Файл: Шелихов, А. А. Единая система электронных вычислительных машин материал технической информации.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 21

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В национальных экспозициях посетители выс­ тавки могли более подробно ознакомиться с кон­ струкцией отдельных устройств, работающих в состве моделей ЭВМ, а также с большим количест­ вом периферийных устройств, в том числе с новыми устройствами, не вошедшими в номенклатуру пер­ вой очереди ЕС ЭВМ.

В национальном разделе НРБ демонстрирова­ лась вычислительная система на базе двух моде­ лей ЕС-1020, работающая в режиме обмена дан­ ными с удаленными абонентами, т. е. многомашинная система телеобработки. В национальном раз­ деле ГДР посетители могли ознакомиться с новы­ ми формами организации технического обслужива­ ния ЭВМ. Почти во всех национальных разделах на вспомогательных стендах можно было ознако­ миться с конструкцией наиболее ответственных уз­ лов и блоков новых устройств, например с интег­ ральными схемами, типовым элементом замены, магнитными головками и т. п. В некоторых наци­ ональных разделах были представлены-элементы

типовых конструкций интерьеров

машинных за­

лов — фальшпол, подвесной потолок

(ПНР)

и обо­

рудование для кондиционирования воздуха

(НРБ).

Глава первая

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЕДИНОЙ СИСТЕМЕ ЭВМ

Единая система электронных вычислительных машин представляет собой комплекс технических и программных средств, предназначенный для реа­ лизации систем обработки данных в разных обла­ стях применения и с широким спектром техничес­ ких характеристик.

Общая структура ЕС ЭВМ приведена на рис. 2. Технические средства состоят из функциональных групп устройств, которые могут быть объединены вокруг одного из шести процессоров, образуя модель ЭВМ с соответствующим шифром. Так, на базе процессора ЕС-2020 с подключением внешней памя­ ти и устройств ввода-вывода образуется модель ЕС-1020 и т. д. В настоящее время созданы шесть моделей: ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1021, ЕС-1030,

ЕС-1040 и ЕС-1050. И хотя устройства каждой функциональной группы могут работать автономно, всю совокупность устройств следует рассматривать как систему устройств, разработка которых подчи­ нялась общим принципам и принятым стадартам на конструкцию, а функционирование происходит по однотипным алгоритмам управления и т. д.

Отдельную группу технических средств состав­ ляют несистемные устройства — типовая сервисная аппаратура и вспомогательное оборудование. С по­ мощью этих средств облегчаются работа обслужи­ вающего персонала и проведение профилактиче-

13


Рис. 2. Общая структура ЕС ЭВМ

ских и ремонтных работ в условиях вычислительных центров и станций централизованного обслужива­ ния. Наличие их в составе ЕС ЭВМ обеспечивает в конечном итоге эффективную эксплуатацию вычис­ лительных машин. Наличие этих средств в общей структуре подчеркивает системный подход к раз­ работке ЕС ЭВМ.

К числу несистемных устройств можно отнес­ ти также устройства подготовки данных. И хотя эти устройства работают вне состава машины, их функциональные возможности, технические пара­ метры и конструктивное совершенство также отра­ жаются на общей эффективности системы обра­ ботки данных. При разработке этих устройств до­ стигнуты определенные успехи: предлагаемые в ЕС ЭВМ устройства подготовки данных на перфоленте, перфокартах и магнитной ленте полностью соответ­ ствуют требованиям к такого рода устройствам.

Принадлежность ЕС ЭВМ к вычислительным машинам третьего поколения определяется следу­ ющими характерными свойствами:

программной совместностью основных моделей; унифицированной структурой ввода-вывода и расширенной номенклатурой периферийных уст­

ройств, подключаемых через стандартные средст­ ва сопряжения;

использованием современных достижений микро­ электроники для реализации электронной части всех устройств, входящих в номенклатуру техни­ ческих средств;

мощной системой математического обеспечения. Рассмотрим каждую из перечисленных особен­

ностей.

1. ПРОГРАММНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

Программная совместимость вычислительных ма­ шин Единой системы обеспечена единообразием внешней структуры, в частности единым набором команд, единой формой представления данных, единой системой адресации. Полный набор команд ЕС ЭВМ позволяет производить операции с фикси­ рованной запятой, плавающей запятой, десятичны­ ми числами и логические операции. С помощью набора команд с фиксированной запятой осущест­ вляются операции двоичной арифметики над опера­ ндами, которые могут представлять любые данные фиксированной длины, а также адреса, индексы и содержимое счетчиков. Набор команд предусмат­ ривает выполнение загрузки, сложения, вычитания, сравнения, умножения, деления и записи в па­ мять, а также операции над знаками, преобразова­ ние основания системы счисления и сдвиги. В на­ бор команд с плавающей запятой входят коман­ ды загрузки, сложения, вычитания, сравнения, ум­ ножения, деления и записи, а также операции над знаками чисел для коротких и длинных операндов.

Набор команд десятичной арифметики обеспе­ чивает сложение, вычитание, сравнение, умножение, деление и преобразование формата операндов. На­ бор команд логической обработки включает в се­ бя команды пересылки, сравнения, поразрядных операций, операций проверки разрядов, перекоди­ рования, редактирования и сдвигов.

Полный набор команд ЕС ЭВМ содержит 144команды, является универсальным и позволяет удобно и эффективно решать научно-технические, экономические и управленческие задачи.

Логическая структура моделей ЕС ЭВМ опреде­ ляет совокупность функциональных средств

16 ,


и принципов их взаимодействия, предоставляемых пользователю для организации процесса обработ­ ки данных. Каждая модель имеет минимальный на­ бор таких средств, обеспечивающих программную совместимость моделей и позволяющих проведение процесса обработки в пределах стандартного набо­ ра операций под управлением средств математи­ ческого обеспечения ЕС ЭВМ. Стандартный набор операций включает операции двоичной арифмети­ ки с фиксированной запятой, операции логические и управления.

Средства, предусмотренные логической струк­ турой, выполняют единые функции во всех моде­ лях, но их физическая. реализация различна, что и определяет разную скорость выполнения опера­ ций, разный объем электроники и, в конечном итоге, разную стоимость моделей.

Кроме стандартных средств, в модели могут присутствовать дополнительные функциональные средства, расширяющие ее возможности или ориен­ тирующие на специфические области применения. К таким дополнительным средствам, например, от­ носятся средства выполнения операций с плаваю­ щей запятой (применение ЭВМ в научных исследо­ ваниях) и десятичной арифметики (экономические расчеты).

Одним из средств обеспечения совместимости машин Единой системы являются принятые форма и форматы представления данных. Структурной единицей в системе является восьмиразрядная группа, называемая байтом, к которой может быть присоединен еще один дополнительный двоичный разряд для целей контроля (разряд четности). Все остальные форматы кратны этой основной струк­ турной единице и для данных фиксированной дли­ ны составляют: полуслово — 2

2—867

байта и двойное слово — 8 байтов. Данные пере­ менной длины могут быть представлены полем, име­ ющим длину до 256 байтов. Фиксированные форма­ ты используются в двоичной арифметике, перемен­ ные— в десятичной арифметике и при логической обработке.

Байтовая структура данных хорошо согласует­ ся со стандартным восьмиразрядным двоичным кодом обмена информации, включающим цифры, строчные и прописные буквы латинского и русско­ го алфавитов, служебные и специальные символы. Байтовая структура данных в сочетании с байто­ вой адресацией в оперативной памяти позволяет организовать последовательно-параллельную обра­ ботку данных в младших моделях ЭВМ с целью экономии объема электроники.

Система адресации в ЕС ЭВМ обладает боль­ шой гибкостью. Здесь реализованы непосредствен­ ная, прямая, относительная и неявная адресации, а команда может быть одно-, двух- и трехадресной. При относительной адресации адрес формируется из двух частей (базы и смещения), что в сочетании с индексацией создает удобства при программи­ ровании. Использование в ЕС ЭВМ 24-разрядного двоичного адреса позволяет адресовать отдельные байты данных в памяти емкостью до 16 Мбайт.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ВВОДА-ВЫВОДА

Расширение состава моделей ЕС ЭВМ возмож­ но благодаря унифицированной системе ввода-вы­ вода. Устройства внешней памяти и устройства вво­ да-вывода подключаются к процессорам через спе­ циальные устройства обмена — каналы. Процессор инициирует ввод-вывод единственной командой. После этого весь объем работы по управлению об-

18


меном (прием команды и адресацию периферийно­ го устройства, выбор, расшифровку и проверку уп­ равляющей информации, посылку управляющих и прием подтверждающих сигналов, обеспечение буферной памятью, проверку правильности пере­ дачи, управление запросами на прерывание и т. д.) выполняет канал.

Подключение к каналам осуществляется через устройство управления внешним устройством, при­ чем сопряжение между устройствами управления и каналом стандартизовано и носит название интер­ фейса ввода-вывода. Практически интерфейс представляет собой многоконтактное разъемное ка­ бельное соединение с четко оговоренными функ­ циями и параметрами сигналов по каждому прово­ ду. Технические средства интерфейса обеспечива­ ют побайтовую передачу данных и управляющих сигналов между каналом и устройством управле­ ния. Устройство управления преобразует сигналы управления, поступающие от интерфейса, и ин­ терпретирует их в виде последовательности сигна­ лов, специфичных для каждого конкретного внешне­ го устройства.

Интерфейс ввода-вывода ЕС ЭВМ позволяет подключать к каналу до 8 устройств управления или 256 внешних устройств, обеспечивает скорость обмена до 1,3 Мбайт/с и простое программирова­ ние процедур ввода-вывода.

Наличие интерфейса ввода-вывода облегчает реконфигурацию системы ввода-вывода ЭВМ и обес­ печивает эффективное кооперирование п специа­ лизацию производства по группам периферийных устройств, а также позволяет проводить непрерыв­ ное усовершенствование этих устройств.

Существует два типа каналов: селекторный и мультиплексный, которые отличаются назначением

2* 19


и режимом работы. Селекторный канал (СК) ис­ пользуется для подключения к процессору высоко­ скоростных устройств, которыми в ЕС ЭВМ могут быть накопители на магнитных барабанах, смен­ ных магнитных дисках, постоянных магнитных дис­ ках, магнитных лентах и дисплеи. Отдельная мо­ дель ЕС ЭВМ может быть оснащена несколькими селекторными каналами. В младших моделях их число изменяется до двух, в. старших—-до шести.

Мультиплексный канал (МК) обеспечивает од­ новременный обмен данными с несколькими пери­ ферийными устройствами, работающими с относи­ тельно малой скоростью. К ним можно отнести сле­ дующие устройства: печатающие, перфокарточные, перфоленточные, графопостроители и устройства телеобработки. Мультиплексный канал может осу­ ществлять обмен данными с одним из внешних ус­ тройств в монопольном (селекторном) режиме.

Широкая область использования моделей, пост­ роенных на базе технических средств ЕС ЭВМ, обес­ печена большой номенклатурой внешних устройств, позволяющих организовать внешнюю память боль­ шой емкости и использовать все виды носителей при вводе-выводе, организовать работу в режиме диалога оператора с вычислительной машиной, ра­ боту систем с разделением времени и систем теле­ обработки с абонентскими пунктами и линиями связи.

Все периферийные устройства разработаны в со­ ответствии с требованиями национальных и между­ народных стандартов, соответствующими междуна­ родным рекомендациям, работают с полными ал­ фавитами ЕС ЭВМ и принятыми стандартными ко­ дами. Так, в накопителях со сменными магнитны­ ми дисками использован стандартный шестидиско­ вый пакет, рекомендованный ИСО н используемый

20

во всех современных ЭВМ третьего поколения. На­ копители на магнитных лентах наряду с рабочей плотностью записи, равной 32 бит/мм, обеспечивают запись лент обмена с плотностью 8 бит/мм. Все пе­ риферийные устройства имеют аппаратные сред­ ства контроля и диагностики, обеспечены автоном­ ными пультами, облегчающими их обслуживание. В механических устройствах применяются прогрес­ сивные -.'Технические решения: пневматика, асинх­ ронная транспортировка, фотоэлектрическое считы­ вание ш т. п. Большое место в номенклатуре зани­ мают современные устройства графического вводавывода, разного типа дисплеи и графопостроители, а также устройства передачи данных, сопряжения с линиями связи и абонентские пункты.

3. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА

Одной из главных характеристик ЭВМ третьего поколения является использование в центральных и периферийных устройствах интегральных схем (ИС). Основной электронный элемент Единой си­ стемы ЭВМ — монолитная интегральная схема, ис­ пользуется для построения логических функцио­ нальных схем в центральном процессоре, каналах и устройствах управления. С функциональной точки зрения каждая ИС в зависимости от ее модифика­ ции представляет собой один или несколько логи­ ческих элементов типа И —НЕ, ИЛИ—НЕ с разным количеством входов или триггерную схему.

В ЕС ЭВМ используется несколько серий интег­ ральных схем, различающихся по своим характе­ ристикам: в моделях малой и средней производи­ тельности — ИС типа TTL (транзисторно-транзис­ торная логика); в моделях высокой производитель­ ности— ИС типа ECL (транзисторная логика на

21