I требует ‘'ода

Вывод на пульт I i

начало коней}** / *4

U\/

Пользователь обдумывает | ответ системе I (новый запрос)

Л

Квантованное Программа

обслуживание

запроса

Ожидание*

нового

запроса

Ожидание j ^Ожидание

нового запроса \нового

Системная

фаза

Пультовая J Системная \запроса фаза I фаза ,

Цикл взаимодействия ^

Рис. 13.5. Взаимодействие пользователя с СРВ

вание на выполнение некоторой программы и указание на ис­пользуемые исходные данные).

Программа пользователя обслуживается в режиме разделе­ния времени в соответствии с принятой в системе дисциплиной квантованного обслуживания до того момента, когда или обра­ботка программы полностью завершится и произойдет вывод результата обработки на пульт пользователя, или программа дойдет до точки, когда требуются от пользователя новые указа­ния или данные. В первом случае пользователь ставит системе новую задачу, во втором сообщает дополнительные данные, позволяющие системе продолжать обработку его программы.

4. Системные программные средства мультипрограммных ЭВМ общего назначения

Эффективное функционирование ЭВМ общего назначения в различных режимах, их техническое обслуживание, работа пользователей по подготовке программ и их отладке, различные формы взаимодействия пользователей с ЭВМ обеспечиваются и поддерживаются комплексом системных программных средств (рис. 13.6).

Центральное место в этом комплексе занимают операцион­ные системы (ОС). В состав ОС входят программные средства планирования вычислительного процесса (программы управле­ния заданиями), организации вычислительного процесса, рас­пределения ресурсов, управления вводом-выводом (программы супервизора), средства управления данными, а также средства подготовки и отладки программ (системные обрабатывающие программы).

Операционные системы позволяют осуществлять мультип­рограммную работу в режимах пакетной "обработки, разделения времени, реального времени, диалоговом и др.

Происходит процесс расширения и усложнения функций, возлагаемых на ОС (программное обеспечение телеобработки, машинной графики, режимов виртуальной памяти, виртуальных машин, работы с новыми языками программирования и т. п.). Появляются новые версии ОС. Ряд функций операционных систем передается для реализации аппаратурным, главным об­разом, микропрограммным средствам.

Машины ЕС-1046 в настоящее время в основном работают под управлением операционных систем ОС-6ЕС, обеспечиваю­щих режим виртуальной памяти и возможность использования множества пакетов прикладных программ, а также более новой ОС-7ЕС, главной особенностью которой является наличие средств поддержки режима виртуальных машин (см. § 13.7).

ь

Операционные

системы

х

Тестовые и диаеностические программные и микропрограм­мные средстда

Пакеты прикладных программ

| Общего назначения [—

ОС-6 ЕС

О С-7ЕС

Расширяющие функции ОС

Вправление базами данных

Система виртуальных машин

Базовая ОС

Операционные ' подсистемы

- Диалоговой обработки

-| Дистанционной передачи файлов

Диалогового анализа аварийных ситуаций

Монитор виртуальных машин

Рис. 13.6. Системные программные средства мультипрограммных ЭВМ общего назначения

Эти программные средства объединены в систему виртуаль­ных машин, в которой, как это видно на рис. 13.6, можно вы­делить ряд операционных подсистем.

Базовая система ориентирована на решение задач в муль­типрограммном пакетном режиме.

Подсистема дистанционной передачи файлов организует пе­редачу файлов между удаленными терминалами и виртуальными машинами.

Подсистема диалоговой обработки представляет возмож­ность пользователю в диалоговом режиме со своего терминала составлять и документировать программы на языках программи­рования, принятых в ЕС ЭВМ, редактировать их, отлаживать и запускать на выполнение, получать результаты на своем тер­минале.

Подсистема диалогового анализа обрабатывает информацию об аварийных ситуациях при работе в режиме виртуальных машин.

Все приведенные выше операционный подсистемы сами по себе являются диалоговыми (кроме базовой), но однопользова­тельскими. При функционировании этих подсистем под управле­нием монитора виртуальных машин реализуется одновременная работа (конечно, на основе разделения времени) этих подсистем на нескольких виртуальных машинах.

5. Особенности структуры ЭВМ общего назначения

Рассмотрим особенности структуры ЭВМ общего назначения на примере ЭВМ ЕС-1046 [68], при этом основное внимание сосредоточим на структурных решениях, связанных с обеспече­нием мультипрограммного режима работы и повышением про­изводительности машины.

Упрощенная структура ЭВМ общего назначения представле­на на рис. 13.7. Рисунок подчеркивает выделение ряда функций управления операциями ввода-вывода в отдельную функцио­нальную систему, реализуемую в виде совокупности каналов ввода-вывода.

Значительная степень освобождения процессора от управле­ния вводом-выводом является необходимым условием для муль­типрограммной работы машины (необходимым, но недостаточ­ным). Должна быть обеспечена сбалансированность пропускных способностей процессора, памяти и системы ввода-вывода, при­чем в условиях, когда в процессорах новых моделей ЭВМ за счет эффективных структурных решений (о них речь пойдет ниже) происходит значительный рост быстродействия, уменьшается продолжительность машинного такта (в ЭВМ ЕС-1046 она со­ставляла 100 не, а в более производительных машинах — еще меньше).

[Матричный"]

Периферийные устройства

Рис. 13.7. Структура ЭВМ общего назначения (ЕС* 1046)

Это приводит к необходимости (если иметь в виду систему ввода-вывода) повышать пропускную способность каналов и ин­терфейса ввода-вывода (см. гл. 11) и увеличивать общее число каналов. В ЭВМ ЕС-1046 шесть каналов, из них два байт-муль- типлексных и четыре блок-мультйплексных с суммарной про­пускной способностью до 10 Мбайт/с. В более быстродействую­щих моделях ЕС ЭВМ используются свыше десяти каналов вво­да-вывода.

Важные и сложные функции, в том числе по обеспечению указанной выше сбалансированности, ложатся на блок управле­ния памятью: организация в режиме многоабонентного обслу­живания обмена между памятью, основными блоками процессо­ра и каналами; защита областей памяти, выделенных одним программам, от несанкционированного вторжения в них других программ; организация функционирования сверхоперативной буферной памяти;*реализация виртуальной памяти (см. гл. 14).

Сама ОП ЭВМ ЕС-1046 имеет следующие характеристики: емкость 8 или 16 Мбайт (построена на СБИС, содержащих 16 Кбит в корпусе); ширина выборки 16 байт, цикл обращения не превышает 0,7, а время выборки 0,55 мкс; автоматически корректируются одиночные ошибки (см. гл. 12).

Сложность аппаратуры, программных средств и режимов работы ЭВМ общего назначения потребовала включения в их состав средств, облегчающих и делающих более эффективными процедуры взаимодействия с машиной оператора или инженера по ее эксплуатации, оснащения ЭВМ аппаратурно-программны­ми средствами поддержки эксплуатационного обслуживания (системы автоматического контроля, восстановления, диагности­рования и др.). Важное место среди этих средств занимает специализированный сервисный процессор, который благодаря наличию в его составе дисплея, пультового ЗУ, оперативной памяти, печатающего устройства становится «интеллектуаль­ным» пультом управления машины, позволяющим оператору (инженеру) выполнять разнообразные процедуры: включение и отключение напряжения питания, первоначальную загрузку микропрограмм в УП, установку режима работы, профилактиче­ские испытания, диагностирование неисправностей и др. (см. гл. 12, а также [27]).

Одним из важных п)*гей повышения производительности ЭВМ общего назначения является включение в ее состав специ­ализированных (проблемно-ориентированных) процессоров, предназначенных для решения задач определеннрго класса или выполнения определенных вычислительных процедур. Примером такого сопроцессора служит матричный процессор, ориентиро­ванный (благодаря широкому использованию конвейеризации

AJ (Бл1 » опер	7У аций)
Акселератор |