книги из ГПНТБ / Единая система ЭВМ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Решение задач, поставленных XXIV съездом КПСС и на­ правленных на совершенствование форм и методов управления народным хозяйством страны, является одним из узловых во­ просов экономической политики партии на пути полного удов­ летворения материальных и духовных потребностей советских людей.

Новым принципиальным шагом вперед в деле совершен­

ствования технических средств для автоматизированных систем управления является разработка и серийное производство вы­

числительных машин третьего поколения — Единой системы

ЭВМ (ЕС ЭВМ), созданной совместными усилиями коллективов ученых, инженеров и рабочих Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши,

СССР и Чехословакии. Промышленный выпуск первых моделей

ЕС ЭВМ был начат в 1972 г. В настоящее время вводится в экс­

плуатацию значительное количество машин Единой системы и число пользователей быстро растет.

Особенности структуры и характеристики технических и программных средств ЕС ЭВМ, как семейства с быстродей­ ствием от нескольких десятков тысяч до полутора миллионов операций в секунду, определяют возможности эффективного использования моделей Единой системы для построения различ­

ных автоматизированных систем обработки данных. Модульная конструкция системы, реализованная при проектировании, по­ зволяет производить реконфигурацию моделей, наращивание вычислительной мощности и подключение новых устройств. При этом благодаря программной совместимости основных моделей не требуется переработка прикладных программ. Программная совместимость создает также возможность накопления архива программ для однотипных систем обработки данных. Техниче­ ские средства ЕС ЭВМ позволяют создать многомашинные и

многопроцессорные системы, системы телеобработки данных и системы коллективного пользования.

Одной из наиболее сложных задач является обучение кад­ ров, силами которых будет проводиться подготовка задач и эксплуатация вычислительных машин. Поскольку модели

ЕС ЭВМ предназначены для использования в качестве базовых ЭВМ для АСУ разных звеньев хозяйственного управления и планирования, к эксплуатации новых машин будет привле­ каться все более широкий круг специалистов самых разных отраслей промышленности. Решение кадровых вопросов невоз­ можно без наличия достаточного объема информации, описы­ вающей все стороны Единой системы, начиная от общих осо-

Единая система электронных вычислительных машин (ЕС

ЭВМ) представляет собой семейство программно-совместимых

вычислительных машин третьего поколения, предназначенных

для решения широкого класса научно-технических, экономиче­ ских, управленческих и других задач, а также для применения в различного рода автоматизированных системах управления и системах обработки данных. Такая универсальность ЭВМ

Единой системы достигается за счет универсального набора ко­

манд для обработки любых видов информации; программной

совместимости основных ЭВМ семейства; модульного принципа построения и стандартизации связей и процедур управления;

расширенной номенклатуры устройств с разным уровнем бы­ стродействия и разными функциональными характеристиками; развитых аппаратных средств взаимодействия с операцион­ ной системой; мощной системы математического обеспе­ чения.

Все эти особенности позволяют создавать системы перемен­

ной конфигурации с возможностью постепенного, по мере на­

добности, наращивания вычислительной мощности путем за­

мены центрального процессора более производительным и рас­ ширения емкости основной оперативной памяти. При этом за счет программной совместимости, позволяющей выполнять без перепрограммирования и повторной трансляции любую про­ грамму, разработанную для одной ЭВМ Единой системы, на

дюбой другой ЭВМ семейства, все накопленное программное обеспечение сохраняется.

Сочетание аппаратных и программных средств Единой си­ стемы обеспечивает работу во всех режимах, обычно требуемых пользователю: пакетной обработки, мультипрограммном, в реальном масштабе времени, диалоговом, с разделением вре­

мени и др.

Высокая надежность, сравнительная малогабаритность до­ стигаются благодаря использованию современной микроэлект­ ронной конструктивно-технологической базы. Электронная

часть всех устройств построена с широким использованием мо­ нолитных интегральных схем. Проведена широкая стандартиза­

ция на все-х уровнях конструкции, упрощающая процессы про­

изводства, эксплуатации и обслуживания.

5

ФОРМА И ФОРМАТЫ ДАННЫХ

Одним из средств, обеспечивающих совместимость отдель­ ных моделей ЕС ЭВМ, являются принятая форма и форматы представления данных. За единицу представления данных в системе принят слог из восьми битов (двоичных разрядов), на­

зываемый байтом. Для целей контроля к восьмибитовому слогу может быть присоединен еще один дополнительный двоичный разряд — бит четности, который, однако, не может быть исполь­ зован программой и служит только для аппаратного контроля.

Память организована таким образом, что возможна адреса­ ция к каждому байту независимо от адресуемой единицы (т. е. физической разрядности памяти) за одно обращение, которая различна в разных моделях ЕС ЭВМ. Байториентированная

В первом случае длина поля данных может изменяться в пре­ делах до 256 байт. Данные фиксированной длины имеют фор­

В формате с фиксированной запятой, который используется главным образом для представления адресов, констант и дан­ ных, не требующих высокой разрядности, двоичный операнд имеет длину слова, 31 разряд которого занимает целая часть числа и один разряд — знак (рис. 2а). Отрицательные числа представляются в дополнительном коде с единицей в знаковом разряде. Некоторые операции с данными с фиксированной запя­ той (умножение, деление, сдвиг) могут выполняться с операн­ дами длиной двойного слова.

При обработке чисел в формате с плавающей запятой ис­ пользуется шестнадцатиричная система счисления (четыре бита воспринимаются как одна шестнадцатиричная цифра). При та­ ком представлении экономится разрядность и создается удоб­ ство записи двоично-кодированных чисел. Числа с плавающей запятой могут иметь один из трех форматов (рис. 2в): корот­ кий, длинный и с расширенной точностью. Во всех трех слу­ чаях характеристика задается семью разрядами, что обеспечи­ вает представление данных в диапазоне от 10 7β до IO+76.

В операциях над десятичными числами применяется упако­ ванный формат данных и формат с зоной. В первом формате

вкаждом байте помещены две десятичные цифры, а в формате

сзоной младших четыре разряда занимает цифра, остальная же часть свободна и называется зоной. Данные в обоих случаях рассматриваются как целые числа в прямом коде со знаком в

6

байт

11000001 I

О7

Для ЕС ЭВМ установлены два основных кода: двоичный код для обработки информации (ДКОИ) и для обмена данных, для CMO и устройств ввода — вывода и код для обмена информа­

цией КОИ-8, предназначенный для обмена информацией на но­ сителях (магнитных лентах н дисках) с соблюдением рекомен­ даций ИСО.

7

8

Установлены два вида алфавита: международный и полный.

Первый содержит в классе служебных символов — 33 символа,

в классе графических символов — 95 символов (52 прописные и строчные буквы латинского алфавита, 10 цифр и 33 специаль­ ных знака). В полный алфавит дополнительно входит 32 слу­ жебных символа, буквы русского алфавита и один специальный знак (логическое НЕ).

СИСТЕМА АДРЕСАЦИИ И ФОРМАТЫ КОМАНД

В системе адресации ЕС ЭВМ очень гибко сочетаются раз­ личные способы адресации с переменной адресностью и малым количеством форматов команд (рис. 3).

Для задания признаков, масок и констант используется непосредственная адресация, при которой операнд представлен

непосредственно в команде. При прямой адресации в команде размещается полноразрядный адрес операнда. Поэтому этот способ адресации применяется в ЕС ЭВМ только для адресации

регистров общего назначения и регистров с плавающей запятой, а также для адресации данных в пределах поля оперативной

памяти емкостью 4096 байтов.

Начальный адрес прямо адресуемого раздела памяти (его

база) задается содержимым одного из регистров общего назна­ чения, а адрес нужных данных в пределах этого раздела — до­ бавлением к базе смещения. Такой способ адресации, называе­ мый относительным, удобен тем, что позволяет с помощью управляющей программы, меняя только базовый адрес, переме­ щать программы или фрагменты программ по всей оперативной

памяти. При этом программист освобождается от необходимо­

сти следить за размещением программы.

Последний способ адресации (косвенной или неявной) свя­ зан с наличием команд, в которых адрес операнд подразуме­ вается кодом операции, или адресом другого операнда в команде. Все способы адресации, принятые в ЕС ЭВМ, реали­ зуются при сравнительно небольшом наборе форматов команд. В самой короткой команде формата типа «регистр — регистр» адресуются оба операнда в регистрах общего назначения. Ад­

ресом результата при этом является адрес первого операнда.

В команде формата типа «регистр — память» адрес одного

из операндов задается в оперативной памяти. При таком фор­ мате допускается двойная модификация адреса, когда действи­ тельный адрес может быть получен в виде суммы содержимого регистра базы (Б), содержимого регистра индекса (И) и вели­ чины смещения (СМ).

В операциях над данными в формате переменной длины

используются команды «память — память», допускающие раз­ личные модификации формата. Длина поля операнда может быть задана в команде в явной форме (Д) или неявно. Полный

9