книги из ГПНТБ / Дроздов Е.А. Основы построения и функционирования вычислительных систем

Внутренние и внешние счетчики времени в •большин­ стве случаев строятся как отдельные узлы, предназна­ ченные исключительно для счета времени. Основное от­

ные внешние абоненты посредством линий связи; кроме того, внешние счетчики работают сугубо автономно, т. е. их начальная установка не может осуществляться супер­ визором. Внутренние счетчики времени могут встраи­ ваться в каждый или любой процессор системы, причем

времени ограничивается только возможностями аппара­ туры и принятыми принципами организации управления внутрисистемными средствами.

Общие принципы построения аппаратных счетчиков времени мало отличаются для случаев их использова­ ния в качестве внешних или внутренних средств систе­ мы. Это позволяет рассмотреть их на примере обобщен­ ной схемы, включающей в свой состав основные состав­ ные части аппаратных счетчиков времени, фиксирующих двоичные коды.

Схема аппаратного счетчика времени приведена на рис. 4-17. Собственно счетчик состоит из четырех основ­ ных частей, что позволяет производить отсчет секунд, минут и часов. В случае необходимости отсчет времени может производиться с точностью до десятых долей се­

ла в последовательность импульсов осуществляется с по­

входного синусоидального сигнала через нуль с измене­ нием знака от минуса к плюсу [Л. 12]. Выходые сигналы нулевого детектора поступают на формирователь Ф, который обеспечивает выдачу на схему собственно счет­

190

дить с большой точностью, а аппаратурные затраты должны быть минимальными.

Подача импульсов на собственно счетчик времени производится через входной вентиль Во, управляемый процессором или блоком местного управления. Начало счета определяется моментом поступления на ßo перед­ него фронта управляющего сигнала УСо; счет прекра-

щается по окончании действия этого сигнала. Для умень­ шения погрешностей счета формирование переднего фронта УС0 синхронизируется сигналами, вырабатывае­

191

ресчета Ко = 50. Для его построения необходимо ис­ пользовать шесть триггеров со счетными входами.

новке его в некоторое начальное состояние. Если в оче­ редном цикле работы счет времени будет производиться обычным порядком, т. е. в прямом направлении, то до подачи сигнала УС0 предварительный счетчик устанав­

обозначены как СчС, СчМ и СчЧ соответственно. Счет­ чики секунд и минут полностью идентичны. Каждый из них включает в свой состав шесть триггеров со счетны­ ми входами, связанными между собой так, чтобы обес­ печить реализацию коэффициентов пересчета Ki — Kz — = 60. Счетчик часов составляется из пяти триггеров со счетными входами. Если не требуется формирование так

водится так, чтобы обеспечить реализацию коэффициен­

требований, которое должно учитываться при организа­ ции связей между триггерами для реализации необхо­ димых коэффициентов пересчета, является требование о естественном порядке изменения состояний счетчиков. Если это требование не выполняется, то код, формируе­ мый в счетчике времени, подлежит дополнительной об­ работке, что требует излишних затрат машинного вре­ мени.

Выдача кодов, сформированных в СчС, СчМ, СчЧ, осуществляется через группы вентилей Ві—ß3 в кодо­ вые шины КШ. Выделение трех автономных групп вен­ тилей позволяет производить контроль времени по лю­ бым из принятых единицам времени. В то же время это

192

УС2 и УС3 необходимо учитывать переходные процессы, происходящие в схеме при изменении состояний СчС, СчМ и СчЧ, так как съем данных в процессе изменения состояний счетчиков может привести к большим ошиб­

ние. После подачи сигнала УС0 начинается подсчет им­ пульсов, поступающих от ДСИ. В СчС, СчМ и СчЧ фор­ мируются последовательно возрастающие двоичные ко­ ды времени. Съем значений кодов осуществляется по специальным командам обращения к счетчику времени. Далее коды времени сравниваются с заданными кодами. При их равенстве, а также в случаях, когда текущее значение кода времени превышает заданное, произво­ дятся необходимые действия по переключению выпол­ няемых программ и осуществляется остановка счетчика времени путем прекращения действия сигнала УСо. Очевидно, что при указанной организации работы счет­ чика времени затрачивается дополнительное время на сравнение текущих и заданных кодов; но сам счетчик может быть простым, так как в этом случае необходимо обеспечить счет только в прямом направлении.

Упрощение действий по переключению выполняемых программ достигается тогда, когда счетчик времени строится по принципам построения реверсивных счетчи­ ков и связывается с системой прерываний и приорите­ тов при соответствующей организации работы в процес­ се счета времени. В этом случае СчС, СчМ и СчЧ долж­ ны иметь группы входных вентилей и специальные схемы анализа состояний триггеров; схемы анализа обыч­ но составляют основу датчика сигналов прерываний по

тельных устройств определяется, главным образом, воз­ можностями используемых комплексирующих устройств.

Общая схема многомашинной системы, основу кото­ рой составляют ЦВМ, используемые автономно, при­ ведена на рис. 4-18. Объединение отдельных ЦВМ со­ гласно этой схеме осуществляется посредством устройств комплексирования машин УКМ. Общее количество комплексируемых машин обычно не больше восьми, т. е. k^z8. Каждое устройство комплексирования, кроме со­ ответствующей ЦВМ, связано с магистралями обмена и

и управляющих сигналов. Использование в системе не­ скольких магистралей позволяет производить одновре­ менный обмен информацией между различными парами ЦВМ.

Каналы сопряжения представляют собой, как прави­ ло, обычные селекторные или в отдельных случаях мультиплексные каналы. Их общее количество m опре­ деляется количеством групп дополнительных внешних устройств ВнУ типа накопителей на магнитных бараба­ нах и дисках, подключаемых к ЦВМ посредством устройств комплексирования; обычно m ^ 4 , а в каж­ дую группу входит не более шести ВнУ. По схеме, ана­ логичной рассматриваемой, предусмотрено комплексирование машин типа «Урал-11».

Устройства комплексирования обеспечивают обмен информацией либо между ЦВМ и соответствующими внешними устройствами через каналы сопряжения, либо между двумя ЦВМ через магистрали обмена. В случае установления связи между двумя ЦВМ одна из них является ведущей, или инициатором обмена, а вторая — ведомой, или абонентом. Одно устройство комплексиро­ вания может связываться в данном цикле работы через соответствующее УКМ только с одним абонентом. При этом любая из комплексируемых машин может быть как инициатором, так и абонентом; для сокращения за­

устройство комплексирования должно формировать сиг­ налы прерываний, следующие от ЦВМ (и) к ЦВМ (а).

196

Обмен информацией между двумя ЦВМ может осу­ ществляться в двух режимах: режиме пословного обмена и режиме группового обмена. При работе в первом ре­ жиме отдельные слова передаются между процессором

остановка работы соответствующего процессора. Заяв­ кам на различные виды обмена присваиваются постоян­ ные уровни приоритетности, причем команды-заявки на пословный обмен имеют всегда более высокий уровень по отношению к командам-заявкам на групповой обмен.

Вариант структурной схемы устройства комплекси­ рования представлен на рис. 4-19. Согласно этой схеме в устройстве выделено шесть основных блоков, реали­

197

кретизации цепей подключения блоков устройства к обслуживаемой им ЦВМ в последней выделены ариф­ метическое устройство АУ, устройство управления УУ и оперативное запоминающее устройство ОЗУ. Блок ре­

прерываний и приоритетов обслуживаемой ЦВМ и фик­ сации обнаруживаемых ошибок при передачах инфор­ мации и отказах отдельных узлов.

Главные функции устройства комплексирования ре­ ализуются блоками связи, обращений, обмена и блоком команд. Блок связи является основным органом по организации подключения У КМ к магистралям обмена и формированию соответствующих управляющих сигна­

пающих из обслуживаемой ЦВМ или из ЦВМ, стано­ вящейся инициатором обмена. Некоторые управляющие цели блока связи непосредственно подключаются к со­ ответствующим шинам магистралей для обеспечения по­ сылки запросов на установление связей с другими ЦВМ и восприятия аналогичных запросов от других ЦВМ систе­ мы. Блок связи участвует также в пословном обмене меж­ ду оперативной памятью ЦВМ (а) и арифметическим устройством ЦВМ(и). Блок обращений участвует в вы­ полнении операций обмена информацией и обеспечивает в необходимых случаях приостановку работы процессо­ ра обслуживаемой ЦВМ. Блок обмена реализует, в ос­ новном, операции группового обмена информацией, а блок команд формирует управляющие слова и сигна­

лям обмена, схемы формирования и выдачи адреса для оперативной памяти ЦВМ (а) при пословном обмене, схемы формирования и выдачи слова, передаваемого из АУ ЦВМ (и) в оперативную память ЦВМ (а), схемы приема и выдачи в АУ ЦВМ (и) слова, затребованного

198

по выданному адресу из оперативной памяти ЦВМ (а). В состав этого блока входят еще триггерные регистры, один из которых служит для размещения номера або­ нируемой ЦВМ, а также схемы и цепи управления.

ЦВМ, прием номера абонируемой машины из магистра­ лей обмена, сравнение номеров и выдачу в магистраль ответного сигнала на запрос об абонировании при сов­ падении сравниваемых номеров. Эта группа схем непо­ средственно участвует в установлении связи между ЦВМ, обслуживаемой данным устройством комплексирования, и любой другой ЦВМ системы, являющейся инициатором обмена. Вторая группа схем служит для формирования управляющих сигналов, в том числе сиг­ налов на приостановку работы процессора обслуживае­ мой ЦВМ на время обмена. Третья группа схем форми­ рует адреса для оперативной памяти обслуживаемой ЦВМ и слова, записываемые по этим адресам. Иначе говоря, эта группа схем блока обращений обеспечивает запись в ОЗУ ЦВМ отдельных слов и массивов слов, поступающие как из магистралей обмена, так и из ка­ налов сопряжения, подключенных к устройству комплексирования.

Основные схемы блока обмена служат для управле­ ния передачей массивов слов между оперативной па­

чиков увеличивается на единицу, поэтому схема сравне­ ния при занесении в регистр конечного адреса соответ­ ствующего кода имеет возможность выработать сигнал о завершении группового обмена. Машинные слова, по­ ступающие в рассматриваемый блок из ОЗУ обслужи­ ваемой машины, фиксируются в отдельном регистре и выдаются для передачи в магистраль через блок связи. Передача слов в каналы сопряжения осуществляется непосредственно из блока обмена. В случае обратного потока информации при групповом обмене слова, по­ ступающие из магистрали, передаются в ОЗУ обслужи-

199