2. История развития цвм 3-го и последующих поколений.

К 3-му поколению переход был обусловлен появлением интегральных полупроводниковых устройств – малых и средних интегральных схем (МИС – до 100 ячеек, СИС – до 1000 ячеек). Резко изменилась архитектура.

Фирма IBM предложила концепцию систем 3-го поколения. Архитектура базировалась на 3-х принципах:

1Аппаратная наращиваемость и совместимость. 2Программная совместимость в рамках системы. 3Открытость системы.

Аппаратная наращиваемость подразумевает изменение состава основных операционных устройств путем введения дополнительных мощностей, что обеспечило ряд конфигураций систем от минимальной до максимальной. Программная совместимость – реализация программ на любой конфигурации. Открытая система подразумевает возможность ее модернизации при физическом и моральном старении как в плане аппаратных средств, так и в плане программирования.

БОП – блок оперативной памяти.

ИКЦП – интерфейс-канал ЦП.

МКВВ – мультиплексорный канал ввода/вывода.

СКВВ – селекторные каналы ввода/вывода.

ИКП – интерфейс-канал памяти.

БМКВВ – блок-мультиплексорные каналы ввода/вывода.

ИВВ – интерфейс ввода/вывода.

Аппаратно схема реализовалась за счёт введения технических интерфейсов.

Технический интерфейс – стандартная система обмена, в которой определены количество и функциональное назначение шин, электрические и временные параметры сигнала в шинах, протоколы обмена.

Благодаря этому все устройства, подключаемые к интерфейсу, имели одинаковое сопряжение; со стороны системы не отличались друг от друга, что позволяло варьировать как количеством устройств, так и мощностью этих устройств по производительности.

В блоке основной памяти (БОП) могло содержаться от одного до нескольких блоков памяти различного значения, что обеспечивало различную ёмкость и быстродействие. Каждый функциональный блок имел местное устройство управления (МУУ), а блок центрального процессора (ЦП) содержал общее устройство командного управления (УКУ). ЦП и ОП соединялись самым скоростным интерфейсом процесса памяти (ИПП).

Одним из революционных решений в архитектуре было введение специализированных каналов ввода/вывода (КВВ), что позволило освободить ЦП от введения медленных операций ввода/вывода и существенно повысить производительность системы. На ЦП возлагалась функция инициализации команды ввода/вывода, передача команды в канал. В дальнейшем канал по своим микропрограммам вёл операции прямого доступа между контроллерами устройства ввода/вывода (КУВВ) и основной памятью. В это время ЦП реализовал вычислительные операции по текущей или иным программам (мультиплексорный режим).

Прямой доступ памяти (ПДП) реализовался через интерфейс команд памяти. Блок управления каналов ввода/вывода (БУК) активизировался мультиплексным каналом (МКВВ), селекторным каналом (СКВВ), блок мультиплексным каналом (БМКВВ), интерфейсом ввода/вывода (ИВВ), контроллерами (УВВ) внешними устройствами, устройствами ввода/вывода.

Со стороны программного обеспечения каналы и внешние устройства не различались и рассматривались как порты ввода/вывода.

Медленно действующие устройства подключались к МКВВ, который их обслуживал в режиме разделения времени. Канал считывал или выводил байты, кодировал или декодировал их, проверял на наличие ошибок, формировал массивы байтов для обмена памяти и прочее.

Селекторные каналы (СКВВ) предназначены для монопольного обслуживания быстрых устройств (ленты, диски, барабаны).

К концу третьего поколения технология электронных компонент позволила создать большие интегральные схемы (БИС).

Наиболее технологичными в данной области оказались средства памяти. Практически вся магнитная память заменяется полупроводниковой памятью. Появляется понятие «микропроцессорный комплект» (МПК) – набор БИС, позволяющий реализовать ЦВМ на микросхеме. Развивается два направления:

- программируемые МПК;

- микропрограммируемые МПК.

Микропрограммируемые – имеют микропроцессор в виде интегральной операционной части и обеспечивают доступ к микропрограммному доступ к микропрограммному уровню для пользователя, что позволяло реализовать требуемую систему команд. МПК использовались для замены архитектуры, для замены морально стареющих систем предыдущего поколения с сохранением программ.

Программируемые МПК предназначены для создания собственных вычислительных средств с освоением систем команд. Микропроцессор содержал операционное устройство (ОУ) (операционная часть + устройство командного управления). Микропрограммируемые средства были разрядно наращиваемы, что позволяло заменять аппаратные средства различного формата.