книги из ГПНТБ / Основы автоматизации для металлургов

Согласно современным тенденциям проектирования ВМ, цент­ ральный вычислитель имеет агрегатную конструкцию. В этом слу­ чае процессор содержит несколько регистров, которые исполь­ зуются как для проведения собственно вычислений, так и для управ­ ления работой ЭВМ.

Заменой отдельных элементов памяти в управляющем устрой­ стве, служащих для записи микрокоманд, можно приспособить ЭВМ для решения требуемого типа задач, или можно изменить машинный код ЭВМ (т. е. смоделировать другую ЭВМ). Так, на­ пример, ЭВМ RCA-Spectra-70 может при помощи микрокоманд работать непосредственно по программам, разработанным в ма­ шинном коде для ЭВМ IBM 1401, RCA 501, 301 и 3301.

На некоторых ЭВМ можно осуществлять прямое микропрограм­ мирование.

В настоящее время начинают находить применение ЭВМ с пе­ ременной структурой процессора, в которых при помощи микроко­ манд переключаются отдельные узлы процессора таким образом, чтобы требуемая математическая операция была проведена в ма­ ксимально короткий срок. В некоторой степени к таким ЭВМ отно­ сится BURROUGHS В-5000.

Практическое использование программистом прямого микро­ программирования требует, однако, совершенного знания ЭВМ, по­

Цифровая ЭВМ имеет целый ряд периферийных устройств, не­ которые из них будут рассмотрены ниже.

З а п о м и н а ю щ е е у с т р о й с т в о н а м а г н и т н о м б а р а ­ б а н е (рис. 125) является относительно дешевым и обладает сред­ ним быстродействием. Ранее его использовали в качестве внутрен­ него быстродействующего накопителя. Для ЭВМ, имеющих ферритовый быстродействующий накопитель, запоминающее устройство

196

на барабане служит внешним запоминающим устройством. Часто запоминающее устройство на барабане используют в качестве вспо­ могательного промежуточного накопителя между запоминающим устройством на магнитной ленте и ферритовой памятью.

под считывающей головкой намагниченные места вызывают в об­ мотке головки в зависимости от направления намагничивания положительный или отрицательный электрический импульс, соот­ ветствующий единице или нулю, который затем формируется та­ ким образом, чтобы он соответствовал записанной на диске инфор­ мации (0 или 1).

расстояние не более 10—15 мкм. Плотность записи составляет 4— 40 бит/мм, ширина записи составляет примерно 1,25 мм. Каждая головка записывает или считывает информацию по одной дорожке, расположенной по окружности барабана и проходящей под актив­ ной частью головки. На поверхности барабана имеется обычно 50—100 дорожек, а у внешних запоминающих устройств — до 2000 дорожек. Дорожки, используемые для записи или считывания од­ ного слова, иногда называют каналами (при последовательной

197

•ответственно для верхнего и нижнего слоя двух смежных дисков. Диски вращаются с синхронной скоростью вокруг оси, плечи с го­ ловками не вращаются и могут перемещаться в радиальном на­ правлении, так что запись информации можно проводить по всей поверхности диска. Иногда для каждого слоя используют отдель­ ное плечо.

Организация записи в запоминающем устройстве на дисках (например, у IBM) может происходить следующим образом: на каждой плоскости записи имеется 100 концентрических дорожек записи. На каждой из этих дорожек можно записать 2000 шести­ разрядных слов (12 000 бит), кроме того, здесь же записываются адреса секторов. Дорожки разделены на 20 секторов по 100 слов

(рис. 128). Десять соответствующих дорожек записи на обеих пло­ скостях каждого из пяти дисков образуют цилиндр (память в виде «коры головного мозга»), который можно представить как запо­ минающее устройство на барабане с десятью дорожками. На одном цилиндре записано 20 000 слов (120 000 бит). Всего указанное за­ поминающее устройство на дисках имеет 100 цилиндров, тем самым емкость его составляет 2 млн. знаков. Запись информации может осуществляться последовательно или последовательно-параллельно. Записываются обычно целые блоки слов по сектору или группе

имеет свою нумерацию адресов. На первом цилиндре имеются сек­ торы 000 000—000 199, а на двадцатом цилиндре — секторы 019 800—019 999.

Выбор цилиндра осуществляется механическим перемещением плеча в зависимости от адреса, в котором соответствующим обра­ зом закодирован номер цилиндра и дорожки. Так, у IB M номер адреса делится на 20. Если, например, результатом деления

199

адреса 015734 на 20 будет число 0 | 78 | 6, а остаток 14. Выбор осу­ ществляется следующим путем: первая цифра (нуль) означает но­ мер дискового блока; двузначное число 78 означает номер ци­ линдра, а цифра 6 — номер дорожки на цилиндре. Остаток 14 озна­ чает номер сектора.

Время выборки у запоминающего устройства на дисках опре­ деляется способом размещения информации в памяти, размерами дисков и скоростью механических устройств. Среднее время вы- -

для небольших ЭВМ. В этом случае оно используется так же, как быстродействующие накопители на барабанах. У таких запоминаю­ щих устройств на дисках способ выбора иной, поскольку у них записывающие и считывающие головки неподвижны и стационарно закреплены над отдельными дорожками.

Стационарные головки часто применяют и в запоминающих уст­

кости часто используют в качестве промежуточной ступени между внутренней памятью и памятью большой емкости на магнитной ленте для временной перезаписи информации (с запоминающего устройства на ленте) во внутреннюю память и для хранения часто используемых стандартных программ.

Если эти запоминающие устройства применяются для указан­ ной цели, их называют «вспомогательной памятью».

З а п о м и н а ю щ е е у с т р о й с т в о н а м а г н и т н о й л е н т е

732 м), хранящуюся на специальных дисках (катушках). Емкость запоминающего устройства на ленте достигает нескольких десят­ ков миллионов бит. Запись информации осуществляется последо­ вательно-параллельно на 7—36 параллельных дорожках (рис. 130).

записывающей дорожки. Время выборки зависит от расстояния ме­ жду искомым адресом и стационарной частью головки.

Движением ленты управляет управляющее устройство запоми­ нающего устройства на ленте при помощи команд на перемотку

200

ленты вправо или влево, остановку движения ленты и т. п. Лента приводится в движение по соответствующему сигналу. Когда она достигнет рабочей скорости, управляющее устройство получит сиг­ нал о том, что лента подготовлена. После приведения ленты в ра­ бочее положение можно считывать или записывать информацию. Время разгона ленты в зависимости от типа устройства составляет примерно 10 мсек. После считывания или записи информации лента останавливается. Чтобы при разгоне и остановке не терялась по­ лезная часть ленты, которую из-за недостаточной скорости нельзя использовать для записи или считывания информации, запись и

плотность записи стала немного меньше 0,5. В промежутки между блоками записываются другие блоки, которые считываются при обратном движении. Маркировка начала блоков записана на вспо­

между ЭВМ и человеком, пользующимся ею. Эти устройства со­

имеет много общего с применением внешних запоминающих уст­ ройств. Запоминающее устройство на магнитной ленте может ра­ ботать, например, в качестве входного или выходного устройства для процессора. Так же как и запоминающие устройства, входные и выходные устройства оцениваются по их емкости и быстродейст­ вию и т. п.

Входные и выходные устройства делятся на прямые (панель управления — пульт управления ЭВМ, абонентская установка, управляющие входы и выходы у ЭВМ, предназначенные для пря­ мого управления процессом и др.) и косвенные, которые требуют предварительного кодирования информации или ее записи на пер­ фоленте, перфокарте, магнитной ленте, на быстропечатающем уст­ ройстве и т. п. Необходимость применения косвенных входов и вы­ ходов обусловлена непропорциональностью скорости реакции че­ ловека и ЭВМ.

Наиболее широко применяемые входные и выходные устройства описаны ниже.

202