Процессор ЕС-2030

ОЗУ ЕС-3203

ЕС-5551

Пульт управления

БСВК

АКК ЕС-4060

АКК ЕС-4060

Процессор Ес-2030

ОЗУ ЕС-3203

ЕС-5517

ЕС-5551

ЕС-5517

тут ТТТ t 11 t 11

тт?TTTTTTTTT

НМД

НМЛ

НМД

НМЛ

Рис. 2.14. Комплекс ВК-1010

В рамках ЕС ЭВМ создавались двухмашинные и двухпроцессорные комплексы, которые позволяют повысить производительность и надежность и вместе с тем отличаются относительной простотой, как технической реализации, так и программного обеспечения. Это вовсе не означает, что имеющиеся средства не позволяют создавать, скажем, трех- или четырехмашинные и трех- или четырехпроцессорные комплексы. Дело в том, что такие комплексы будут существенно сложнее и их технико-экономическая эффективность может оказаться недостаточно высокой.

Первым двухмашинным комплексом в составе ЕС был комплекс ВК-1010, построенный на базе ЭВМ ЕС-1030: В этом комплексе были использованы почти все существующие способы организации связи между ЭВМ: прямое управление, адаптер канал -канал, связь на уровне общих ВЗУ. Таким образом, в комплексе ВК-1010 не было лишь связи между ЭВМ через общую оперативную память. Структурная схема ВК-1010 (рис. 2.14) осталась практически без изменения и для последующих двухмашинных ВК созданных на базе ЕС ЭВМ-1 и ЕС ЭВМ-2: ВК-1033 (из двух ЕС-1033), ВК-2Р-35 (ЕС-1035), ВК-2Р-45 (ЕС-1045), ВК-2Р-60 (РС-1060) [5]. Эту схему можно считать типовой для ЕС ЭВМ. Рассмотрим средства, используемые в ЕС ЭВМ для создания двухмашинных комплексов.

Обмен управляющей и синхронизирующей информацией между ЭВМ осуществляется с помощью средств прямого управления, к которым относятся стандартный интерфейс прямого управления, специальные команды ПРЯМАЯ ЗАПИСЬ и ПРЯМОЕ ЧТЕНИЕ и механизм внешних прерываний. Эти средства позволяют осуществлять быструю связь между центральными процессорами и обычно используются для передачи небольших объемов информации. Через канал прямого управления к ВК подключается блок состояния вычислительного комплекса (БСВК) и пульт управления ВК, которые вместе образуют устройство управления вычислительным комплексом. Блок состояния ВК, включает в себя блок управления и регистры состояния, которые определяют режим работы ВК. Запись в эти регистры осуществляется либо оператором с пульта, либо по команде ПРЯМАЯ ЗАПИСЬ. С помощью команды ПРЯМОЕ ЧТЕНИЕ содержимое этих регистров может быть переписано в оперативную память.

Интерфейс прямого управления включает в себя: восемь входных и восемь выходных линий информации, четыре линии синхронизации, две линии внешних сигналов, линии

записи и чтения. Блок состояния совместно с пультом управления ВК позволяет осуществлять ручное переключение ВК и ЭВМ в требуемый режим работы; начальную загрузку программ; внешнее прерывание; включение и выключение питания. Кроме того, на пульте управления осуществляется индикация состояний ЭВМ, а также необходимая сигнализация об аварийных состояниях.

Адаптеры канал-канал позволяют производить обмен большого объема информации между ЭВМ; АКК работает в монопольном режиме с высокой пропускной способностью (примерно 1 Мбайт/с). Для каждой ЭВМ адаптер является как бы устройством, которое выбирается каналом: точно так же реагирует на все запросы канала, принимает и расшифровывает команды канала - с той только разницей, что команды и сигналы используются не для управления периферийным устройством, а для передачи информации между каналами и синхронизации их работы. В соответствии с функциями АКК в его структуру входят два блока управления обменом, связанных непосредственно с помощью нескольких сигнальных линий, а также через общий буферный регистр.

Третье средство комплексирования - связь ЭВМ через ВЗУ: накопители на магнитных лентах (НМЛ) и магнитных дисках (НМД). Все устройства управления НМЛ и НМД имеют двухканальные переключатели (ДКП), которые позволяют подключать УУ либо к двум каналам, либо к каналам двух ЭВМ. В первом случае ДКП обеспечивает доступ к ВЗУ через два канала, повышая тем самым надежность ЭВМ. Во втором ДКП позволяет организовать общее поле внешней памяти на НМЛ и НМД. Резервирование НМЛ к НМД тем или другим каналом осуществляется по команде ЗАРЕЗЕРВИРОВАТЬ УСТРОЙСТВО, которую выдает канал, однако есть некоторая разница в резервировании НМЛ и НМД. в первом случае канал резервирует все устройство управления, т. е. группу НМЛ, во втором - определенный накопитель. Освобождение накопителя осуществляется по команде ОСВОБОДИТЬ УСТРОЙСТВО.

Рассмотрим режимы функционирования ММВК на примере двухмашинного ВК. При исправности обеих ЭВМ возможны три режима работы. Первый: обе машины параллельно решают одни и те же задачи, однако используются результаты, выдаваемые только одной из них, которая считается основной. В случае выхода ее из строя происходит немедленное переключение на вторую (резервную) ЭВМ. Второй режим: обе ЭВМ работают как две независимые ЭВМ, каждая из которых решает свои задачи. В случае отказа одной из них вторая принимает на себя ее нагрузку. При этом либо увеличивается время пребывания задач в ЭВМ, либо решаются только самые необходимые задачи. Третий режим: одна из ЭВМ решает задачи, другая находится в режиме ожидания, готовая подключиться к работе, либо в режиме проведения профилактических работ. При неисправности одной из ЭВМ она переводится в состояние ремонта, а другая в этом случае работает без резервирования.

Аппаратные средства комплексирования ЕС ЭВМ дополняются соответствующими программными средствами. Для первых ВК ЕС ЭВМ была разработана специальная операционная система ОС-К1. В дальнейшем программные средства, обеспечивающие работу средств комплексирования, включались в состав основной операционной системы ОС ЕС. В ОС ЕС предусмотрено соответствующее программное обеспечение для каждого уровня комплексирования. Для обращения одного процессора к другому по интерфейсу прямого управления служит макро команда ПРЯМАЯ ЗАПИСЬ. В связи с последовательной структурой данных, передаваемых через АКК, предусмотрены два метода доступа: последовательный с очередями и базисный последовательный. В каждом методе свой набор макрокоманд, обеспечивающий работу с помощью АКК. Предусмотрена также программная проверка правильности информации, передаваемой через АКК, с помощью контрольной суммы.

Первым двухпроцессорным комплексом в ЕС ЭВМ был комплекс ВК-П45, структура которого (рис. -.15) является типовой для двухпроцессорных комплексов в ЕС. Тип структурной организации - МПВК с многовходовой оперативной памятью. Процессоры имеют доступ к модулям памяти через адаптеры памяти (АП), которые и осуществляют

необходимую коммутацию. Минимальная емкость ОЗу в комплексе 2 Мбайт, максимальная - 8 Мбайт (емкость одного модуля 1 Мбайт). Оба процессора могут обращаться в ОЗУ одновременно, конфликты возникают при обращении двух процессоров к одному АП, Для их разрешения предусмотрена схема, организующая очередь запросов. Схема работает таким образом, что при наличии запросов от двух процессоров обращение их к ОЗУ производится попеременно: обращение дважды подряд одного процессора запрещено.

ПКФ

АП1

ОЗУ1\ ... ОЗУ4

ДУВУ

гп

УВВ ДУВВ

гп

УВВ

Рис. 2.15 Комплекс ВК2П45

Так как каждый из двух процессоров должен иметь в ОЗУ собственную зону фиксированных ячеек, в качестве которой в однопроцессорном комплексе используется зона с адресами 0-4095, то в каждом процессоре предусмотрен механизм префиксации. Большинство адресов при обращении процессора к памяти обрабатывается с префиксацией. Такие адреса называются реальными, а не обрабатываемые - абсолютными. В результате формирования абсолютного адреса реальные адреса О-4095 заменяются 4096 адресами блока, адрес которого начинается с адреса, указанного в регистре префикса. Префикс - это 12-разрядное число, размещенное в регистре префикса. Содержимое регистра может быть установлено и проверено командами УСТАНОВИТЬ ПРЕФИКС и ЗАПИСЬ В ПАМЯТЬ ПРЕФИКСА соответственно. При установке префикса разряды 0-7 и 20-31 регистра префикса игнорируются, а при записи в память в эти разряды записываются нули (разряды «обнуляются»). В исходном состоянии во все разряды регистра записаны нули. При префиксации адреса перекодируются следующим образом:

1.Разряды 8-19 адреса памяти, если они имеют нулевые значения, замещаются разрядами 8-19 регистра префикса, т. е. происходит сдвиг зоны с адресами 0-4095 в отведенную данному процессору зону памяти.

2.Разряды 8-19 адреса памяти в случае равенства их разрядам 8-19 префикса заменяются нулями, т. е. часть памяти, отведенная под зону процессора, перемещается в зону с адресами 0-4095.

3.Разряды 8-19 адреса не изменяются, если они все не равны нулю или не равны соответствующим разрядам префикса, т. е. эти адреса являются общими для обоих процессоров и не подлежат изменению.

Реконфигурация комплекса осуществляется со специального пульта реконфигурации, который имеет соответствующие органы. С их помощью любой из модулей ОЗУ можно подключить к любому процессору или к обоим процессорам, а также задать любой диапазон