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
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