Структура зовнішньої пам'яті обчислювальної машини М-10

Головна → Історія вітчизняної обчислювальної техніки → Структура зовнішньої пам'яті обчислювальної машини М-10

Г. П. Воронова, Е. І. Гольдрін, Б. Л. Золотаревский, В. В. Неллін, Е. А. Пухлянко, В. В. Смирнов

Розглянуто питання організації та побудови зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв М-10 і особливості системи команд управління зовнішньою пам'яттю в порівнянні з ЄС ЕОМ. Показані додаткові можливості зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв.

Система зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв (СВЗУ) служить для розширення обсягу пам'яті ЕОМ М-10. В якості зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв в ній використовуються накопичувачі на магнітній стрічці (НМЛ) типу ЄС-5017 з ємністю касети до 20 Мбайт і накопичувачі на змінних магнітних дисках (НСМД) типу ЄС-5056М з ємністю пакета дисків 7,25 Мбайт.

Види операцій для СВЗУ задаються укрупненими операторами - командами, які надходять з мультиплексного каналу (МК). Прийнявши команду, СВЗУ виконує пов'язані з нею конкретні дії, після чого видає в МК слово стану, в якому містяться відомості про умови закінчення виконання команди. Структурна схема СВЗУ показана на рис. 1. СВЗУ включає в себе пристрій комутації накопичувачів (У КН), пристрої управління накопичувачами (УН) і підключення до них накопичувачі.

Мал. 1. Структура СВЗУ

УКН забезпечує сполучення між УН і МІ. Обмін інформацією між УКН і МІ проводиться за двома напрямками записи, двома напрямками читання і напрямку видачі стану 544-розрядними словами (512 інформаційних та 32 контрольних розряду). Робота в усіх напрямках може йти одночасно і незалежно за загальними мультиплексний числовим шинам.

Для під'єднання до таких пристроїв УН в УКН є шість двосторонніх напрямків обміну, інваріантних по відношенню до інформаційних напрямках зв'язку з МК. Напрямок видачі слова стану обслуговує всі шість напрямків зв'язку з УН. Обмін інформацією з кожним УН проводиться 68-розрядними словами (64 інформаційних та 4 контрольних розряду) по роздільним шинам.

Після отримання від МІ команди УКН перевіряє можливість встановлення логічного зв'язку з адресуються УН і в разі зайнятості або неготовності останнього повідомляє про це в слові стану. Якщо логічний зв'язок можлива, УКН передає команду адресуемому УН і забезпечує обмін інформацією між МК і УН. Після виконання команди УКН приймає з УН слово стану, додає в нього інформацію про свій стан і видає повне слово стану в МК.

У УКН передбачена можливість розширення кількості підключаються до МК пристроїв сполучення завдяки наявності транзитної передачі 544-розрядних слів і керуючих сигналів; зокрема, можуть бути підключені додаткові пристрої ПКН для збільшення обсягу зовнішньої пам'яті. Електричне узгодження вхідних і вихідних ланцюгів в УКН забезпечує можливість його підключення до пристроїв, виконаним на елементах серій 133 або 217 без погіршення параметрів сигналів, що дозволяє розвинути систему шляхом застосування більш широкого класу пристроїв.

У пристрої управління накопичувачами конструктивно об'єднані два логічно незалежних пристрої: УНЛ (управління стрічками) і УНД (управління дисками), що мають уніфіковане сполучення з УКН. Застосування в СВЗУ М-10 пристроїв управління, які входять до складу ЄС ЕОМ, виявилося недоцільним, оскільки необхідність роботи з ланцюжками команд значно знижує ефективність роботи МК через часту передачі керуючої інформації, в той час як пристрої УНЛ і УНД управляються операторами більш високого рівня .

СВЗУ має наступні основні технічні характеристики. Пристрій УНЛ забезпечує запис на магнітну стрічку і зчитування з неї даних з щільністю 32 біт / мм. Швидкість передачі інформації від УНЛ до УКН становить 64 кбайт / с. Виконання команд запису і читання забезпечується при прямому русі, а команди руху виконуються пристроєм як при прямому, так і при зворотному переміщеннях стрічки.

На відміну від пристрою УВУ ЄС ЕОМ пристрій УНЛ дозволяє при одному зверненні:
- записувати до 8192 блоків даних при фіксованій довжині блоку, яка може досягати 8192 байт;
- відтворювати до 8192 блоків даних довільної довжини;
- пересувати стрічку на величину від 1 до 8192 блоків або марок стрічки (ТМ);
- здійснювати операції пошуку і запису (або читання); знаходити кінець даних на стрічці;
- виробляти стирання блоку всередині масиву даних.

Крім того, в УНЛ передбачена автоматична корекція одиночних або групових помилок, що виникають на одній доріжці при читанні інформації. До пристрою УНЛ можливе підключення до 8 НМЛ.

Пристрій УНД забезпечує поблочну запис на пакет магнітних дисків, пошук по фізичній адресою і зчитування інформації, що зберігається. Блок даних може розташовуватися як на одній, так і на декількох доріжках одного циліндра, його максимальний розмір - 8192 байт. Швидкість передачі інформації від УНД до УКН становить 156 кбайт / с.

Крім загальноприйнятих команд обміну з дисковою пам'яттю, в УНД передбачена команда ініціалізації пакету дисків, виконувана без обміну інформацією з УКН (в ДОС ЄС для цієї мети існує спеціальна програма). На відміну від подібного пристрою, що входить в ЄС ЕОМ, пристрій УНД перевіряється на функціонування спільно з накопичувачем автономно від ВМ і без установки додаткового обладнання. До УНД можливе підключення до 8 НМД.

У пристрої УН передбачені контроль переданої інформації на непарність і контроль за виконанням ряду операцій. Пошук несправностей в ньому значно полегшений завдяки використанню великої кількості уніфікованих змінних блоків (приблизно 60% від загальної кількості). Оскільки зв'язок з накопичувачами здійснюється за відповідними стандартним інтерфейсам, допускається використання будь-яких накопичувачів, в яких застосовуються ці інтерфейси.

СВЗУ може працювати не тільки в складі ЕОМ М-10, а й у складі багатомашинного обчислювального комплексу (ВК). Для цієї мети в пристроях УН передбачені кошти для підключення до трьох УКН різних машин ВК. Структурна схема СВЗУ для трехмашінного ВК показана на рис. 2.

Рис.2 Структура СВЗУ трехмашінного обчислювального комплексу

Кожна машина передає чергову команду в УН незалежно від інших (але тільки після отримання повідомлення про виконання своєї попередньої команди). В УН надійшли від різних машин команди виконуються в порядку обходу по кільцю. Апаратні засоби захисту від неприпустимих звернень в УН реалізуються за допомогою масок, що зберігаються в спеціальних регістрах УН для стрічкової і дискової частин окремо. Структура має значну універсальністю зв'язків між її складовими частинами при обмеженій кількості входів - виходів кожного з пристроїв, що досягається поділом комутуючих функцій між УКН і УН.

При збільшенні числа машин в ВК (понад три) зберігається можливість організації доступу кожної машини до всіх накопичувачів, хоча і з втратою часу при зверненні. Ця можливість реалізується на рівні УКН за допомогою засобів швидкого межмашинного обміну (МО), що дозволяють кожному УКН обмінюватися з двома іншими УКН 68-розрядними інформаційними словами і (64 інформаційних та 4 контрольних розряду). Пропускна здатність тракту МО не менше 0,5 Мбайт / с.

Утворене СВЗУ загальне поле пам'яті ВК являє собою не тільки розширену пам'ять кожної ЕОМ і загальне сховище інформації, а й засіб зв'язку між машинами, що не вимагає спеціальних апаратних витрат. Структура СВЗУ дозволяє економічно ефективними заходами забезпечити високу надійність і підвищену продуктивність багатомашинного ВК.

література

1. Карцев М. А. Архітектура цифрових обчислювальних машин. М., "Наука", 1978.
2. Неллін В. В., Руцькой М. В., Смирнов В. В. До організації зовнішньої дискової пам'яті обчислювальних комплексів. - "Питання радіоелектроніки", сер. ЕОТ, 1978, вип. 6.
3. 3олотаревскій Б. Л., Талашова Л. А. До організації загального поля зовнішньої пам'яті в обчислювальній системі. - "Питання радіоелектроніки", сер. ЕОТ, 1974, вип. 11.

Статті про ЕОМ М-10
Збірник "Питання радіоелектроніки", серія "Електронна обчислювальна техніка", випуск 9, 1980 г.
Передруковується з дозволу авторів.
Стаття надрукована в музей 05.09.2007 р