51
А. Салтовский
ЕС ЭВМ-семейство
универсальных
вычислительных
машин
В настоящее время универсальные ЭВМ обычно проектируется и производятся семействами. Каждый представитель семейства имеет единые для всей семьи основные технические характеристики, но отличается от «родственников» производительностью.
В СССР и странах социально-экономического содержания наибольшее распространение получило семейство универсальных ЭВМ серии EC (Единая Система). Большая десята типов ЭВМ этой серии, имеющих различную производительность, совместимы с точки зрения использовать программы и данных. Семейство располагает широким набором перipherных устройств, применяемых практическими во всех машинах серии. Все машины имеют единые конструктивно-технологические принципы построения.
Главная цель, которая ставилась при проектировании семейства, — охватить как можно больше области применения ЭВМ. так, чтобы стоимость машин и затраты на их изготовление находились в эквивалентном соответствии со скоростью решения, важностью и сложностью решения задач. Этот же цель служит единое программное обеспечение семейства, стоимость которого в нашей дни превосходит стоимость технических средств. Прициплально важным в таких условиях оказаться общий интерфейс ввода-вывода — стандартизованная совокупность технических и программных средств связи между каналом и внешними устройствами, которая дает возможность организовать обмен информацией между ними в стандартной форме; это позволяет использовать в одной ЭВМ самые разнообразные по своему назначению внешние устройства.
Состав семейства
С 1969 года, когда между странами СЭВ было достигнут соглашение о сотрудничестве в области вычислительной техники, за сравнительно небольшой промежуток времени были разработаны модели EC ЭВМ первого очереди — Ряд-1, а с 1973 года была начата разработка более совершенных модели этой серии — Ряд-2.
Сегодня состав семейства выглядает так:
малые ЭВМ:
модели — EC-1010, EC-1020, EC-1021;
быстроествие — 10÷100 тыссч операций в секунду;
объем оперативной памяти — 64÷512 kilобайтов;
средние ЭВМ:
модели — EC-1022, EC-1030, EC-1032, EC-1033, EC-1035, EC-1040, EC-1045, EC-1055;
быстроествие — 80÷500 тыссч операций в секунду;
объем оперативной памяти — 128—2048 kilобайтов;
большие ЭВМ:
модели — EC-1050, EC-1052, EC-1060, EC-1065;
быстроествие — 500 тыссч÷3 миллиона операций в секунду;
объем оперативной памяти — 512÷8192 kilобайта.
Единство внешних устройств
Устройства ввода и вывода информации, применяемые в современных ЭВМ, многочисленные и разнообразны. Это и АЦПУ (алфавитно-циф-
52
ровые печатающие устройства), и перфокарточные устройства вводавода, и устройства ввода-ввода на перфоленте. В последние годы стали широко использоваться устройства непосредственного, диалогового обшення оператора с ЭВМ — электронские пшушие машинки и алфавитно-цифровые дисплеи*). Все эти устройства существуют в семействе EC ЭВМ. Устройства вводавода EC ЭВМ однозупины: каждое из них может быть с равным успехом подключено к любой из машин семейства. Точно так же соединяются с машинами вишние запоминающие устройства, которые в семействе EC ЭВМ представлены магнитными дисками и накопителями на магнитной ленте. Благодаря стандартности интерфейса они могут использоваться в разных моделих независям от их производительности. Отличие, как правило, чисто количественное: более
*) Более подробно о внешних устройств рассказано в стате «Организация ввода и ввода в ЭВМ» («Квант», 1980, № 6).
мощным парком внешних устройств располагают машины большей производительности. Так, например, объем внешней памяти на магнитных дисках составляет 15 ÷ 100 метабайтов для EC ЭВМ малой производительности, а для машин большей производительности достигает несколько сотен метабайтов.
Единство архитектуры
«Семейная» преемственность различных моделей EC ЭВМ хорошо видна на схеме (см. рисунок), где показан ряд обязательных для каждой модели устройства.
В качестве примера рассматривается общая структура модели EC ЭВМ Ряд-2.
Основные элементы архитектуры EC ЭВМ Ряд-2 таковы: 1) процессор; 2) оперативная память; 3) канал ввода-ввода; 4) управление вишними устройства; 5) внешние устройства.
Ядро системы — центральный процессор («Квант», 1980, № 5).
53
Внутренняя организация процесса сора может отличаться от одной модели к другой. Это связано с тем, что производительность модели отражает стоимость затрат на ее изготовление. По аналогии, скажем, с кораблестроением, можно сказать, что совсем не обязательно придавать корпусу прогулочного катера ледокольную прочность — у каждой свой функиции.
Программная совместимость между машинами разных моделей семейства EC ЭВМ обеспечивает тем, что для всех моделей реализована одна и та же система команды и использована одна и та же структура данных (см. статью «Трехадресные, одноадресные и… безадресные машины» в № 4 «Кванта» за этот год). В частности, каждый процессор в машинах EC ЭВМ имеет 16 регистров общего назначения и 4 регистра с «плавающей запятой»*) для обеспечения повышенной точности вычисления, а последние модели EC ЭВМ (Ряд-2) располагают в процессорах шестнадцатую регистрами управления; эти регистрации недоступны обычным программам, но активно используют управляющий программо для организации вычислительного процесса и управления им.
Обязательной принадлежностью всех процессов модели EC ЭВМ является реестр слова состояния программы. Слово состояния программы, которое хранится в этом 64-разрядном регистре, предназначено для управления последовательностью исполнения команды, известным из оперативной памяти.
Обмен данных между оперативной памятью и внешними устройствами достигается с помощью канала (специализированного процессора ввод-вывод — см. упомянутую статью в «Кванте», 1980, № 6). Вмешательство процесса в эту процессру минимально — он запускает операцию и анализует результат в конце ее исполнения.
*) Это значит, что запятую, стояшую перед пробной частью числа, можно расположить в разных местах регистра.
Едиство программного обеспечения
Система команд EC ЭВМ, единая для всего семейства, позволяет осуществлять широкий набор операций над числовыми данныхми повышенной точности, необходимыми в научных задачах и в учетно-экономических приложениях, и над производными символами, характерными для задач обработки текстовой информации.
Та же общая линия на стандартизацию внутри семейства и универсальное применение видна и в системах программирования на языках высокого уровня, которые основаются на языках программирования Фортран, Кобол, Алгамс, ПЛ/1. Сейчас многоге пользователя машин EC получают возможность работать на языке Паскаль. Об этом языке будет подробно идти речь в Заочной школе программирования после летних каникул.
Говоря о программировании совместности машин семейства, важно отметить, что не все программы, написанные для EC ЭВМ Ряд-2, будут работать на машинах EC ЭВМ Ряд-1, так как старшие модели семейства содержат дополнительную группу команды, реализованную только на этих последних моделях. А вот программы EC ЭВМ Ряд-1 без всяких изменений могут обработаться на машинах EC ЭВМ Ряд-2. В этом случае говорят о программировании преемственности «снизу — вверх».
В настоящее время EC ЭВМ представляет собой развитию системы вычислительных машин социальических стран, системы, которая налаша широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. Разработка новых поколений семейства продолжается. Основные устройства конструкторов сейчас направлены как на повышение производительности, так и на снижение себестоимости. Это связано прежде всего с переходом на новую конструктивно-технологическую базу — большие интегральные схемы.