Файл: Гинзбург, И. Б. Автоматическое регулирование и регуляторы в промышленности строительных материалов учебник.pdf

в) с помощью набора на клавиатуре телетайпов и электри­ ческих пишущих машинок, использующихся в качестве ввод­ ного устройства. Скорость ввода через клавиатуру телетайпов и пишущих машинок невелика, зависит от квалификации опера­ тора и составляет в среднем 2—3 знака в 1 с.

Однако основным способом ввода данных в ЭЦВМ является ввод с перфокарт и перфолент. Перфокарты и перфоленты — на­ иболее распространенные средства запоминания данных. Пер­ фоленты и перфокарты используются также в качестве средств хранения информации. Их использование обеспечивает наибо­ лее высокую скорость ввода данных в машину.

В качестве выводных устройств в ЭЦВМ служат телетайпы (телеграфные аппараты), электрические пишущие машинки, перфораторы карт, ленточные перфораторы и некоторые другие технические средства. Пишущие машинки и телетайпы имеют невысокую скорость вывода данных (порядка около 1 0 алфавит­ но-цифровых знаков в 1 с). Наряду с пишущими машинками и телетайпами распространение получили типовые скоростные вы­ водные устройства — ТБПМ. Выводимые числа данное устрой­ ство печатает столбиком на узкую бумажную ленту. Скорость вывода — 2 0 многозначных чисел в 1 с.

Некоторые электронно-вычислительные машины оснащены выводными устройствами, обеспечиваюіцими вывод данных

ввиде широких таблиц с цифровой и алфавитной печатью. При­ мером такого выводного устройства может служить АЦПУ-128, которое обеспечивает вывод данных со скоростью до 400 строк

в1 мин.

ВЭВМ, использующихся для механизации и автоматизации планово-экономических задач, в качестве выходных устройств могут использоваться перфораторы карт. Скорость вывода дан­ ных на перфораторы составляет обычно 1 0 0 — 2 0 0 карт в 1 мин. Скорость вывода данных на бумажную перфоленту — около 20 алфавитно-цифровых знаков в 1 с. В некоторых машинах ре­ зультаты вычислений и другие данные выводятся на магнитную ленту с последующей перезаписью на печать.

Память ЭЦВМ обладает высокой скоростью приема и вы­ дачи информации, большой емкостью и надежностью работы. В настоящее время машины оснащают двумя типами запоми­ нающего устройства ЗУ — внутренним (оперативная память) и внешним (накопители). Оперативное запоминающее устройство ОЗУ предназначается для приема, хранения и выдачи информа­ ции, непосредственно используемой в процессе. ОЗУ характери­ зуется высоким быстродействием и относительно небольшой ем­ костью (от 1024 до нескольких десятков тысяч чисел). Емкость

команд, второй — это числовые значения.

180

В качестве внешних запоминающих устройств ВЗУ приме­ няются магнитные ленты, магнитные барабаны и магнитные диски. Достоинство запоминающего устройства на магнитной ленте заключается в возможности хранения большого количе­ ства информации (порядка сотни тысяч на одной ленте). Недо­ статком магнитных лент является относительно низкая скорость выборки определенной информации, записанной на ленте, соп­ ряженная с перематыванием ленты и поиском соответствующей зоны ленты, где записана данная информация; возможность искажения записей под действием различных внешних факторов.

Эти недостатки ликвидируются при замене магнитной ленты магнитным барабаном. Запись данных и считывание их с бара­ бана в принципе ничем не отличаются от записи и считывания

смагнитной ленты. Размеры и скорость вращения магнитных барабанов могут быть разные. Вблизи поверхности барабана укреплены записывающие головки.

Впоследнее время стали применяться магнитные диски, ко­ торые представляют собой набор нескольких дисков, покрытых

собеих сторон ферромагнитным сплавом, расположенных на од­ ной оси на некотором расстоянии друг от друга. Параллельно оси перемещаются рычаги со считывающей и записывающей го­

ловками, которые по команде в течение примерно 1 с могут за­ писать данные в любое место и считать их. Диски вращаются непрерывно с высокой скоростью. На каждой стороне дисков имеются магнитные дорожки в виде концентрических окружно­ стей. Общая емкость такого устройства может достигать 2 0 0 млн. слов 1 0 0 -разрядных чисел со временем выборки любого слова за 0,4 с. Запись и выборка производятся в любой по­ следовательности.

Внешнее запоминающее устройство является резервом памя­ ти. В процессе работы ЭЦВМ между ВЗУ и ОЗУ по мере необ­ ходимости производится обмен информацией. ВЗУ более мед­ ленное устройство, чем ОЗУ, но зато обладает значительно большей емкостью.

Арифметическое устройство АУ обеспечивает выполнение арифметических и логических операций. Устройство управления УУ обеспечивает автоматическую совместную работу всех уст­ ройств машины, начиная со ввода данных и кончая выводом результатов и организацией контроля за работой ЭЦВМ. Уст­ ройство управления обеспечивает выполнение следующих важ­ нейших функций: автоматический ввод программы и исходных данных, расшифровку, выполнение команды программы и за­ пись результатов в памяти, контроль за ходом работы ЭВМ со стороны оператора.

В устройство управления входит пульт ручного управления, предназначенный для осуществления контроля за ходом вычис­ лений и оперативного управления работой машины. В случае необходимости ручное управление позволяет производить пуск,

181

остановку, внесение необходимых изменений в порядок вычис­ лений, контроль правильности вычислений и т. и. Сигнализа­ ция, которой оснащается пульт ручного управления, отражает режим работы машины и ее состояние. В машинах последних выпусков предусматриваются пульт инженера и пульт опера­ тора. Пульт инженера служит для контроля и управления ра­ ботой машины. Пульт оператора оснащен пишущей машинкой и дополнительными тумблерами для обращения к машине, вы­ вода информации на печать и т. п. Он предназначен для непо­ средственного обращения к машине с целью отладки и решения задач.

Пульт управления позволяет человеку вмешиваться в ра­ боту ЭВМ. Обычно на пульте управления имеется несколько тумблерных регистров, на которых можно набрать машинные слова; ряд кнопок, при нажатии которых происходят пуск ма­ шины, ее останов или ввод в те или иные ячейки памяти; па­ нель сигнализации, на которой имеется несколько сигнальных регистров, позволяющих судить о состоянии устройств ЭВМ или о содержимом ее ячеек. Сигнальные регистры реализуются в виде ряда лампочек (обычно неоновых).

При многопрограммной работе ЭВМ в оперативной памяти центрального процессора, кроме нескольких выполняемых про­ грамм, должна находиться еще программа, организующая ра­ боту самой ЭВМ. Для нее отведена самостоятельная часть за­ поминающего устройства. Такая программа называется диспет­ чером и служит для организации многопрограммной работы вычислительной машины.

В качестве примера приведем технические характеристики ЭЦВМ типа «Минск-22», получившей в последние годы наи­ большее распространение и используемой для решения широ­ кого круга инженерно-технических и планово-экономических задач.

Машина работает в двоичной системе счисления, разрядная сетка — 37 двоичных разрядов, включая знаковый. Способ пред­

памяти машины может быть подключено 4 блока магнитной ленты общей емкостью до 5 млн. слов. Скорость записи и счи­ тывания с магнитной ленты — 2,5 тыс. слов в 1 с (без затрат времени на поиск зоны).

Информация в машину поступает с перфокарт со скоростью 300 карт в 1 мин и с перфолент со скоростью 800 знаков в 1 с. Вывод результатов вычислений производится на узкую бумаж­ ную ленту быстродействующего цифрового печатающего уст­

182

«Минск-32». В отличие от «Минск-22» она имеет большую ем­ кость оперативной памяти (до 65536 37-разрядных слов); воз­ можность многопрограммной работы; возможность подключе­ ния к машине до 64 внешних устройств, связанных с машиной по универсальным принципам; наличие быстрого канала, позво­ ляющего подключать внешние накопители типа магнитных лент, магнитных барабанов, дисков, магнитных карт; возмож­ ность одновременной работы внешних устройств быстрого и медленного каналов; наличие специальной аппаратуры конт­ роля и защиты программ.

В настоящее время завершается освоение вычислительных машин третьего поколения из серии ЕС.

Наряду с аппаратурой ЭЦВМ необходимым компонентом вычислительной техники являются средства математического обеспечения. Система математического обеспечения представ­ ляет собой комплекс программных средств. Различают две части математического обеспечения вычислительных систем — внутреннее и внешнее.

Внутреннее математическое обеспечение содержит:

1.Эксплуатационные программы, состоящие из тестов и ди­ агностических программ, проверяющих правильность функцио­ нирования оборудования.

2.Программу диспетчерской системы («диспетчер» или «су­ первизор»), обеспечивающую взаимодействие входящих в вы­ числительную систему устройств таким образом, чтобы дости­ галась максимальная эффективность использования машинного времени. С этой целью программа-диспетчер организует муль­ типрограммный режим работы и режим разделения машинного времени при одновременном обслуживании нескольких потре­ бителей. Программа-диспетчер обычно содержит несколько де­ сятков тысяч машинных команд.

3.Программы для организации хранения и выборки данных. Во внешнее математическое обеспечение включаются:

КОБОЛ и др. Для автоматического перевода записи задачи на алгоритмическом языке в машинную программу используются специальные программы — трансляторы.

2. Библиотеки стандартных программ для решения типовых научно-технических задач, задач обработки данных и др.

Помимо указанных универсальных средств математического обеспечения, каждый разработчик создает и включает во внед­ ряемую систему математического обеспечения программы ре­

183