Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → История отечественной вычислительной техники  → Структура внешней памяти вычислительной машины М-10

Структура внешней памяти вычислительной машины М-10

Рассмотрены вопросы организации и построения внешних запоминающих устройств М-10 и особенности системы команд управления внешней памятью по сравнению с ЕС ЭВМ. Показаны дополнительные возможности внешних запоминающих устройств.

Система внешних запоминающих устройств (СВЗУ) служит для расширения объема памяти ЭВМ М-10. В качестве внешних запоминающих устройств в ней используются накопители на магнитной ленте (НМЛ) типа ЕС-5017 с емкостью кассеты до 20 Мбайт и накопители на сменных магнитных дисках (НСМД) типа ЕС-5056М с емкостью пакета дисков 7,25 Мбайт.

Виды операций для СВЗУ задаются укрупненными операторами — командами, поступающими из мультиплексного канала (МК). Приняв команду, СВЗУ выполняет связанные с ней конкретные действия, после чего выдает в МК слово состояния, в котором содержатся сведения об условиях окончания выполнения команды. Структурная схема СВЗУ показана на рис. 1. СВЗУ включает в себя устройство коммутации накопителей (У КН), устройства управления накопителями (УН) и подключенные к ним накопители.

Структура СВЗУ

Рис. 1. Структура СВЗУ

УКН обеспечивает сопряжение между УН и МИ. Обмен информацией между УКН и МИ производится по двум направлениям записи, двум направлениям чтения и направлению выдачи состояния 544-разрядными словами (512 информационных и 32 контрольных разряда). Работа по всем направлениям может идти одновременно и независимо по общим мультиплексным числовым шинам.

Для связи с устройствами УН в УКН имеется шесть двухсторонних направлений обмена, инвариантных по отношению к информационным направлениям связи с МК. Направление выдачи слова состояния обслуживает все шесть направлений связи с УН. Обмен информацией с каждым УН производится 68-разрядными словами (64 информационных и 4 контрольных разряда) по раздельным шинам.

После получения от МИ команды УКН проверяет возможность установления логической связи с адресуемым УН и в случае занятости или неготовности последнего сообщает об этом в слове состояния. Если логическая связь возможна, УКН передает команду адресуемому УН и обеспечивает обмен информацией между МК и УН. После выполнения команды УКН принимает из УН слово состояния, добавляет в него информацию о своем состоянии и выдает полное слово состояния в МК. 

В УКН предусмотрена возможность расширения количества подключаемых к МК устройств сопряжения благодаря наличию транзитной передачи 544-разрядных слов и управляющих сигналов; в частности, могут быть подключены дополнительные устройства УКН для увеличения объема внешней памяти. Электрическое согласование входных и выходных цепей в УКН обеспечивает возможность его подключения к устройствам, выполненным на элементах серий 133 или 217 без ухудшения параметров сигналов, что позволяет развить систему путем применения более широкого класса устройств.

В устройстве управления накопителями конструктивно объединены два логически независимых устройства: УНЛ (управление лентами) и УНД (управление дисками), имеющих унифицированное сопряжение с УКН. Применение в СВЗУ М-10 устройств управления, входящих в состав ЕС ЭВМ, оказалось нецелесообразным, поскольку необходимость работы с цепочками команд значительно снижает эффективность работы МК из-за частой передачи управляющей информации, в то время как устройства УНЛ и УНД управляются операторами более высокого уровня.

СВЗУ имеет следующие основные технические характеристики. Устройство УНЛ обеспечивает запись на магнитную ленту и считывание с нее данных с плотностью 32 бит/мм. Скорость передачи информации от УНЛ к УКН составляет 64 кбайт/с. Выполнение команд записи и чтения обеспечивается при прямом движении, а команды движения выполняются устройством как при прямом, так и при обратном перемещениях ленты.

В отличие от устройства УВУ ЕС ЭВМ устройство УНЛ позволяет при одном обращении:
— записывать до 8192 блоков данных при фиксированной длине блока, которая может достигать 8192 байт;
— воспроизводить до 8192 блоков данных произвольной длины;
— передвигать ленту на величину от 1 до 8192 блоков или марок ленты (ТМ);
— осуществлять операции поиска и записи (или чтения); находить конец данных на ленте;
— производить стирание блока внутри массива данных.

Кроме того, в УНЛ предусмотрена автоматическая коррекция одиночных или групповых ошибок, возникающих на одной дорожке при чтении информации. К устройству УНЛ возможно подключение до 8 НМЛ.

Устройство УНД обеспечивает поблочную запись на пакет магнитных дисков, поиск по физическому адресу и считывание хранимой информации. Блок данных может располагаться как на одной, так и на нескольких дорожках одного цилиндра, его максимальный размер — 8192 байта. Скорость передачи информации от УНД к УКН составляет 156 кбайт/с.

Кроме общепринятых команд обмена с дисковой памятью, в УНД предусмотрена команда инициализации пакета дисков, выполняемая без обмена информацией с УКН (в ДОС ЕС для этой цели существует специальная программа). В отличие от подобного устройства, входящего в ЕС ЭВМ, устройство УНД проверяется на функционирование совместно с накопителем автономно от ВМ и без установки дополнительного оборудования. К УНД возможно подключение до 8 НМД.

В устройстве УН предусмотрены контроль передаваемой информации на нечетность и контроль за выполнением ряда операций. Поиск неисправностей в нем значительно облегчен благодаря использованию большого количества унифицированных сменных блоков (приблизительно 60% от общего количества). Поскольку связь с накопителями осуществляется по соответствующим стандартным интерфейсам, допускается использование любых накопителей, в которых применяются эти интерфейсы.

СВЗУ может работать не только в составе ЭВМ М-10, но и в составе многомашинного вычислительного комплекса (ВК). Для этой цели в устройствах УН предусмотрены средства для подключения к трем УКН разных машин ВК. Структурная схема СВЗУ для трехмашинного ВК показана на рис. 2. 

Структура СВЗУ трехмашинного вычислительного комплекса

Рис.2 Структура СВЗУ трехмашинного вычислительного комплекса

Каждая машина передает очередную команду в УН независимо от других (но только после получения сообщения о выполнении своей предыдущей команды). В УН поступившие от разных машин команды выполняются в порядке обхода по кольцу. Аппаратные меры защиты от недопустимых обращений в УН реализуются при помощи масок, хранящихся в специальных регистрах УН для ленточной и дисковой частей отдельно. Структура обладает значительной универсальностью связей между ее составными частями при ограниченном числе входов — выходов каждого из устройств, что достигается разделением коммутирующих функций между УКН и УН. 

При увеличении числа машин в ВК (свыше трех) сохраняется возможность организации доступа каждой машины ко всем накопителям, хотя и с потерей времени при обращении. Эта возможность реализуется на уровне УКН с помощью средств быстрого межмашинного обмена (МО), позволяющих каждому УКН обмениваться с двумя другими УКН 68-разрядными информационными словам и (64 информационных и 4 контрольных разряда). Пропускная способность тракта МО не менее 0,5 Мбайт/с.

Образованное СВЗУ общее поле памяти ВК представляет собой не только расширенную память каждой ЭВМ и общее хранилище информации, но и средство связи между машинами, не требующее специальных аппаратных затрат. Структура СВЗУ позволяет экономически эффективными мерами обеспечить высокую надежность и повышенную производительность многомашинного ВК. 

Литература

  1. Карцев М. А.  Архитектура цифровых вычислительных машин. М., “Наука”, 1978.
  2. Нэллин В. В., Руцков  М. В., Смирнов  В. В. К организации внешней дисковой памяти вычислительных комплексов. — “Вопросы радиоэлектроники”, сер. ЭВТ, 1978, вып. 6. 
  3. 3олотаревский Б. Л., Талашова  Л. А. К организации общего поля внешней памяти в вычислительной системе. — “Вопросы радиоэлектроники”, сер. ЭВТ, 1974, вып. 11. 

Статьи об ЭВМ М-10 
Сборник “Вопросы радиоэлектроники”, серия “Электронная вычислительная техника”, выпуск 9, 1980 г.
Перепечатывается с разрешения авторов.
Статья помещена в музей 05.09.2007 г.

Проект Эдуарда Пройдакова
© Совет Виртуального компьютерного музея, 1997 — 2017