- •Глава I
- •06Ласти применения эвм
- •1.6,1. СуперЭвм
- •Глава 2
- •8 Разрядов
- •11110001 11111001 11110001 11110111 А число — 6.285 запишется в память в виде слова из 6 байт:
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Лечит узап j
- •Сверхоперативная или местная память
- •4.2. Адресная, ассоциативная и стековая организации памяти
- •Буфер входа-выхода
- •Усилители считывания-записи
- •Глава 5
- •Проклей
- •Идентификатор адреса (s байт)
- •Сектор на дискете
- •Глава 6
- •Управляющий блок автомат)
- •Глава 7
- •В цпршВляющай блок у б
- •Сумматор частичных произведений Регистр множимого
- •О vМножимое перед началом Выполнения умножения
- •Слой элементов и
- •Глава 9
- •Двойное слада па адреса о 32 бит
- •Слобо по адресу z в бит
- •Заслать в стек ад РеЗ
- •Загрузить аз стана в Pa V
- •Номер регист
- •Непосредственный операнд 1а
- •15Ю кГго 51
- •Оповещающий сив нал „Состояние
- •Блок ревастрод
- •Ветвление в макропроерамме по уело дую Акк*0
- •Макрокоманды управления последовательностью выборка микрокоманд
- •Окно процедуры
- •Регистры параметров (а) Регистры глобальных переменных |
- •1 Нуль м Знак-
- •Запоминание состояния процессора (программы)
- •Общий сигнал прерывания
- •Код приоритетного запроса
- •Маска ввоОагвывода
- •Прерывающая
- •01 23*56789 Время
- •I участка I
- •Запись льта мп
- •I Прием операндов на регистры 1
- •Умножение чисел с фиксированной точкой
- •Сложонив чисел с плавающей точкой
- •Глава 10
- •Вызов команды и модификация счетчика команд
- •Процедура тандемных пересылок
- •Однобайтная
- •16 Разрядов
- •Передача д стек а восстановление содержимого регистров
- •Команды досстаяовяения из стеки содержимого регистров
- •Блок сегментных регистров
- •Первый байт команды Второй ffaSm команды (постбайт адресации)
- •Сегментные селекторы
- •Регистры задачи и регистры дескрипторнои таблицы
- •Блок управления и контроля оп
- •Справочник страниц
- •Физическая память
- •16 Мбайт
- •Расширенная память
- •1 Мбайт
- •С каналом ес эвм
- •Связь с другой эвм
- •I Манипулятор % I Графа- I I типа „Мышь” I I построитель I
- •Глава 11
- •Интерфейс основной намята
- •Общее оборудование мультиплексного канала
- •Глава 12
- •Определения четности переносод
- •Глава 13
- •Ill:Выполнснис программы а Выполнение про ерам мы в
- •Пакеты заданий и Входные наборы данных
- •Выходные очереди разных классов в зу на дисках
- •I требует ‘'ода
- •Пользователь обдумывает | ответ системе I (новый запрос)
- •Блок управления памятью
- •Схемы совпадения
- •Шифратор номера отделения
- •Входной коммутатор
- •Коммутации
- •Сегментная таблица п-й программы
- •Векторные, средства
- •К периферийным устройством
- •К периферийным устройствам
- •Глава 15
- •Устройства Ввода- вывода
- •Процессор 2
- •Процессор 3
- •8 Векторных регистров (по 6* слова в каждом)
- •Готовности операндов
- •Глава 16
- •Комплекс абонентского пункта
- •16.2.. Классификация вычислительных сетей
- •1 Элемент
- •Время распрост- ранена*
- •Задержка сета лри коммутации пакетов[
- •Абонентская система
- •Данные пользователя
- •Сеансовый
- •Транспортный
- •Сетевой
- •Интерфейс высоког о уровня
- •Аппаратура передачи данных
- •Установление связи
- •Данные пользователя 00Длина поля и слови я обслуживания
- •Идентификатор протокола
- •7» Бшдта) Данные пользователя б вызове
- •Поток бит
- •Новый пакет (кадр)
- •Станция 1 ведет передачу
- •Передатчик Коаксиальный кйбель
- •Глава 15. Принципы организации многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем (комплексов) и суперЭвм 489
- •1S в 7 о Слада па адресу ь
Глава 13
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ МУЛЬТИПРОГРАММНЫХ ЭВМ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
Предварительные замечания
В Советском Союзе ЭВМ общего назначения представлены имеЮщимй единую архитектуру программно-совместными машинами, образующими Единую систему ЭВМ (ЕС ЭВМ).
Общее назначение машин состоит в том, что они обладают универсальными сбалансированными по показателям эффективности и производительности возможностями:
по решению разнообразных задач: научно-технических, информационно-логических, планово-экономических, управленческих, учебно-статистических;
по сбору, накоплению, хранению и обработке больших объемов разнообразной информации;
по представлению в машине, обработке и редактированию разнообразных видов и форматов данных, а также по выполнению с высокой скоростью вычислений с различной (в том числе и очень высокой) точностью;
по использованию в составе ЭВМ разнообразных по количественным и качественным показателям наборов периферийных устройств с обеспечением высокой интенсивности обмена информацией между ядром ЭВМ и периферийным оборудованием;
по реализации разнообразных высокоэффективных режимов работы и общения пользователей с ЭВМ, в том числе мультипрограммного, многозадачного, диалогового, разделения времени, многопользовательского (коллективного пользования), реального времени и др.;
по использованию огромного объема разнообразных прикладных и системных программных продуктов.
Однако за универсальность приходится расплачиваться сложностью логической организации, аппаратурных и системных программных средств. Современные ЭВМ общего назначения — одни Из наиболее сложных объектов вычислительной техники.
ЭВМ общего назначения со сбалансированными характери- стйками для решения как научно-технических, так и разного рода информационных и планово-экономических задач являются в настоящее время вычислительными средствами, выполняющими в стране большой объем работ по машинной обработке информации и вычислениям в сферах науки, сложных инженерных задач и автоматизированных информационно-управляющих систем. Во многих случаях оказывается целесообразным ком- плексирование ЭВМ общего назначения с несколькими (иногда десятками и сотнями) персональными компьютерами, микро- и мини-ЭВМ с распределением между ними и ЭВМ общего назначения функций в соответствии с их потенциальными возможностями по обработке и хранению информации и представляемыми пользователю удобствами общения.
Сказанное объясняет, почему изучение особенностей организации ЭВМ общего назначения занимает в практическом и познавательном смысле важное место при подготовке специалистов в области создания и использования вычислительной техники.
Многие вопросы архитектуры этих машин, построения и функционирования их устройств рассмотрены в предыдущих главах. В гл.' 13 и 14 продолжено рассмотрение вопросов организации ЭВМ общего назначения, причем основное внимание уделено особенностям режимов работы этих машин и, средствам поддержки этих режимов. В § 14.7 приведены соображения об основных тенденциях развития ЭВМ общего назначения в ближайшие годы.
Организация мультипрограммного режима работы ЭВМ
Важным вопросом в организации вычислительного процесса в ЭВМ общего назначения является использование мультипрограммирования, которое предполагает, грубо говоря, одновременное выполнение ЭВМ нескольких программ. Естественно, в каждый момент времени ЭВМ выполняет команду какой-то одной программы. Однако всякий раз, когда выполнение процессором некоторой программы приостанавливается из-за необходимости произвести, например, операцию ввода-вывода, процессор переходит к обработке другой готовой для выполнения программы. При этом предполагается, что одновременно в оперативной памяти присутствует несколько программ (или их фрагментов),
которые могут находиться в состояниях активном (программа обрабатывается на процессоре), готовности к обработке или ожидания некоторого события, например завершения операции ввода-вывода или освобождения нужного ресурса.
Программа находится в состоянии готовности, если ей предоставлены все необходимые ресурсы, кроме времени процессора.
Мультипрограммирование предназначено для повышения пропускной способности вычислительной установки путем более равномерной и плотной загрузки всего ее оборудования, в первую очередь процессора. При этом скорость работы самого процессора и номинальная производительность ЭВМ, как она определена в гл. 1, не зависят от мультипрограммирования. Существенной характеристикой для пользователя является пропускная способность, которая оценивается средним объемом вычислений, выполняемых ВС в единицу времени при решении наборов практических задач.
На рис. 13.1 показано выполнение двух программ при однопрограммном и мультипрограммном режимах работы. Как видно из рисунка, общее время выполнения программ А к В при мультипрограммном режиме значительно меньше, чем при однопрограммном. б рассмотренном примере в мультипрограммном режиме сохранились (хотя и существенно уменьшились) паузы в работе процессора. Дальнейшее увеличение пропускной способности в рассматриваемом примере можно получить, увеличив число одновременно обрабатываемых программ (задач) (коэффициент мультипрограммности).
Поскольку участвующие в мультипрограммной обработке программы конкурируют за получение времени процессора, доступа к памяти и другим устройствам, между ними должны быть установлены приоритетные соотношения.
Заметим, что переключение программ из состояния готовно-