книги из ГПНТБ / Нечаев А.Н. Устройство и работа электронных цифровых машин

д) выполнение арифметических и логических опера­

ций; е) выполнение арифметических и логических опера­

ций над группами информации; ж) постановка ленты внешнего запоминающего

устройства в позицию (поиск зоны).

Вспомогательные режимы работы задаются операто­ ром с пульта ручного управления. Они включают в себя:

управление работой машины (начальный пуск; оста­ нов машины с пульта; пуск машины после ее останова в процессе вычислений; контроль хода вычислений, одно­ тактный режим; последовательное выполнение команд программы по одному такту; выполнение программы с останова по контрольным сигналам; аварийные остано­ вы машины);

вмешательство оператора в ход вычислений: ввод чисел в арифметическое устройство для выполнения опе­ раций над ними; ввод чисел и команд для записи их в оперативном запоминающем устройстве; стирание ин­ формации, хранящейся в оперативном запоминающем устройстве; ввод с пульта команд в устройство управле­ ния для их выполнения.

Наладочные режимы работы также задаются с пуль­ та ручного управления машиной. В состав их входят: ре­ жим контроля оперативного запоминающего устройства и устройства управления; циклическая выдача двух ко­ манд; многократная выдача команды; изменение дли­ тельности основного такта работы машины.

Выполнение всех этих режимов реализуется схемами устройства управления. Ниже будут рассмотрены неко­ торые из них, используемые в трехадресных машинах (например, типа «Стрела»). Основными и наиболее ха­ рактерными являются блоки устройства управления, за­ дающие такт работы машины, вырабатывающие управ­ ляющие сигналы и выполняющие программу.

Блок задающего генератора (ЗГ) служит для зада­ ния частоты работы устройства управления и оператив­ ного запоминающего устройства. Задающий генератор состоит из генератора синусоидальных колебаний (Г) и формирователей (Ф1 и Фг). Функциональная схема за­ дающего генератора приведена на рис. 54.

От генератора Г синусоидальные колебания напря­ жения поступают на вход катодного повторителя К.П1 ,

152

который используется для уменьшения нагрузки на гене­ ратор и усиления сигналов по мощности. Усиленные сиг­ налы ограничиваются сверху формирователем Фь а сни­ зу — формирователем Ф2 и через катодный повторитель КП2 подаются на вход короткозамкнутой линии задержки ЛЗ, имеющей время задержки, равное 0,75 мксек. Спус­ тя время прямого и обратного прохождения (1,5 мксек) отраженный сигнал появляется на входе линии и вычи-

, JUUUL-

Рис. 54. Функциональная схема задающего генератора.

тается из прямого. Таким образом, на выход блока за­ дающего генератора выдаются прямоугольные импульсы длительностью 1,5 мксек и частотой, определяемой пара­ метрами генератора. Эти импульсы поступают в блок программного датчика.

Блок программного датчика (БПД) предназначен - для выработки основного такта машины, синхронизации действий различных устройств машины, выработки уп­ равляющих сигналов для других блоков устройства управления и оперативного запоминающего устройства.

Блок программного датчика состоит из узла форми­ рования управляющих сигналов тактов и узла управ­

ления.

Узел формирования управляющих сигналов такта функционирует во всех режимах работы устройства уп­ равления. Его схема представлена на рис. 55.

Узел формирования состоит из пятиразрядного дво-, ичного счетчика (Сч1 —С45), десяти усилителей (У,—У10) сигналов, снимаемых с каждого анода триггер­ ной схемы счетчика и избирательных схем (ИС).

При наличии на схеме совпадения Cni разрешающего сигнала от узла управления БПД импульсы от задаю­

153

щего генератора с частотой 64 кгц поступают на запуск предварительно сброшенного пятиразрядного двоичного счетчика (Сч[—Сч5). Каждый последующий разряд счет­ чика производит деление частоты в два раза. После по­ дачи 32 импульсов (25) счетчик приходит в исходное (ну­ левое) состояние.

С анодов триггерных схем счетчика сигналы через усилители У(—Ую поступают на избирательные схемы

Разрешение

снимаются сигналы, формируются десять управляющих сигналов такта.

, Узел управления блоком программного датчика. В состав узла управления БПД входят: схема автоматиче­ ского запуска и запуска БПД от внешних стартовых сигналов (I); схема запрета запуска БПД (II); схема укорочения такта (III). Функциональная схема узла управления БПД показана на рис. 56.

Схема запуска — автоматического и от внешних стар­ товых сигналов — работает следующим образом.

Запуск блока программного датчика производится при наличии сигналов: пуск с пульта ручного управле­ ния (ПРУ); выдача команды с ПРУ; стартовый сигнал передачи из устройства ввода в ОЗУ (Вв-»ОЗУ); стар­ товый сигнал передачи из ОЗУ на устройство вывода (ОЗУ -♦ Выв); стартовый сигнал передачи из внешнего

154

запоминающего устройства в ОЗУ (ВЗУ-+ОЗУ); стар­ товый сигнал передачи из ОЗУ во внешнее запоминаю­ щее устройство (ОЗУ -» ВЗУ) от генератора Г (800— 1000 кгц) через Сп2, открытую управляющим триггером Тр при разрешении передачи.

Рис. 56. Функциональная схема узла управления блоком программ­ ного датчика.

Эти сигналы через собирательную схему Сбь форми­ рователь Фь собирательную схему Сб2 открывают схему совпадения Сш и разрешают запуск счетчика БПД им­ пульсами задающего генератора ЗГ. При исчезновении любого из этих сигналов счетчик продолжает работать до тех пор, пока не будет подан сигнал на один из вхо­ дов схемы запрета запуска БПД.

135

В Н Е Ш Н И Е У С Т Р О Й С Т В А

. В систему внешних устройств электронной цифровой вычислительной или информационно-логической машины входят те, которые предназначены для подготовки исход­ ных числовых данных и программы решения, непосред­ ственного ввода и вывода информации, окончательной обработки результатов решения задачи.

В качестве устройств ввода-вывода электронных циф­ ровых управляющих машин используются преобразова­ тели. На входе машины они преобразуют непрерывные величины и дискретные (цифровые), а на выходе — об­ ратно.

Устройства ввода —■ вывода ЭЦВМ

Материалы, поступающие от программистов, должны быть преобразованы в такую форму, чтобы их можно бы­ ло легко ввести в запоминающие устройства машины. Исходные данные задачи вводятся в машину в предва­ рительно закодированном виде с помощью перфориро­ ванных стандартных карт, бумажной или пластмассовой ленты, магнитной ленты и других средств. Результаты решения выводятся из машины также в закодированном виде через устройства вывода и должны быть перерабо­ таны в такую форму, которая легко читается человеком: они могут быть отпечатаны на бланках или бумажных рулонах, вычерчены в виде графиков, изображены на экране электронно-лучевой трубки и т. п.

В то время как ЭЦМ действует полностью автомати­ чески и с большой скоростью, работа внешних устройств требует участия оператора и потому протекает значи-

157

сериалы задачи ё организациях, не имеющих собствен­

данные задачи, набираемые оператором на клавиатуре, в виде групп соответствующих электрических сигналов поступают непосредственно в машину и записываются в ее запоминающих устройствах. После окончания вычис­ лений машина автоматически выдает результаты на пе­ чатающее устройство. Такая синхронная работа возмож­ на только на малых вычислительных машинах. При ма­ шинах, обладающих высокой производительностью, этот порядок приведет к нерациональному использованию машинного времени и вызовет значительное удорожание решения задачи.

Независимая система внешних устройств делает це­ лесообразной организацию промежуточного звена меж­ ду внешними устройствами и машиной — комплектовоч­ ного отделения. Такое отделение позволяет рационально организовать работу на машине, кроме того, в нем со­ средоточиваются и комплектуются исходная и конечная документация решаемых на машине задач, стандартные программы, константы и другие материалы. Хорошо ор­ ганизованная библиотека программ задач, когда-либо уже решенных на машине, дает возможность использо­ вать для решения новых.задач часть ранее составленных программ.

Состав и взаимодействие блоков системы внешних устройств существенно зависят от качества и количест­ ва исходных данных, видов документации, принятых для введения в машину, и способа представления исходных данных в документации. Вид и форма документов, выво­ димых из машины и обрабатываемых на внешних устройствах, также могут‘быть различными, они зависят от типа машины и характера решаемых задач.

Для ввода исходных данных в машину в качестве до­ кументации обычно используются, как мы уже сказали, перфокарты, перфоленты- и магнитные ленты.

В большинстве электронных цифровых машин ис­ пользуют стандартные 80-колонные перфокарты, на каждой из которых в закодированном виде записывает­ ся до 12 чисел или команд. Кроме этой информации на 'карту могут быть записаны-номер задачи, номер перфо­

159

карты и нанесены синхронизирующие маркерные пробив­ ки. В нормальных условиях перфокарты могут храниться длительное время; многократное (до нескольких сотен раз) считывание информации не приводит к значитель­ ному ухудшению их качества. Перфокарты очень удобны для комплектации исходных данных, так как их можно перекладывать в самых различных комбинациях. Они используются как в вводных, так и в выводных устрой­ ствах машины.

Запись информации на перфокарты производится с помощью клавишного устройства, работающего совме­ стно с входным перфоратором. Клавиатура клавишного устройства для набора исходной информации бывает различных типов. В некоторых малых машинах исполь­ зуется десятиклавишная клавиатура, клавиши которой со­ ответствуют цифрам десятичной системы счисления. Опе­ ратор нажимает клавиши в порядке, соответствующем вводной информации. Наиболее часто применяется так называемая полная клавиатура, имеющая столько рядов по десять клавиш, сколько десятичных разрядов в чис­ лах, вводимых в машину. Работать на такой клавиатуре, так же как и на десятиклавишной, можно по слепому ме­ тоду, но несколько медленнее: опытный оператор спосо­ бен набирать три-четыре знака в секунду. Зато полная клавиатура дает возможность проверять все число перед пробивкой его на перфокарте.

Использование для набора данных специально при­ способленной клавиатуры пишущей машинки позволяет одновременно с нанесением информации на перфокарты печатать вводимые данные на бумаге. Это создает до­ полнительные удобства для контроля правильности под­ готовки данных.

преобразует код набранного числа в электрические сиг­ налы и передает их во входной перфоратор. При этом преобразовании десятичные цифры чисел автоматиче­ ски переводятся в двоично-десятичную систему счисле­ ния, а восьмеричные цифры команд — в двоичную.

Входной перфоратор предназначен для автоматиче­ ской пробивки (перфорации) отверстий на карте в со-

160