книги из ГПНТБ / Система математического обеспечения ЕС ЭВМ

ПРЕДИСЛОВИЕ

• цладныХ программ.

Д'7 Для 5чтения книги не требуется специальной подготовки помимо Цбщего знакомства с логической структурой и системой колГанд”

'1рС ЭВМ. Для более глубокого изучения глав, содержащих деталь­ ную информацию по возможностям операционной системы ОС ЕС,

-целесообразно воспользоваться справочными документами ОС ЕС, какими, как «Язык управления заданиями», «Макрокоманды су­ первизора и управления данными», «Супервизор», «Управление ранными», описания языков и руководства по трансляторам. В кашрстве дополнительной литературы можно порекомендовать издан- Ш ш е в последние годы переводы фирменных материалов и книг по

^ р е м а | IBM 360 и 370.

гу В связи с постоянным развитием СМО ЕС ЭВМ возможности и йстваЗ системы, описанные в этой книге, могут не во всех детасоо^ветствовать состоянию системы, поставляемой в опреде-

я4яное время конкретному пользователю.

Разработанное к настоящему времени математическое обеспе-

3

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕС ЭВМ

я

1.1. МОДЕЛИ ЕС ЭВМ

Единая система электронных вычислительных машин представ' /шет собой ряд программно-совместимых моделей вычислительных машин третьего поколения: ЕС-1010; ЕС-1020; ЕС-1021, известную Ргакже под названием ЕС-1020А; ЕС-1030; ЕС-1040; ЕС-1050.

Концепции, заложенные в систему, позволяют развивать ее в дальнейшем путем добавления новых моделей.

Четыре модели ЕС ЭВМ, которые в дальнейшем будем называть

1 1 Кбайт== 1024 байтам.

2 Специальный состав команд; программная и микропрограммная интерпре­ тация полного набора команд основных моделей.

3 Специальный состав привилегированных команд.

5

Для каждой модели существует некоторый минимальный по­ ставляемый состав периферийного оборудования:

для модели ЕС-1010: мини-диск, конструктивно входящий в процессор, устройства ввода-вывода с перфоленты и пишущая ма­

шинка; для модели ЕС-1021: накопитель на сменных магнитных дис­

ках, устройство ввода с перфокарт, печатающее устройство и пи­

шущая машинка; для моделей ЕС-1020 и ЕС-1030: два накопителя на сменных

магнитных дисках, четыре накопителя на магнитной ленте, уст­ ройства ввода-вывода с перфокарт, устройства ввода-вывода с пер­ фоленты, печатающее устройство и пишущая машинка;

для модели ЕС-1040: шесть накопителей на магнитных дисках, восемь накопителей на магнитной ленте, устройства ввода-вывода с перфокарт, устройства ввода-вывода с перфоленты, печатающее устройство и пишущая машинка;

для модели ЕС-1050: шесть накопителей на магнитных дисках, восемь накопителей на магнитной ленте, два устройства ввода-вы­ вода с перфокарт, два устройства ввода-вывода с перфоленты, два печатающих устройства, две пишущие машинки.

Основными отличительными особенностями ЕС ЭВМ являются универсальность, адаптируемость к применениям, возможность по-

Iстепенного наращивания вычислительной мощности в большом диа­ пазоне. Эти черты характеризуют Единую систему в целом, т. е. как аппаратную часть, так и систему математического обеспече­ ния. Универсальность обеспечивается набором команд, включаю­ щим операции с фиксированной и плавающей точкой различной точности, логические и десятичные операции и операции с полями переменной длины, разнообразными форматами данных, мульти­ программными возможностями, развитой системой математическо-

Vго обеспечения.

'• Адаптируемость к применениям достигается благодаря пере­ менному составу моделей ЕС ЭВМ (память, каналы, периферий­ ное оборудование). Это позволяет подбирать оптимальную конфи­ гурацию модели, удовлетворяющую требованиям конкретного при­ менения. Математическое обеспечение' также адаптируется к кон­ кретным применениям. Эта адаптация заключается в выборе необ­ ходимых компонентов и настройке их на конфигурацию модели и '■класс решаемых задач.

Возможность постепенного наращивания вычислительной мощ­ ности достигается несколькими способами: увеличением количест­ ва и номенклатуры периферийных устройств, увеличением объема оперативной памяти, созданием многомашинных вычислительных

правило, не требуется. При увеличении мощности вычислительной установки, благодаря программной совместимости основных моде­ лей, имевшееся ранее программное обеспечение полностью сохра­ няется. Это значит, что программы, написанные с соблюдением оп­

6

нуждается в настройке на условия конкретного применения. Та­ кая настройка называется генерацией компонента СМО, Типич­ ным примером настройки является процесс генерации основных операционных систем ЕС ЭВМ, который получил наиболее полное воплощение в операционной системе ОС ЕС.

Операционная система ОС ЕС является общецелевой. Она ори­ ентирована не на типовые, а на самые разнообразные примене­ ния. Требования к системе обработки данных существенно отли­

должна быть достаточно сложной и большой и содержать в себе компоненты, обеспечивающие максимальное разнообразие воз­ можностей. Попытка удовлетворить все требования с помощью одной системы приводит к значительным потерям ресурсов (памя­ ти, времени работы процессора и др.). Следовательно, вместо од­ ной большой готовой операционной системы пользователю необ­ ходимо предоставить-средства, с помощью которых он мог бы ге­ нерировать операционную систему для своих нужд, приспосабли­ вая ее к конфигурации вычислительной установки и классам решаемых задач.

Процесс генерации начинается с уточнения нужд вычислитель­ ной системы. Выясняются общий объем и тип выполняемых работ, приоритеты работ различных типов, сервис для выполнения ра­ бот. Следующий наиболее важный шаг — выбор конфигурации технических средств и операционной системы в их сочетании. От него зависят производительность будущей установки и ее способ­ ность выполнить заданный объем работ по обработке данных.

Выбор средств, необходимых для конкретных применений, ока­ зывается возможным благодаря модульной структуре ОС ЕС. Мо­ дулями называются составные части операционной системы, кото­ рые могут объединяться в разных комбинациях и формировать уникальную операционную систему. Некоторые модули требуются в любой операционной системе, другие являются дополнительны­ ми (необязательными). Существуют группы альтернативных моду­ лей, выполняющих одни и те же функции с различной эффектив­ ностью. Например, один модуль требует небольшого количества памяти, но расходует много машинного времени для выполнения своих функций, а другой занимает больше места в памяти, но вы­ полняется быстрее. Пользователь может включить или не вклю­ чить тот или другой модуль в операционную систему в зависимос­ ти от ресурсов, которыми он располагает.

После того как комбинация технических средств и средств опе­ рационной системы выбрана, необходимо представить ее в такой форме, чтобы генерация системы могла быть выполнена автома­ тически. Для этой цели служит специальный язык генерации, с помощью которого пользователь описывает конфигурацию вычис­ лительной установки и определяет компоненты, которые он жела­ ет включить в операционную систему. Используя это описание и библиотеки, содержащие программные модули, выполняется про-

ъ

цесс генерации новой операционной системы. Генерация является обычным заданием и производится под управлением операционной системы. Она может быть выполнена практически с помощью любой существующей операционной системы. Потребитель может восполь­ зоваться поставляемой ему стартовой операционной системой, предназначенной для генерации. По окончании генерации системы

вней можно произвести некоторые изменения без полного повто­ рения генерации, в момент загрузки системы либо с помощью частичной генерации.

Принцип генерации заложен во все операционные системы ЕС ЭВМ. Он используется и в пакетах прикладных программ, особенно

впакетах, расширяющих возможности операционных систем или имеющих сложную логическую структуру.

Модульный принцип конструирования обеспечивает возможность непрерывного эволюционного роста операционных систем. Разви­ тие операционных систем может осуществляться не только коллек­ тивом разработчиков, но и коллективами пользователей.

Операционные системы обеспечивают совместимость программ пользователей независимо от конкретной конфигурации сгенери­ рованной системы. Это позволяет осуществлять обмен программа­ ми и выполнять их на различных установках. Существует совмес­ тимость между основными операционными системами на различных уровнях (на уровне языка Ассемблера, на уровне форматов дан­ ных). Однако эта совместимость в настоящее время неполная.

Структура СМО ЕС ЭВМ приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структура системы математического обеспечения ЕС ЭВМ

9

Используя основные операционные системы ЕС ЭВМ, можно разрабатывать программы, которые не зависят от конкретных уст­ ройств ввода-вывода, а, следовательно, могут выполняться на раз­ личных конфигурациях технических средств. Принцип независи­ мости от устройств, в полной мере реализованный в операционной системе ОС ЕС, позволяет добавлять к системе новые устройства и их программное обеспечение, причем программы пользователей, разработанные ранее, могут использовать новые устройства без перепрограммирования.

Мультипрограммирование — основа повышения производитель­ ности вычислительной системы и обеспечения различных режимов использования. В режиме мультипрограммирования эффектив­ ность использования программных и технических средств вычисли­ тельной системы может быть значительно повышена путем совме­ щения операций обмена как между собой, так и с работой цент­ рального процессора, что сокращает непроизводительные простои оборудования.

1.3. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЕС ЭВМ

Операционные системы — это комплекс программ, предназна­ ченных для улучшения функционирования и расширения примене­ ния ЭВМ, автоматизации процесса подготовки программ и про­ хождения их на машине, увеличения производительности вычисли­ тельной системы и повышения производительности труда обслу­ живающего персонала.

Целевое назначение операционной системы:

а) увеличение пропускной способности ЕС ЭВМ, т. е. увеличе­ ние общего объема работы, выполняемой системой в единицу вре­ мени;

б) уменьшение времени реакции системы, т. е. уменьшение ин­ тервала времени между моментом представления работы на обра­ ботку и моментом получения результата;

в) помощь программисту и оператору в использовании вычис­ лительной системы;

г) расширение сферы применения.

Одним из средств увеличения пропускной способности системы с помощью операционных систем является непрерывная обработка потока задания, которая осуществляется автоматическим перехо­ дом от одного задания к другому. В режиме мультипрограммиро­ вания увеличение пропускной способности достигается более эф­ фективным использованием аппаратных и программных ресурсов системы. Операционная система помогает обеспечить занятость всей системы в течение возможно более длительного времени пу­ тем эффективного распределения имеющихся в системе ресурсов по нескольким задачам и переключения управления с одной задачи на другую при возникновении задержки вычислений из-за ожида­ ния выполнения какого-либо события (операция ввода-вывода, ис­ течение временного интервала и т. д.).

10