Файл: Белоногов Г.Г. Автоматизированные информационные системы.pdf

де всего они позволяют производить посимвольную (по­ байтную) обработку произвольной буквенно-цифровой информации и обладают принципиально новой структу­ рой, обеспечивающей высокую производительность при мультипрограммной обработке данных в режиме разде­ ления времени. Это наложило отпечаток на систему их математического обеспечения.

ЭВМ третьего поколения отличаются высокой сте­ пенью унификации технических средств, входящих в их состав, что позволяет использовать широкие возможно­ сти по комплектации объектов АСУ машинами различ­

устройства автоматического сопряжения с каналами связи.

Основным путем, обеспечивающим построение АСУ различной структуры, является использование так назы­ ваемого семейства ЭВМ третьего поколения, программно, конструктивно и технологически совместимых, имеющих унифицированные связи для подключения периферийно­ го оборудования и создания вычислительных систем.

Основные технические данные ЭВМ третьего поко­ ления можно охарактеризовать следующим образом:

— диапазон быстродействия различных моделей от 10 тыс. до нескольких миллионов операций в секунду;

— совместимость ЭВМ «снизу вверх» и «сверху вниз» на уровне программ, записанных на машинном языке (для всех моделей). В отдельных случаях предусматри­ вается совместимость конструктивная, по унифициро­ ванным связям с периферийным оборудованием, по но­ менклатуре устройств периферийного оборудования, по элементной базе, на уровне алгоритмических языков;

— расширенный состав устройств ввода — вывода и хранения информации, стандартное сопряжение с внеш­ ними устройствами, агрегатный (модульный) принцип построения ЭВМ, обеспечивающий потребителю возмож­ ность требуемой комплектации;

—объем основной оперативной памяти до 16 млн. байт с временем цикла' 5—10 мкс;

—в комплект внешних устройств входят накопители информации па магнитной ленте, магнитных дисках и магнитных барабанах, устройства ввода—вывода инфор­ мации на перфокартах и перфолентах, устройства вво­

2 8 9

да—вывода графической информации, устройства считы­ вания алфавитно-цифровой информации, алфавитноцифровые печатающие устройства, выносные пульты с пишущей машинкой, а также с индикатором на элек­ троннолучевой трубке; устройства подготовки, контроля

иразмножения перфокарт и перфолент;

—иерархический способ построения памяти (этот способ касается построения как оперативных, так и внешних ЗУ), гибкая система защиты памяти и простое перемещение программ по полю памяти;

— для уменьшения потерь времени па обнаружение и устранение отказов и сбоев предусматривается система аппаратного контроля; эта система обеспечивает макси­ мальный охват оборудования контролем, полный кон­ троль передачи информации, выдачу информации о ха­ рактере и местоположении ошибок, необходимой для построения эффективной системы диагностических про­ грамм;

—возможность построения многомашинных систем путем связи машин через внешние каналы, через общие поля внешней или оперативной памяти, а также путем объединения в многопроцессорные системы;

—для организации мультипрограммной работы в ре­ жиме разделения времени или пакетной обработки задач предусматриваются аппаратные средства защиты и рас­

пределения памяти, разветвленная система прерываний и аппаратные средства для обеспечения одновременной работы всех внешних устройств.

В ЭВМ третьего поколения принята двоичная систе­ ма кодирования данных. Наименьшей единицей обраба­ тываемой информации в них является 8-разрядный код (байт). Этим кодом изображаются буквы алфавита, циф­ ры и служебные символы.

Если работа ведется только с десятичными цифрами, то для них используется 4-разрядное двоичное кодиро­ вание и в одном байте помещаются две цифры. Более крупными единицами являются слово (4 байта), Ѵ2 сло­ ва (2 байта) и двойное слово (8 байтов). Число с пла­ вающей запятой представляется словом или двойным словом. Числа, представленные с фиксированной запя­ той, могут иметь длину 2 или 4 байта. Числа в десятич­ ной системе счисления и алфавитно-цифровая информа­ ция представляются полями переменной длины до 256 байтов.

2 9 0

Команды имеют длину в Ѵг слова, 1 слово, 1 Ѵг слова. По модифицированному адресу в команде допускается непосредственная адресация к оперативной памяти с точностью до байта. Команды построены по двухадрес­

ной системе.

Набор операций предусматривает широкие возмож­ ности обработки информации. Все операции разбиты на следующие группы:

а) стандартный набор операций, включающий в себя операции над числами с фиксированной запятой, логи­ ческие и управляющие операции;

б) дополнительный набор операций для решения ин­ формационно-логических задач, включающий операции с полями переменной длины и десятичными числами; , в) дополнительный набор операций для решения на­ учно-технических задач — операции над числами с пла­

вающей запятой; Как правило, ЭВМ третьего поколения включают

всебя следующие основные группы устройств:-

—центральный процессор с центральным устройст­

вом управления, арифметическим логическим блоком и оперативной памятью;

—основную оперативную память;

—селекторные и мультиплексный каналы с подка­ налами;

—устройства ввода—вывода информации;

—устройства управления устройствами ввода — вы­ вода информации.

Ц е н т р а л ь н ы й п р о ц е с с о р предназначен для выполнения основных операций обработки информации. В основу построения процессоров положены два глав­ ных принципа:

—повышение быстродействия за счет введения па­

раллельного выполнения команд на различных уров­ нях;

—реализация логики работы машины как аппара­ турными, так и программными средствами.

Арифметическое устройство процессора обычно раз­ бивается на несколько блоков: вычислитель с фиксиро­ ванной запятой, вычислитель с плавающей запятой и вы­ числитель для операций над полями переменной длины и десятичной арифметики.

Система ввода—вывода управляет обменом информа­ ции между оперативной памятью и внешними устрой­

291

ствами, в число которых входит память на магнитных барабанах, дисках и лентах, перфокарточные и перфо­ ленточные устройства ввода и вывода, печатающие устройства, сопряжение с линиями связи и с реальными объектами, операторские пульты управления и др.

Для получения совместимости по вводу — выводу все каналы выполняются логически одинаковыми. При этом канал рассматривается как логически самостоятельная единица, которая осуществляет обмен информацией меж­ ду внешними устройствами и основной памятью под об­ щим управлением процессора. Внешние устройства под­ соединяются к каналу при помощи стандартной системы соединений, называемой стандартным сопряжением вво­

внешних устройств и оно позволяет присоединять к ка­ налу до восьми устройств управления внешними устрой­ ствами или до 256 внешних устройств. При передаче информации через стандартную аппаратуру сопряжения основным элементом принят байт.

Каналы делятся на м у л ь т и п л е к с н ы е и с е л е к ­ т о р н ы е . Мультиплексные каналы предназначены для обеспечения одновременной работы сравнительно медленнодействующих устройств (главным образом устройств ввода—вывода). Количество одновременно работающих устройств ограничивается пропускной спо­ собностью этих каналов. Селекторные каналы предна­ значены для обеспечения поочередной работы (в моно­ польном режиме) сравнительно быстродействующих устройств (главным образом внешних ЗУ и других ЭВМ).

В состав ЭВМ, как правило, входит несколько ступе­ ней оперативной памяти. Малая оперативная память (наиболее быстродействующая)— это первый каскад оперативной памяти. В большинстве случаев она ис­ пользуется в качестве индексных регистров и регистров для выполнения операций с плавающей запятой. Второй каскад оперативной памяти может образовывать основ­ ная оперативная память с побайтовой адресацией. Основ­ ная оперативная память является автономным, логиче­ ски достаточно сложным блоком, который имеет собст­ венную систему запоминания и обработки запросов про­ цессора и каналов внешних устройств. Оба эти каскада оперативной памяти могут находиться либо в централь­

292