программы производится только после довыполнения команд прерываемой программы и выполнения некото рых дополнительных условий.
При выполнении любой последовательности команд осуществляется их обработка, сводящаяся к упорядоче нию их продвижения по блокам процессора, что, в ко нечном итоге, приводит к упорядоченной реализации операций различных видов. Обработка, как предвари-
|
Cr Л |
6Л ТО |
|
Г |
|
|
|
вбЧ>й 6№У |
вДУ-t вДУ-2 |
|
Рис. 7-10. |
Схема обработки команд. |
тельное действие, заканчивается выработкой сигналов, снимающих запрет на передачу команды в соответству ющее устройство для ее реализации. Кроме того, при обработке устанавливается возможность передачи опе рандов и адресов по прямым каналам или через буфер ную регистровую память.
Общая схема обработки команд приведена на рис. 7-10. Команды последовательно вводятся в регистр команд РгК, состоящий из четырех частей, каждая из которых обеспечивает размещение половины машинного слова. Содержимое каждой части последовательно ана
лизируется схемой |
анализа СхА. Так |
как |
регистр |
команд является циклическим, то обеспечивается |
анализ |
команд переменной |
длины. Необходимые |
части |
команд |
и соответствующие сигналы |
направляются в блок фор |
мирования адресов |
БФА, основу которого |
составляют |
узлы модификации |
адресов; |
одновременно |
в УОЗУ вы |
даются соответствующие информационные или управ ляющие сигналы. Запросные сигналы от АУ-1 и АУ-2 поступают на блоки анализа регистровой памяти операн дов БА РПО и регистровой памяти кодов операций БА
РПКОп, Эти блоки, взаимодействуя со схемой анализа, определяют возможность размещения новой информации в РПО и РПКО. Операционная часть команд из СхА направляется в блок анализа типа операций, из кото рого препровождается либо в АУ-1, либо в АУ-2. По ре зультатам анализа данной команды в СхА формируются сигналы, по которым снимается запрет на передачу но вой информации в блоки и устройства центрального про цессора.
Построение арифметических устройств. В составе цен трального процессора системы ІВМ-360/91 имеется два арифметических устройства, одно из которых предназна чено для выполнения операций над числами с фиксиро ванной запятой, а второе — для выполнения операций над числами с плавающей запятой. Первое АУ построе но по обычной схеме, так как алгоритмы операций с фи ксированной запятой являются достаточно короткими и время их реализации обеспечивает выполнение команд практически за один машинный цикл. Выполнение опе раций над числами с плавающей запятой требует зна чительно большего времени, поэтому АУ-2 построено по блочной схеме с разделением функций отдельных блоков по реализуемым операциям. Основных блоков в составе АУ-2 три: это командный блок, блок сложения-вычита ния и блок умножения-деления.
В командном блоке выполняются" команды, связан ные с выборкой кодов из регистровой памяти или их записью. В блоке сложения-вычитания выполняются пе ресылочные операции, сложение и вычитание без норма лизации результата, сложение и вычитание с нормали зацией результата, а также сравнение и деление на два. В блоке умножения-деления выполняются только опе рации умножения и деления чисел. Разделение АУ на блоки по функциональным признакам и использование специальных алгоритмов обеспечивает выполнение сло
жения за два машинных цикла, т. е. за 120 нсек, |
умно |
жения— за шесть машинных циклов, т. е. за 360 |
нсек, и |
деления — за |
18 машинных циклов, |
т. е. за 1,08 |
мксек. |
Дополнение |
блоков АУ-2 регистровой |
памятью и некото |
рое увеличение аппаратурного состава их операционных частей для параллельного выполнения операций позво
ляет уменьшить |
время выполнения операций |
сложения |
и умножения в |
2 раза, а время выполнения |
операции |
деления - в 1,5 |
раза. |
|
Организация запоминающих устройств. Запоминаю щие устройства системы ІВМ-360/91 построены так, что бы обеспечить максимально возможное удовлетворение требований по поддержанию непрерывного потока ин формации как в обрабатывающих, так и управляющих каналах. Для этого все ЗУ разделены по трем иерархи ческим уровням при использовании автономных блоков управления. Выделяются три основных уровня запоми нающих устройств:
основное оперативное запоминающее устройство ООЗУ;
дополнительное оперативное запоминающее устройст во ДОЗУ, обладающее тем же быстродействием, что и ООЗУ, но имеющее большую емкость;
внешние запоминающие |
устройства |
ВЗУ. |
ООЗУ |
|
ДОЗУ |
I |
I |
J |
J |
L |
|
|
7 . - - J F |
У0.3У |
|
УЗУ |
X |
о |
ЦП
Рис. 7-11. Структура запоминающих устройств.
Управление запоминающими устройствами осуществ ляется с помощью двух специальных блоков управле ния: УОЗУ — д л я ООЗУ и УЗУ — д л я ДОЗУ, ВЗУ, а также периферийных устройств ввода и вывода ин формации.
Структура и схема связей запоминающих устройств показаны на рис. 7-11. Из ряда автономных модулей со
|
|
|
|
|
стоят ООЗУ |
и ДОЗУ |
(соответственно из п и k модулей, |
причем k>n). |
Очевидно, что центральный процессор ЦП |
имеет |
возможность |
непосредственного |
обращения |
к ДОЗУ, |
однако цепь |
связи в этом случае |
длиннее, чем |
при обращении к ООЗУ, так как включается дополни тельно еще один блок управления — УЗУ. Отметим, что блок УОЗУ имеет непосредственную связь с инженерным пультом ЦПУ; это позволяет осуществлять непосредствен-
пый контроль работы ОЗУ и проведение оперативных диагностических работ. Для согласования скоростей ра боты различных устройств в ООЗУ и ДОЗУ обеспечи вается скорость потоков информации до 17210е байт/сек при использовании автономных информационных кана лов для всех блоков ОЗУ.
Поддержание непрерывности потоков информации при обращениях к основной оперативной памяти в основ ном является функцией блока УОЗУ. Он состоит из ряда узлов регистровой памяти со схемами сравнения, при чем регистровая память построена по принципам стеко вой памяти, схем выработки управляющих сигналов, или схем управления, и ряда дополнительных узлов.
Защита оперативной памяти в рассматриваемой си стеме производится по ключам. Как и в общем случае, она заключается в блокировании определенных полей ООЗУ от непредусмотренной записи или считывания. Защита обеспечивается для страниц, емкость каждой из которых равна 2 048 байтам; для страниц предусматри вается использование четырехразрядных ключей. Испол нение каждого обращения к ООЗУ начинается с выбор ки соответствующего адресного ключа и сравнения его с ключом, сформированным в источнике запроса. При
несовпадении ключей |
операция |
обращения |
к ООЗУ |
за |
прещается. Запоминание кодов |
ключей осуществляется |
в блоке управления |
основной |
оперативной |
памяти |
си |
стемы. |
|
|
|
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Батанист М. Л., Шехтман Л. М., Шлиомович Е. М. Много пультовая вычислительная машина.— «Вопросы радиоэлектроники»
серия V I I , ЭВТ, 1970, вып. 2.
2.Бертэн Ж., Риту М., Ружие Ж . Работа ЭВМ с разделением времени. Перевод с франц. под ред. Лаврова С. С. М., «Наука», 1970.
3.Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. М., «Наука»,
1968.
4.Бусленко Н. П. К теории сложных систем.—«Известия АН
СССР. Техническая кибернетика», |
1963, № |
5. |
5. Бусленко Н. П., Юркевич |
О. М. Об операциях над агрегата |
ми в сложных системах.— «Известия АН |
СССР. Техническая кибер |
нетика», 1964, № 2. |
|
|
6.Бусленко Н. П., Шрейдер Ю. А. Метод статистических испы таний. М., «Физматгиз», 1961.
7.Васильев Б. В., Козлов Б. А., Ткаченко Л. Г. Надежность и эффективность радиоэлектронных устройств. М., «Советское радио», 1964.
8.Вентцель Е. С. Теория вероятностей. Изд. 3-е, М., «Наука»,
1964.
9. |
Вычислительная |
система |
ИБМ-360. Принципы работы. Перевод |
с англ. |
под ред. Штаркмана В. |
С. М., |
«Советское радио», 1969. |
10. |
Гнеденко Б. В., |
Беляев |
Ю. К., |
Соловьев А. Д. Математичес |
кие методы в теории надежности. М., «Наука», rl965.
41. Голубев-Новожилов Ю. С. Многомашинные комплексы вы
числительных средств. М., «Советское |
радио», |
1967. |
12. |
Дроздов Е. А., Комарницкий |
В. А., Пятибратов А. П. Элек |
тронные |
цифровые |
вычислительные |
машины. |
М., Воениздат, 1968. |
13. |
Евреинов Э. |
В., Косарев Ю. |
Г. Однородные универсальные |
вычислительные системы высокой производительности. М., «Наука»,
1966. |
Б. Л., |
|
|
|
|
^— 14. Золотаревский |
Иванова В. С. Абонентская система.— |
\ «Вопросы радиоэлектроники», |
серия |
V I I , ЭВТ, 1970, |
вып. 5—6. |
г |
15. Каган Б. М., |
Каневский M . М. Цифровые |
вычислительные |
машины и системы. М., «Энергия», |
1970. |
|
|
16. Карлин С. Математические методы в теории игр, програм |
мировании и экономике. М., «Мир», |
1964. |
|
|
17.Килбурн Т., Ховарт Д., Пэйн Р. Программа супервайзер для машины АТЛАС.— Кибернетический сборник. М., Изд-во иностр. лит. 1963, № 6.
18.Карцев М. А. Вопросы построения многопроцессорных вычис
лительных |
систем.— «Вопросы радиоэлектроники», серия V I I , ЭВТ, |
1970, вып. |
5—6. |
19.Климов Г. П. Стохастические системы обслуживания. М., «Наука», 1966.
20.Колин К. К., Липаев В. В. Проектирование алгоритмов уп равляющих ЦВМ. М., «Советское радио», 1970.
21.Креденцер Б. П., Ластовченко M. М., Сенецкий С. А., Шишонок Н. А. Решение задач надежности и эксплуатации на универ сальных ЭЦВМ. М., «Советское радио», 1967.
22.Майоров С. А., Новиков Г. И. Структура цифровых вычисли тельных машин. М., «(Машиностроение», 1970.
23. Мельник Ю. Н. Организация обмена информацией между ЦВМ и абонентами с помощью специализированного внешнего вы
числителя.—«Вопросы радиоэлектроники», серия |
V I I , ЭВТ, 1970, |
вып. 5—6. |
|
24. Нечипоренко В. И. Структурный анализ и |
методы построе |
ния надежных систем. М., «Советское радио», 1968. |
|
25.Проектирование сверхбыстродействующих систем. Комплекс СТРЕТЧ. Под іред. Бухгольца В. Перевод с англ. под ред. А. И. Китова, М., «Мир», 1965.
26.Вычислительные машины с развитыми системами интерпре тации. Под ред. В. М. Глушкова. Киев, «Наукова думка», 1970.
27.Райл Б. Л. Мультипрограммная обработка данных.— В кн.:
Кибернетический |
сборник. М., Изд-во иностр. лит., |
1962, |
№ 5. |
28. Системы |
с разделением времени. Пер. с |
англ. |
под ред. |
Е.И. Яковлева, М., «Мир», 1969.
29.Ушаков И. А. Эффективность функционирования сложных систем.— В кн.: О надежности сложных технических систем. М., «Советское радио», 1966.
30.Хинчин А. Я. Работы по математической теории массового обслуживания. М., Фиэматпиз, 1963.
31.Шерр А. Анализ вычислительных систем с разделением вре мени. М., «Мир», 1970.
32.Шиханович Ю. А. Введение в современную математику. М., «Наука», 1965.
33.Шишонок Н. А., Репкин В. Ф., Барвинский Л. Л. Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники. М., «Советское радио», 1964.
34.Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля каче ства и надежности. М., «Советское радио», 1962.
35.Чуркин Э. М. Определение методом моделирования мини мального объема оперативной памяти управляющей машины. Докла ды 5-й Межвузовской конференции по физическому и математиче скому моделированию. МЭИ, 1968.
36.Юдин Д. Б., Гольштейн Е. Г. Задачи и методы линейного программирования. М., «Советское радио», 1964.
37. |
Розенберг В. Я., Прохоров А. И. Что |
такое теория массо |
вого обслуживания. М., «Советское радио», 1962. |
|
38. |
Флорес А. Программное обеспечение. Пер. с англ. под |
ред. |
В. М. Курочюина, М., «Мир», |
1971. |
|
|
39. |
Функциональная структура OS/360. Перевод с англ. под ред. |
В. С. Штаркмана. М., «Советское радио», 1971. |
|
|
40. |
Мультипроцессорные |
вычислительные |
системы. Под |
ред. |
Я.А. Хетагурова. М., «Энергия», 1971.
41.Барский А. Б. Автоматическое распределение работ между двумя вычислительными устройствами одинаковой производительно сти.— «Известия АН СССР. Техническая кибернетика», 1968, № 4.
42.Мацящик К., Поспелов Д. А. Оптимальное поярусное распре деление программ на параллельно работающих вычислительных устройствах.— В кн.: Сети передачи информации и их автоматиза ция. М., «Наука», 1965.
43.Швярц Е. Эвристический метод параллельного выполнения алгоритма с возможностью выбора машины.— «Экспресс-информа ция. «Вычислительная техника». М., 1965, № 16.
44.Окснер В. Р. Управление многомашинными системами.—
«Экспресс-информация. Вычислительная техника». М., 1966, № 21.
45.Пашкеев С. Д. Основы мультипрограммирования для специ ализированных вычислительных систем. М., «Советское радио», 1972.
46.Корбут А. А., Финкельштейн Ю. К). Дискретное программи рование. М., «Наука», 1969.
47.Шкурба В. В. Теория расписаний. Общие подходы и методы моделирования. Киев, Общество «Знание», 1964.
48.Greenberg H. Optimum test procedure under stress.— «Opera tions Research», 1964, v. 12, № 5.
49. |
The |
IBM System 360 Model 91. — «IBM J. Res. and Deve- |
lopm.» |
1967, |
v. 11, № 1. |
50.Hopgood F. R. Compiling techniques. New York, Macdona'd London and American Elsevier Inc., 1969.
51.Irons E. T., Feurzeig W. Comments on the implementation of
recursive procedures and bloks in Algol 60.— «CACM», 1961, v. 4, № 1.
52.Ramomoorthy С. V., Chandy К. M. Optimization of memory hierarchies in multiprogrammed system.— «J. Assoc. Comput. Mach.», 1970, v. 17, № 3,
53.Doig A., Land A. H. An automatic method of solving discrete programming problems.— «Econometrica», 1960, № 28.
54.Kerminghan B. W. Optimal sequential partitions of graphs.— «J. Assoc. Comput. Mach.», 1971, v. 18, № 1.
55.Fine G. H., Mclsaaks P. V. Simulation of a time — sharing system.—«Management Science», 1966, v. 12, № 6.
56.Schwartz J. I., Weissman C. The SDC time — sharing system revisited.— Pros. ACM, National Conference, 1967.
57.Ochsner B. P. Controlling a multiprocessor system. «Bell Labs. Ree», 1966, v. 44, № 2.
58. Karp R. M. A note on the |
application of |
graph |
theory |
to digi |
tal computer programming.— «Inf. |
and Control», |
1960, |
v. 3, № |
2. |
