточных результатов, используемых при выполнении ближайших команд. В местной памяти размещаются также 16 регистров общего назначения .и 4 регистра с плавающей за­ пятой. Местная память выполнена на цилиндрических магнит­ ных пшенкаxi и имеет цикл обращения 0,6 мкс.

Блок управляющих регистров имеет в своем составе регистр состояния процессора, регистры фиксации ошибок и причин прерывания и схему определения приоритета запросов на пре­ рывание. При прерываниях программы состояния соответотвую-

523

щш регистров запоминаются в оперативной .памяти, что .позво­ ляет в дальнейшем восстановить прерванную программу.

Блок управления оперативной памятью выполняет обработку запросов оперативной '.памяти, устанавливает очередность нх вьшолне-ния в соответствии с установленным порядком '.приори­ тетов и обеспечивает защиту оперативной памяти от ошибочных обращений.

■В.процессоре ЕС-1030 используется принцип защиты ,по клю­ чам. Для хранения ключей защиты используется память защиты емкостью 256 однобайтовых слов с циклом 1 мне, выполненная на .цилиндрических магнитных пленках.

Оперативная память ЕС-3203 машины выполнена ,в виде двух совершенно идентичных ,по своему составу, техническим характеристикам и. принципу действия блоков емкостью по 12S кбаптов каждый, объединенных ,в одну стойку. В качестве запоминающих элементов используются ферритовые сердечники 5ВТ диаметром 0,6 мм, обеспечивающие работу оперативной памяти с циклом обращения, .равным 1,25 .мисс.

Оперативная намять позволяет производить заверь инфор­ мации полным словом или побайтно, считывание и выдачу ин­ формации в процессор — полным словом, прерывание режима записи и переход в режим считывания — по сигналу из про­ цессора, диагностический режим работы.

Каналы ЕС-4430 обеспечивают связь рвзи-гатииных внешних устройств с процессором и оперативной памятью: Все связи с внешними устройствами производятся через стандартный ин­ терфейс. Конструктивно мультиплексный н селекторные каналы объединены в типовой стопке. Значительная часть аппаратуры каналов, непосредственно взаимодействующая с оперативной памятью, объединена в общий канал ввода—вывода. Общий канал коммутирует передачу информации и адресов из всех ка­ налов для обращения к оперативной памяти, обеспечивает пере­ дачу информации между оперативной памятью и внешними уст­ ройствами и передает в каналы управляющую информацию из процессоре.

Мультиплексный .канал может иметь до 256 под,каналов и работает в мультиплексном и монопольном режимах. Скорость передачи данных в монопольном режиме — 300 кбайт/с, в муль­ типлексном — 40 кбайт/с. Мультиплексный канал имеет собст­ венную намять емкостью 1024 .слова по 36 .разрядов с циклом обращения 1 мкс, выполненную на тонких цилиндрических плен­ ках. Она используется для хранения адресной, управляющей и передаваемой информации при работе процессора с внешними устройствами, обслуживаемыми каналом.

524

М а те м а ти ч е ско е обеспечение Е С Э В М

Единая система электронных вычислительных машин имеет 'мощное математическое обеспечение. Под .математическим обеслеченлем понимается совокупность программ -и структурных средств, с помощью которых обеспечивается организация вы­ числительного процесса и общение между машиной и пользо­ вателем.

Вся совокупность программ математического обеспечения ЕС ЭВМ делится на три .прушы (рис. 18.20): >

—опер ащтонные системы (ОС);

—комплексы программ технического обслуживания;

—пакеты .прикладных программ (П1П1П).

Рис. 18.20.

Операционная система обеспечивает взаимодействие машины с оператором и пользователем, распределение работы и ресур­ сов ЭВМ между отдельными задачами пользователями и устрой­ ствами. Кроме этого, операционная система позволяет в прин­ ципе осуществить режим с разделением времени и многопро­ цессорную обработку информации.

Вычислительные машины Единой системы различаются ме­ жду собою комплектом технических средств, емкостью опера­ тивной и внешней памяти, применяемым режимом отработки информации. Чтобы удовлетворить всем этим требованиям, опе-

525

рационная система составлена из нескольких достаточно само­ стоятельных модулей, которые компонуются для каждой кон­ кретной конфигурации машин в соответствующую разновидность ОС, наиболее полно удовлетворяющую конкретным требованиим и ограничениям. Процесс •компоновки модулей называется ге­ нерацией операционной системы. Генерация выполняется автоадэтически при 'изменении режима работы или конфигурации вы­ числительной системы.

Программная совместимость машин Единой системы 'позво­ ляет в принципе’ использовать единую операционную систему для всех моделей ЕС ЭВМ. Однако 'Имеющиеся различия в машинах! Единой системы и стремление использовать операци­ онную систему наиболее эффективно обусловили необходимость иметь в составе ЕС ЭВМ четыре операционных системы; ОС-10 ЕС, МОС ЕС, ДОС ЕС и ОС ЕС.

Операционная система ОС-10 ЕС используется в мини-ЦВМ ЕС-1010. Эта машина имеет специальный состав простых Команд. Полный набор команд интерпретируется программным и микропрограммным способами.

Малая операционная система (МОС ЕС) попользуется в машине ЕС-1021, в которой применяется специальный состав управляющих команд.

Для машин ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050 разработано две операционные системы: дискован операционная система (ДОС ЕС) и1операционная система (ОС ЕС). Дисковая система

ЕС-1050 при наличии их в составе оперативной памяти емкостью более 128 кбайтов.

Операционные системы построены «открытыми», т. е. они допускают введение в них новых программ при изменении тех­ нических средств ЕС ЭВМ. При необходимости можно расши­ рить функциональные возможности и самой операционной сис­ темы от обесценить мультитопрам-мный, многопроцессорный и ■мототсистемный режимы работы, работу в реальном масштабе времени и с разделением времени.

Операционные системы ОС ЕС и ДОС ЕС включают в свой состав (рис. 18.21) управляющие, обрабатывающие программы от лрограммы. вап исэнные пользователями.

Управляющие программы выполняют функции управления работой обрабатывающих .от прикладных программ и предостав­ ления им необходимых средств машины. Функции управления можно разделить на управление заданиями, задачами, данными и восстановлением, системы.

Чтобы обеспечить выполнение на машине некоторой работы,

526

других и не может .повлиять на их выполнение. Независимость заданий создает возможность параллельного их выполнения.

Рис. 18.21.

Задание описывается с помощью управляющих операторов, определяющих' номер, шифр, начало и конец задания, название программы, которая должна быть выполнена, ,в т. д. Несколько заданий группируются в пакет, который образует входной по­ ток заданий. По усмотрению программиста сложное задание может быть разделено на несколько шагов, которые выполня­ ются последовательно. При этом выполнение очередного шага может зависеть от успешного выполнения предшествующих шагов.

Авто,магическая обработка заданий производится <с по­ мощью .программы управления заданиями. Она организует при­ ем заданий, очередность их выполнения, считывание заданий из потока и их контроль, подготовку запрашиваемых программ

квыполнению, распределение устройств ввода—вывода и т. п. Каждый очередной шаг задания воспринимается управляю­

щей программой как задача, т. е. как работа, которая должна быть выполнена программой, указанной в рассматриваемом шаге задания. Для решения задачи операционная система долж­ на выделить ей необходимые ресурсы: необходимый объем оперативной и внешней памяти, устройства ввода и вывода, время работы процессора и т. Д.

5 2 7

Задача может решаться в однопрограммном .пли мультнп.рограм.мном режиме. В однопрограммном режиме машина решает только одну задачу, н все ее ресурсы находятся в распоряже­ нии этой задачи. В 'мультипрограммном режиме одновременно решается несколько задач, поэтому ресурсы машины п время ра'боты процессора распределяются между всеми решаемыми задачами.

■Выполнение задач обеспечивает программа управления за­ дачами, основой которой является супервизор. Структура, функ­ ции и состав супервизора зависят от режима работы машины, характера решаемых задач и определяются при генерировании операционной системы. Обычно на супервизор возлагаются обработка прерываний, передача управления модулям задачи, завершение задачи in обеспечение службы времени.

Программа управления данными предназначена для эффек­ тивного планирования и управления обменом данными между оперативной памятью и внешними устройствами машины. Она дает возможность пользователю организовать способы доступа к данным, не зависящие от типа устройств, в которых разме­ щаются эти данные.

К обрабатывающим программам относятся трансляторы с основных языков и сервисные программы. Обеспечение высокой производительности труда программиста н удобство его работы достигаются включением в операционную систему наиболее употребительных языков программирования, к которым можно отнести АЛГОЛ, КОБОЛ, ФОРТРАН, РПГ, ПЛ-1, Ассемблер (автокод).

Сервисные программы служат для выполнения функций, ча­ сто встречающихся при обработке данных: редактирование, сортировка, пересылка из одного внешнего ЗУ в. другое п т. д.

Комплекс программ технического обслуживания содержит теот-шро.граммы (проверочные программы), работающие под управлением операционной системы, и самостоятельные теетпроприммы. По функциональному назначению тест-программы делятся на наладочные, проверочные щ диагностические.

Наладочные тесты разработаны для .процессоров, оператив­ ной памяти, мультиплексного и селекторных каналов, внешних ЗУ, устройств ввода и вывода и являются самостоятельными программами, выполняемыми без операционных систем. Нала­ дочные тест-пропраммы служат для проверки 'устройств в про­ цессе наладаи.

.Проверочные и диагностические тест-програм1мы используют­ ся для проверки машины в целом и для обнаружения неисправ­ ностей в процессе эксплуатации. Они работают под управлением специальной п.рог.раммьнмо1нитор.а, входящей в состав опера­ ционной системы. Монитор осуществляет овязь с оператором,

528

обработку прерываний по контролю, печать сообщении об ошибка* и т. д.

Пакет прикладных программ представляет собой функцио­ нально законченный комплекс программных средств, ориенти­ рованный на решение определенного класса задач. Он предназ­ начен для решения типовых научных, экономнчеок>И1Х, инженернотехнических, управленческих и других задач, для обеспечения работы машин ЕС ЭВМ в реальном масштабе времени, с раз­ делением времени и других режимах.

По мере расширения .применения ЕС ЭВМ архив пакетов прикладных программ будет непрерывно увеличиваться, что позволит составлять основной объем рабочей программы на основе имеющегося в распоряжении программиста пакета при­ кладных программ.