34. Структура эвм Единой Системы и см эвм
ЭВМ Единой системы и СМ ЭВМ (точнее их прототипы IBM System 360 и несколько семейств малых машин других производителей) сыграли в развитии вычислительных машин роль, сравнимую с ролью IBM PC совместимых ЭВМ, если не превосходящую ее. В 60-70-х годах XX столетия эти машины доминировали на рынке ЭВМ общего назначения.
В конце 60-х годов XX века централизованно было принято решение воспроизвести аналогичные ЭВМ в Советском Союзе, для чего были созданы научно исследовательские институты и центры. Сейчас многие утверждают, что это решение не было правильным и отрицательно сказалось на судьбе многих отечественных разработок и школ. Но, что есть – то есть и едва ли есть особая необходимость обсуждать здесь, как могла бы развиваться отечественная вычислительная техника в прошлом при иных обстоятельствах.
ЕС ЭВМ представляли собой семейство программно и функционально совместимых ЭВМ различной производительности. Младшие и старшие модели отличались производительностью, объемом оперативной памяти, количеством подключаемых устройств. В общем виде структура ЭВМ Единой системы представлена на рис. 34.1, где ОП – оперативная память, БСОП – блок связи с оперативной памятью, АЛУ – арифметико-логическое устройство, БЦУ – блок центрального управления, БУП – блок управления пультом, БСС – блок системной связи, МК – мультиплексный канал, СК – селекторные каналы, КУВВ – контроллеры УВВ.
В этой структуре процессор является центральным узлом, связывающим все остальные блоки и коммутирующим информационные потоки, является процессор. Каналы, через которые с помощью контроллеров (в ЕС они назывались блоками управления) подключаются внешние устройства, имеют доступ к оперативной памяти, используя для этого блок связи с ОП, размещенный в процессоре. Управление связью с пультом возложено на процессор, в нем же расположены и блоки межпроцессорной связи.
Рис 34.1. Общая структура ЕС ЭВМ
В противовес такой структуре в малых машинах “центром” является общая шина (UNIBUS), к которой подключаются все блоки ЭВМ. Такая архитектура была предложена (и не сразу принята) разработчиками знаменитой фирмы DEC (просуществовавшей с 1957 по 1998 годы), а ее реализация в ЭВМ PDP-11 явилась одним из, как теперь бы сказали, технических хитов, продававшихся в общей сложности около 25 лет (с 1970 по 1996 г.). Количество изготовленных экземпляров одной из моделей этой ЭВМ – PDP-11/70, превышало десять тысяч, причем это были не домашние персоналки, которые только начали появляться, а полноценные небольшие ЭВМ, использующиеся в различных компаниях. Будучи воспроизведенной и рядом других фирм, в частности компанией Hewlett-Packard, эта архитектура была реализована и в отечественных СМ ЭВМ (системе малых ЭВМ).
Структура ЭВМ с общей шиной показана на рис. 34.2. Все блоки и устройства подключаются к общей шине, по которой и выполняются все необходимые передачи данных, адресов и управляющих сигналов. Такая структура, обладая регулярностью и простотой, впоследствии широко использовалась во многих ЭВМ, в том числе, в микро ЭВМ и первых персональных ЭВМ.
Рис 34.2. Структура ЭВМ с общей шиной
Сама шина имела несколько модификаций (Q-bus, Multibus и др.), в частности, одной из них была небезызвестная AT-bus, от которой происходит название дискового интерфейса ATA.
Однако довольно скоро стало ясно, что соединение процессора с оперативной памятью через общую шину, разделяемую всеми устройствами, является фактором, существенно ограничивающим производительность системы. Поэтому в последующей модификации PDP-11, также получившей широкую известность системе VAX-11, помимо общей шины, была введена отдельная шина, связывающая ОП с процессором.
Впоследствии похожий прием был использован и разработчиками процессоров Intel, которые, начиная с процессоров Pentium Pro, стали использовать, так называемую, архитектуру с двойной независимой шиной, имея в виду дополнительную шину для связи процессора с кэшем второго уровня, который в тех моделях размещался вне процессора.