presentation-3 (Презентации), страница 5

Глушкова. Входной языкмашины, названный АЛМИР-65, былразработан коллективом в составе В.М.Глушкова, А.А. Стогния, А.А. Летичевского,В.П. Клименко, А.А. Дородницыной и др.В более поздних моделях ЭВМ – ―МИР-2‖ и―МИР-3‖ – язык АЛМИР-65трансформировался в язык Аналитик,однако сохранилась программнаясовместимость ―снизу вверх‖.• Машина ―МИР-1‖ относится к классу малыхЭВМ 2-го поколения. Она предназначена дляавтоматизации инженерных расчѐтов.• Вычислительная машина фактическиявляется аппаратно-микропрограммнопрограммным интерпретатором языкаАЛМИР-65. С точки зрения программиста онаоперирует десятичными числами любойразрядности в пределах имеющегося объѐмапамяти (требуемая разрядность указываетсяв самой программе).• Ввод программы и вывод результатовосуществляется посредствомэлектронной пишущей машинки сширокой кареткой. Скорость печатидостигает 10 символов в секунду.• ЭВМ имеет оперативную памятьобъѐмом 4096 12-разрядных ячеек.Каждая ячейка может хранить один изсимволов входного языка, служебноеслово или идентификатор стандартнойфункции.• Устройство микропрограммногоуправления (УМУ)• Устройство микропрограммного управленияслужит для обеспечения выполнениярабочей программы.

Оно также организуетвзаимодействие всех других устройствмашины.• В состав УМУ входят следующие узлы:• – блок матрицы информационной (МИ);• – матрица операторов (МОп);• – счѐтчик матрицы информационной (СчМИ);• –- счѐтчик матрицы операторов (СчМОп);• – схемы управления матрицами.• Информационная матрица содержит алгоритмработы машины, записанный на еѐ внутреннемязыке. Алгоритм представляет собой наборследующих программ:• – предварительной обработки входной информации;• – распознавания и выполнения операторовпрограммы на языке АЛМИР-65;• – выполнения арифметических операций;• – вычисления элементарных функций.• Всего МИ содержит 4096 команд.• Матрица операторов хранит микропрограмму,обеспечивающую выполнение операторовинформационной матрицы.

Всего в МОп размещено1024 микрокоманды.• Счѐтчик МИ хранит адрес оператора винформационной матрице, а счѐтчик МОп – адресмикрокоманды в матрице операторов.• Вычислительная машина М — 10• Вычислительная машина М10 представляет собоймногопроцессорную системусинхронного типа.• Ее среднее быстродействие превышает5 млн. операций в секунду, объемвнутренней памяти равен 5 мегабайтам(1 310 720 слов).• Электронная вычислительная машинаМ-10 (ЭВМ М-10)• ЭВМ М-10• Машина оперирует с числами трех форматов:полуслово (16 двоичных разрядов), слово(32 разряда), двойное слово (64 разряда).Имеется также неполный список операцийнад 128-разрядными числами. 16-разрядныечисла являются всегда числамис фиксированной запятой — целыми илидробными.

32-разрядные и 64-разрядныечисла могут быть как с фиксированнойзапятой, целыми либо дробными, таки с плавающей запятой (8 двоичных разрядовпорядка и соответственно 24 или56 двоичных разрядов мантиссы).• Основная процессорная часть машинысостоит из двух программноперестраиваемых линеек процессоров.Каждая линейка в зависимости от кодаоперации представляет собой либовосьмерку 16-разрядных процессоров,либо четверку 32-разрядныхпроцессоров, либо пару 64-разрядныхпроцессоров, выполняющих однуи ту же операцию (разумеется, надразными данными).• Другая линейка процессоров можетодновременно выполнять такую же илидругую операцию.• Определенные коды операции собирают всепроцессоры линейки в единый векторныйпроцессор.• Например, при выполнении операции―скалярное произведение‖ в линейкепроцессоров в течение одного тактавыполняется попарное перемножение восьмипар 16-разрядных чисел или четырех пар 32разрядных чисел, суммирование полученныхпроизведений между собой и с суммой,накопленной в предыдущем такте.• Одновременно с выполнением операций надчислами в основных процессорных линейкахвырабатывается до 5 строк булевских переменных,в которых каждый двоичный разряд соответствуетопределенному признаку, относящемусяк операндам, участвующим в операции, илик результату операции.• Например, при выполнении сложения (восьми пар16-разрядных чисел или четырех пар 32-разрядныхчисел или двух пар 64-разрядных чисел)вырабатываются строки булевских переменных,содержащие соответственно по 8, или по 4, илипо 2 двоичных разряда: w — признаки переполнения,е - признаки равенства между собой слагаемых, m признаки того, что первое слагаемое в данной пареоказалось больше второго, г - признаки равенстварезультата нулю, s — признаки полученияотрицательного результата.• Эти признаки — непосредственно или черезпамять — могут передаваться в специальныйпроцессор обработки строк булевских переменных,действующий одновременно с линейками основныхпроцессоров и способный выполнять полный наборлогических операций над булевскими переменными.Строки булевских переменных, полученныенепосредственно при выполнении основныхарифметических или логических операций надчислами, или в результате работы указанногоспециального процессора, или прочитанныеиз памяти, могут далее использоваться: дляорганизации условных передач управления, либов качестве ―масок‖ для выполнения основныхарифметико-логических операций.• Если в коде операции для основной линейкипроцессоров указывается, что операциядолжна быть выполнена под маской,то в линейке блокируются те процессоры, длякоторых соответствующие разряды маскисодержат нули (а при выполнении операциипод ―инверсной‖ маской блокируютсяпроцессоры, для которых соответствующиеразряды маски содержат единицы).Механизм масок является важныминструментом эффективной организациипараллельных вычислений.

Еще одинспециализированный процессор, входящийв состав центральной части машины,предназначен для выполнения индексныхопераций.•Внутренняя память машины представлена устройствами трех типов:главная оперативная память объемом 512 кбайт (131 072 слова),главная постоянная память того же объема, предназначеннаяв основном для хранения резидентных частей операционной системы,и большая оперативная память объемом 4 Мбайта (1 048 576 слов).• С точки зрения пользователя все эти устройства являютсяединым полем памяти, хотя с центральной процессорнойчастью непосредственно сообщаются только главнаяоперативная и главная постоянная память. Операционнаясистема совместно с автоматом обмена обеспечиваетсвоевременную подкачку необходимых сегментов из большойпамяти в главную. Свопинг (двусторонний обмен) междуглавной и большой памятью идет со скоростью около20 Мбайт/с в каждую сторону и одновременно со счетомв центральном процессоре.

Что касается внешнего обмена,то он идет со всем объемом внутренней памяти: как с главнойпамятью, так и с большой.• Электронная вычислительная машина М-13• Главный конструктор — М. А. Карцев• Организация-разработчик: Научноисследовательский институт вычислительныхкомплексов (НИИВК).• Завод-изготовитель — Загорскийэлектромеханический завод Министерстварадиопромышленности СССР.• Год окончания разработки: 1982.• Год начала выпуска: 1985.• Число выпущенных машин — около20 комплектов.• Область применения• Построение вычислительных комплексов дляуправления сложными системами и обработкиих информации в реальном масштабе времени.• Машина представляет собоймногопроцессорную систему, включающуюцентральную процессорную часть,аппаратные средства поддержкиоперационной системы, абонентскоесопряжение и специализированнуюпроцессорную часть.• Центральная процессорная часть,предназначенная для основных вычислений,содержит арифметические процессоры(АЛУ), устройства внутренней памяти (ОПГ,ППГ, ОПП), центральное устройствоуправления (ЦУУ), центральное устройстворедактирования (ЦУР) и мультиплексныйканал (МПК).• АЛУ — векторное арифметико-логическое устройство.Оперирует с числами с фиксированной и плавающей запятой.В зависимости от исполнения в состав ЭВМ М-13 может входитьодин, два или четыре шкафа АЛУ.

Один шкаф включает четырепроцессора. Каждый процессор производит операции надодной, двумя или четырьмя парами соответственно 32-, 16- или8-разрядных операндов.• ЦУУ — центральное устройство управления осуществляетсинхронное управление центральной процессорной частьюза счет опережающего чтения группы последовательныхкоманд программы с последующей аппаратной поддержкойих параллельного выполнения. ЦУУ содержит булевскийпроцессор для управления потоками команд и длямаскирования при векторной обработке, а также процессорАМ (адресный модификатор) с производительностью 3 млн.оп./с для управления адресным пространством.• ЦУР — центральное устройство редактирования производитуплотнение массивов под маской с целью исключенияпробелов, которые появляются в процессе параллельнойобработки.• МПК — мультиплексный канал представляет собой систему,состоящую из канального процессора — интерпретатораканальных программ (ИПК) и главного канала —мультиплексора данных.

ИПК предназначен для аппаратнопрограммной поддержки операционной системы привыполнении операций ввода-вывода, обеспечения виртуальнойадресации при вводе-выводе и при обработки прерыванийот сопрягающих процессоров УАС. Главный каналпредназначен для обеспечения независимого и параллельногоинформационного обмена сопрягающих процессоровс внутренней памятью ЭВМ. Процессор МПК обеспечиваетработу в разделении времени 128 подканалов.• Аппаратные средства поддержки операционной системывключают центральный управляющий процессор (ЦУП)и устройство управления кодовыми шинами (УКШ).• ЦУП представляет собой мини-ЭВМ, система команд которойв основном совпадает с ситемой команд центральногопроцессора.

На ЦУП выполняются следующие функцииоперационной системы: переключение процессов, обработкапрерываний, организация вычислений в реальном масштабевремени на центральном процессоре, мультиплексном канале,специализированном устройстве и устройстве управлениякодовыми шинами. Кроме того, ЦУП принимает и обрабатываетсигналы об ошибках от всех устройств ЭВМ и реагируетна сигналы от центрального пульта управления, организуядиалог оператора с ЭВМ М-13.

ЦУП связан управляющимиинтерфейсами со всеми процессорами машины.• УКШ содержит таблицы трехуровневой виртуальной(математической) памяти. Связываетширокоформатными шинами все устройства машиныс внутренней памятью.• Устройство абонентского сопряжения (УАС)содержит программируемые сопрягающиепроцессоры, которые позволяют подключать какстандартные периферийные устройства, таки специализированные, входящие в составуправляемых объектов.• Специализированная процессорная частьвключает процессор когеррентной обработки (ПКО),контроллер технического управления (КТУ)• ПКО представляет собой векторно-конвейерный вычислитель.В нем используется программно-управляемаяглубококонвейерная архитектура устройства двухточечногопреобразования, основу которого определяет узел длявыполнения базовой операции быстрого преобразованияФурье.