Файл: Основы технической эксплуатации ЭЦВМ..pdf

Осуществляется специальной магнитной головкой. Вели­ чину зазора между головкой и носителем стремятся вы­ полнить по возможности минимальной (в современных внешних запоминающих устройствах она имеет, порядок 10—50 мкм).

Запись информации на носитель можно осуществ­ лять либо с размагничиванием, когда магнитный мате­ риал носителя будет иметь одно из трех состояний (по­ ложительное, отрицательное и нулевое), либо с перемагничиванием, когда магнитный материал носителя будет иметь только два состояния (положительное и отрица­ тельное). Второй способ предпочтительнее, так кай по­ зволяет получить более высокие скорости работы и яв­ ляется более надежным.

Как говорилось выше, ВЗУ имеют очень большую емкость, а емкость ВЗУ на магнитных лентах практиче­ ски неограничена, так как ленты с записанной на них информацией являются сменными. Вообще, емкость ВЗУ на магнитных лентах, барабанах и дисках зависит от их размеров, от методов записи и конструкции маг­ нитных головок.

Внешние ЗУ на магнитных лентах, барабанах и дис­

с большими скоростями. При этом должны соблюдаться постоянная скорость и величина зазора между головка­ ми и носителем. Серьезной проблемой является переза­ пуск магнитного барабана после его даже кратковре­ менной остановки, так как, во-первых, требуется время, чтобы барабан остыл, в противном случае при жестком креплении головок его поверхность может получить ме­ ханические повреждения и, во-вторых, требуется значи­ тельное время для того, чтобы барабан приобрел свою динамическую форму, способствующую правильному функционированию (установление необходимых зазоров по всей образующей барабана).

Кроме внутреннего и внешнего ЗУ в ЭЦВМ, связан­ ных с источниками и потребителями информации, иног­ да применяют промежуточное ЗУ, чаще всего именуемое буферным запоминающим устройством (БЗУ).-

18

ЗУ на магнитных лентах, барабанах и дисках, а также ЗУ на ферритовых сердечниках.

Характерной особенностью БЗУ является наличие независимых каналов по приему и выдаче информации, а также отсутствие регенерации при считывании, так как информация в БЗУ подлежит однократному исполь­ зованию.

Устройство управления (УУ) предназначено для автоматического управления ходом вычислительного процесса. С помощью устройства управления в машине решаются следующие задачи:

синхронизация работы всех устройств; обеспечение выполнения операций по 'заданной про­

грамме (выборка очередной команды из ЗУ, хранение команды в течение цикла, преобразование адресной и

машины довольно трудно, так как УУ органически свя­ зано со всей машиной и воплощает в себе большинство характерных особенностей ее структуры. При рассмотре­ нии УУ следует иметь в виду, что его структура зави­ сит от системы ■команд, порядка их выборки, формы представления чисел, структуры команды, типов уст­ ройств, входящих в состав машины, и т. д. Существен­ ное влияние на структуру и принцип действия УУ ока­ зывает применяемый в машине способ управления выполнением операций. По способу управления выпол­ нением операцией современные ЭЦВМ делятся на син­ хронные, асинхронные и смешанные.

Синхронные машины имеют жесткий цикл, т. е. с помощью УУ в таких машинах на выполнение любой команды отводится вполне определенное время. В син­ хронных машинах для выработки управляющих сигна­ лов используется одно устройство управления, имену-1 емое обычно центральным. Одним из основных блоков такого устройства является блок формирования такта.

Этот блок предназначен для выработки строго опреде­ ленной последовательности управляющих импульсов, обеспечивающих необходимую последовательность сра­ батывания устройств и блоков ЭЦВМ во время выпол­ нения той или иной операции. Источником импульсов в блоке формирования такта является задающий гене­ ратор. Вырабатываемая задающим генератором непре­ рывная последовательность импульсов заданной часто­ ты преобразуется с помощью, синхронизатора в последо­ вательность управляющих сигналов. Синхронизатор может быть выполнен на базе линии задержки с отво­ дами, на базе пересчетных схем, в виде секционного сдвигающего регистра и специальных запоминающих матриц. Период следования импульсов в этом блоке должен выбираться по длительности такой операции, которая требует для своего выполнения наибольшего времени.

К достоинствам синхронного управления следует от­ нести возможность построения единого центрального УУ для всей машины без введения дополнительных блоков

ется, во-первых, увеличение количества сигнальных шин, идущих от устройства управления к другим устройствам и блокам машины, и, во-вторых, неэффективное исполь­ зование времени, отводимого на решение задачи, так как для выполнения большинства операций требуется значительно меньше времени, чем для выполнения той, по длительности которой устанавливается длительность цикла.

В асинхронных машинах цикл плавающий, т. е. оче­ редная команда, выполняется сразу же после выполне­ ния предыдущей. Основным достоинством асинхронного способа управления является отсутствие потерь времени при выполнении операций. В асинхронных машинах центральное УУ отсутствует. Вместо него в каждое уст­ ройство ЭЦВМ встраивается свое местное устройство управления. К 'недостаткам такого способа управления следует отнести увеличение количества аппаратуры по сравнению с машинами, в которых применяется син­ хронный способ управления.

В современных ЭЦВМ наибольшее распространение получило смешанное управление, при котором цент­ ральное управление сочетается с местным. В этом слу­

20

чае УУ вырабатывает основные управляющие сигналы, являющиеся задающими для блоков местного управле­ ния. Блоки местного управления в соответствии с полу­ ченными управляющими сигналами организуют управ­ ление своими устройствами.

Рассмотрим в общих чертах структуру универсаль­ ных УУ. Структурная схема такого устройства показана на рис. 1-4.

Рис. 1-4. Структурная схема устройства управления.

Кроме показанных на рис. 1-4 блоков устройство управления может иметь в своем составе блоки управ­ ления приемом входной информации, управления вы­ дачей результатов решения и др.

Блок хранения команд служит для приема, хранения и выдачи кода команды. Основной частью блока хране­ ния команд является регистр команды, который содер­ жит в своем составе регистр кода операции, регистр слу­ жебных признаков (например, признаков видоизменения адресной части команды, т. е. модификации команды) и регистры адресов (количество регистров адресов зави-

21

сит от адресности машины). Команда обычно поступает в блок хранения из ОЗУ, но может приходить и с дру­

формирования адреса очередной команды, выбираемой из ЗУ. Этот же блок меняет последовательность испол­ нения команд в ходе решения заданіи по командам ус­ ловного и безусловного переходов. В состав блока выра­ ботки адреса команды входит счетчик адресов команд, обеспечивающий фиксацию адреса очередной команды в каждом такте, и регистр признаков перехода, обеспе­ чивающий хранение признаков, которые определяют направление переходов.

Блок выбора адресов служит для обеспечения выбор­ ки чисел и команд по заданному адресу.

Блок управления выполнением операций служит для выработки управляющих сигналов, обеспечивающих вы­ полнение устройствами машины операций, код которых поступает от блока хранения.

Устройства ввода информации (УВИ) предназначе­ ны для ввода в машину исходных данных и программы решения задачи.

Ввод данных в машину можно осуществлять непо­ средственно или с помощью промежуточных носителей информации.

Непосредственный ввод информации возможен с по­ мощью клавиатуры, тумблеров, кнопок или переключа­ телей на пульте машины. Для ввода информации с пуль­ та ЭЦВМ ее надо предварительно закодировать и затем, набрав с помощью клавиатуры, ввести в ОЗУ. Скорость клавиатурного ввода информации с пульта невелика, поэтому такой режим ввода применяется обычно при наладке машины и отладке программ.

При проведении вычислительных работ исходные числовые данные и программа решения задачи наносят­ ся предварительно на промежуточный носитель (перфо­

затем с помощью устройства ввода считываются в ма­ шину.

Конструктивное и схемное решение УВИ зависит от способа считывания и вида промежуточного носителя.

22