Файл: Основы технической эксплуатации ЭЦВМ..pdf

Режим местного управления предназначается для управления работой устройств со своих автономных пуль­ тов, при выполнении профилактических и других работ.

Выполнение программы вычислительной машиной осу­ ществляется в автоматическом или ручном режиме.

Автоматический режим является основным режимом работы ЭЦВМ. При таком режиме функции оператора сводятся к вводу в машину начального адреса и нажа­ тию пусковой кнопки. При этом машина выполняет всю заданную программу автоматически от начала до конца.

Ручной режим выполнения программы, называемый часто шаговым, представляет собой такой режим, при ко­ тором после пуска машины выполняется только одна команда или микрооперация. Для выполнения очередной команды оператору необходимо повторно нажать на пу­ сковую кнопку. Режим ручного управления используется обычно при настройке машины, поиске сложных неис­ правностей, проведении профилактических работ и отлад­ ке программ.

В зависимости от степени готовности программ и эта­ па решения задачи различают следующие виды работ на ЭЦВМ: ввод программы и исходных данных, отладка программы, автоматический счет.

Ввод программы и исходных данных в ЭЦВМ может осуществляться с заранее подготовленных перфокарт и перфолент при работе машины в автоматическом режиме управления или вручную с ПУ.

Программа начального ввода для каждого типа ЭЦВМ несмотря на специфику, имеет общие принципы построения.

На рис. 1-10 представлена структурная схема типовой программы начального ввода.

Для контроля достоверности ввода информации в про­ грамме начального ввода предусмотрены блоки 5 и 8, обеспечивающие суммирование, счет принятых адресов и чисел, а также индикацию контрольных сумм на пульте управления. При необходимости контрольные суммы мо­ гут выводиться-на печать.

После ввода информации оператор сравнивает кон­ трольные суммы чисел и адресов с эталонными числами, полученными заблаговременно.

Отладка программы производится с целью устранения ошибок программирования, а в ряде случаев и ошибок алгоритмизации задачи. В процессе отладки оператор

57

использует как автоматический, так и ручной режимы управления ЭЦВМ. Приемы отладки существенным об­ разом зависят от внутреннего языка 1машины и возмож­ ностей, которые представляются органами управления ПУ ЭЦВМ. Для обеспечения отладки программ опера­ тору предоставляется возможность:

останавливать программу в требуемом месте; начинать выполнение программы по заданному номе­

ру команды; изменять команды и числа в ячейках ЗУ;

просматривать содержание регистров АУ, УУ и ЗУ; определять адреса выбранных из ЗУ чисел и команд; зацикливать программу на отдельных участках ее вы­

полнения и т. д.

Кроме того, в процессе отладки программы оператор должен иметь возможность в любое время проконтроли­ ровать работу ЭЦВМ.

Процесс отладки программы складывается из провер­ ки прохождения всей программы или отдельных ее участ­ ков в автоматическом режиме управления; проверки в ре­ жиме ручного управления тех участков программы, кото­ рые не выполнялись в автоматическом режиме; поиска места и определения характера ошибки; исправления ошибки; контроля прохождения исправленной части про­ граммы; окончательного контроля функционирования программы.

Автоматический счет выполняется в режиме централи­ зованного управления, причем во время счета оператор не имеет возможности вмешиваться в вычислительный процесс, за исключением тех случаев, когда -в рабочих программах предусматривается их модификация.

Изменение хода выполнения разветвленной програм­ мы опёратором может осуществляться с помощью команд условного перехода. Условие перехода задается положе­ нием органов управления на пульте ЭЦВМ.

Для того чтобы осуществить переход на другую ветвь программы, оператор устанавливает переключатель ПУ, именуемый иногда «ключом», в определенное положение, и команда условного перехода реагирует в этом случае не на сигнал со2, а на положение «ключа». Таких «клю-

59

чей» на ПУ может быть несколько (по числу модифика­ ций программ).

Контроль хода вычислительного процесса и анализ результатов счета оператор осуществляет по информа­ ции, регистрируемой на устройствах вывода. В процессе автоматического счета может быть также организован контроль по информации, выдаваемой периодически на систему индикации ПУ.

Если одними и теми же программами пользуются в течение длительного времени, то оператор по характе­ ру мигания лампочек на панели индикации ПУ может оценить правильность прохождения программ.

приходится выполнять ряд работ на ЭЦВМ с целью обес­ печения надежного функционирования. Порядок выпол­ нения такого рода работ на ЭЦВМ будет рассмотрен в последующих главах.

1-4. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНОГО ПОСТРОЕНИЯ ЭЦВМ

В процессе развития ЭЦВМ можно выделить ряд эта­ пов, -каждый из которых характеризуется применением определенных типов физических элементов. На первом этапе вычислительные машины строились на электронных лампах с навесным монтажом, на втором этапе — на по­ лупроводниковых приборах и ферритовых элементах с широким использованием печатного монтажа и, нако­ нец, на третьем этапе — на элементах в микроминиатюр­ ном исполнении. В соответствии с этим ламповые маши­ ны называют машинами первого поколения, полупровод­ никовые— второго и машины на элементах в микроми­ ниатюрном исполнении—третьего поколения.

В последние годы выпуск машин первого поколения практически прекратился, поэтому ниже будут рассмат­ риваться особенности конструктивного построения ЭЦВМ второго и третьего поколений.

Наличие в машинах большого количества однотипных схем позволяет провести их монтаж на стандартных пла­ тах, из которых затем можно собирать более крупные монтажные единицы. Такой принцип построения, именуе-

. мый блочно-модульным, положен в основу конструиро­ вания современных ЭЦВМ.

60

При блочно-модульном принципе построения любую ЭЦВМ можно представить состоящей из следующих кон­ структивных элементов: модуль (микромодуль), блок1, стойка (шкаф).

Как показано в § 1-1, под модулем в широком смысле слова понимается автономное, логически завершенное и конструктивно оформленное устройство, котороё выпол-' няет определенные функции в вычислительном процессе. В этом смысле под модулем можно понимать целые устройства машины. Однако при рассмотрении конструк­ ции ЭЦВМ под модулем (микромодулем), будем пони­ мать наименьшую типовую, легкосменяемую конструктив­ ную часть, которая объединяет ряд деталей2 и полупро­ водниковых приборов. Модуль представляет законченную часть электроной схемы, 'выполняющую определенные функции (например, триггер, полусумматор, фазоинвертор, логическая схема И и т. п.).

Ремонт машины при блочно-модульном принципе по­ строения не требует высокой квалификации обслужи­ вающего персонала, так как сводится к замене вышедше­ го из строя модуля.

В машинах второго поколения модули выполняются главным образом на платах с печатным монтажом. На плату из изоляционного материала (например, облагоро­ женного гетинакса, стеклотекстолита, стекловолокнита) наносится печатный монтаж. Выводы деталей и полупро­ водниковых приборов припаиваются в соответствующих точках платы таким образом, что совокупность навесных элементов и токоведущих проводников печатного монта­ жа образует заданную схему. Для защиты печатного монтажа от воздействия механических и климатических факторов он покрывается слоем электроизоляционного лака.

По конструктивному выполнению различают модули двух видов: плоские и объемно-плоские.

Плоские модули выполняют на прямоугольной плате с печатным монтажом. Полупроводниковые приборы и

1 Блок часто именуют ячейкой или субблоком.

2 Деталь— простейшая конструктивная часть, предназначенная для выполнения определенной функции в электрической схеме- (на­ пример, резистор, конденсатор и т. п.).

61

Выводы в виде контактов запрессовывают в плату по ширине модуля.

В объемно-плоски?; модулях в отличие от плоских по­ лупроводниковые приборы и детали располагаются в два

Рис. 1-11. Внешний вид плоских модулей.

яруса на двух отдельных платах, -соединенных между со­ бой в жесткую систему стойками-перемычками. Плот­ ность монтажа в таких модулях составляет 0,95—1,76 де­ тали в 1 см3. Внешний вид плоских модулей показан на рис. 1-11,а и б.

62

В последние годы появилась целая группа перемонти­ руемых модулей. Для обеспечения жесткости конструк­ ции полупроводниковые приборы и детали, соединенные соответствующим образом между собой, герметизируют­ ся с помощью компаунда. Такие модули значительно луч­ ше защищены от влаги и поэтому могут использоваться в нестационарной аппаратуре.

Развитие современной техники вызывает необходи­ мость расширения функций ЭЦВМ, повышения их надеж­ ности, уменьшения размеров, массы и потребления энер­ гии. Это в свою очередь требует сокращения объема, занимаемого модулем, и создания схем, способных рабо­ тать при значительно более низких уровнях сигналов.

В ЭЦВМ третьего поколения используются достиже­ ния современной микроэлектроники, которая включает микромодульное конструирование, пленочные микросхе­ мы, твердые схемы и молекулярную электронику. Микромодульиый метод позволяет получить плотность монта­ жа около 10—20 элементов а-1 см3, а методы молекуляр­ ной электроники — свыше 1 000 элементов в 1 см3 [Л. 44}. Микромодуль является перемонтируемым элементом и представляет собой наборную конструкцию из микроэле­ ментов, соединенных между собой с помощью проводни­

Пленочные микросхемы выполняют путем напыления на подложку из изоляционного материала проводящих, сверхпроводящих, магнитных, полупроводниковых и ди­ электрических пленок толщиной от нескольких сотых до десятых долей микрона. Подложка "выполняется из стек­ ла, керамики, ситалла, фотоситалла и др. Методом пле­ ночной технологии можно получать законченные элек­ тронные схемы. В настоящее время нашли применение пленочные микросхемы с навесными активными элемен­ тами (полупроводниковыми приборами в миниатюрном или бескорпусном исполнении), получившие название гибридных, и пленочные микросхемы без навесных эле­ ментов, именуемые интегральными.

Твердые схемы строятся на базе монолитных блоков из полупроводникового материала с неоднородной струк­ турой. Неоднородность, создающаяся за счет введения в кристаллическую решетку основного материала приме­ сей, позволяет получить в блоке участки с различными

63