адресов в пределах установленной емкости ЗУ, соблюдая непрерывность адреса. Кроме того, с пульта осуществляется подключение и реконфигурация УВВ и устанавливается один из трех предусмотренных режимов работы ВК: 1) однопроцессорный, когда комплекс работает как две самостоятельных. ЭВМ; -) двухпроцессорный, при котором функционируют все двухпроцессорные связи; 3) полудуплексный, когда работает один процессор, использующий всю оперативную память, а второй процессор может быть отключен.

В двухпроцессорном, как и в двухмашинном комплексе, существует непосредственная связь между процессорами для обмена управляющей информацией. Потребность в этом обмене может возникнуть при необходимости запуска или остановки одного процессора другим, при взаимном контроле состояния. Кроме упоминавшихся ранее команд ПРЯМАЯ ЗАПИСЬ и ПРЯМОЕ ЧТЕНИЕ в двухпроцессорном режиме для прямого управления используется также специальная команда СИГНАЛ ПРОЦЕССОРУ. Эта команда определяет адрес процессора, с которым осуществляется связь, и код приказа. В адресуемом процессоре могут возникнуть условия, препятствующие выполнению того или иного приказа. Эти условия формируют соответствующие биты банта состояния. Байт состояния передается в выдающий приказ процессора в качестве ответа на поступивший приказ. В двухпроцессорных ВК ЕС предусмотрено 1- таких приказов.

Все указанные аппаратные средства, обеспечивающие построение двухпроцессорных комплексов, поддерживаются специальным вариантом ОС ЕС. Следует отметить, что технические средства ЕС позволяют строить системы не только по типу МПВК с многовходовой памятью. Возможно и построение систем с перекрестной коммутацией, но для этого потребуется разработка коммутатора, которого пока в ЕС ЭВМ не предусмотрен.

ВК на базе СМ ЭВМ. В начале 70-х годов страны социалистического содружества (к ним присоединилась еще и Республика Куба) приступили к совместной разработке Системы малых ЭВМ (мини-ЭВМ). На основе интеграции научно-технического и производственного потенциала в короткий срок была реализована первая очередь малых ЭВМ, включающая в себя четыре ЭВМ (СМ-1 СМ--, СМ-3 и СМ-4), большой объем периферийного оборудования, а также необходимое программное обеспечение. Система малых ЭВМ была ориентирована на широкое применение: автоматизация технологических процессов, научных исследований, проектирования, использование ЭВМ в качестве интеллектуальных терминалов, решение научных, инженерных и экономических задач.

Общая шина 1

I

П1

ОЗУ1

ПУ

ПУ

ПШ

Общая шина 2

Рис. -.16. Подключение устройств через переключатель шины

Первая очередь включала в себя четыре базовых процессора СМ-1П, СМ--П, СМ-ЗП, СМ-4П производительностью от -00 до 800 тыс. операций в секунду. Первые два продолжили линию отечественных ЭВМ М-6000 и М-7000, получивших широкое распространение в стране, имеющих богатое программное обеспечение и используемых во многих системах управления и автоматизации. Вторые два процессора продолжили линию отечественной ЭВМ М-400, в них реализованы новые структурные и технические решения, характерные для ЭВМ этого класса. Важным моментом, является то, что эти решения в

значительной мере способствуют созданию комплексов и систем на базе этих машин. Основные особенности СМ-3 и СМ-4, созданных на базе этих процессоров, - широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения, магистральная (типа «общая шина») структура интерфейса, простая реализация многомашинных и многопроцессорных комплексов, высокая скорость обработки прерываний, гибкость и легкость оснащения устройствами сопряжения с реальными объектами. Все это способствовало тому, что ЭВМ СМ-3 и СМ-4 нашли широкое применение в самых различных областях.

Поскольку ВК в рамках СМ ЭВМ создавались в основном на базе СМ-3 и СМ-4, рассмотрим несколько подробнее структуру и основные особенности этих ЭВМ.

В ЭВМ с одношинной структурой все устройства подключаются к единственной в системе магистрали, называемой общей шиной (см. рис. 2.7, а). Физически общая шина (ОШ) представляет собой магистраль из 56 линий, по которым передается вся информация, необходимая для функционирования ЭВМ как единого комплекса. Такой интерфейс обеспечивает единый способ связи всех устройств, позволяет иметь единый алгоритм связи и унифицированную аппаратуру сопряжения. Все устройства, входящие в состав ЭВМ, используют единый, одинаковый для всех набор сигналов интерфейса.

Как и в ЕС ЭВМ, в СМ ЭВМ предусмотрен набор средств для создания комплексов: переключатель общей шины, адаптер межпроцессорной связи, устройство сопряжения вычислительных машин.

Переключатель общей шины СМ-4501 (ПШ СМ) предназначен для построения на базе процессоров СМ-ЗП и СМ-4П многомашинных комплексов различной конфигурации.

Переключатель представляет собой электронное устройство, позволяющее подключать к общей шине одного из двух процессоров дополнительный участок шины (ДШ). К ДШ могут подключаться любые устройства СМ ЭВМ, кроме процессора, и в любом наборе (рис. 2.16). Стандарт ДШ полностью соответствует стандарту ОШ, все сигналы ОШ передаются на ДШ без искажений, поэтому процессор, к которому подключены дополнительные устройства, работает с ними, как с собственными. Единственное отличие заключается в том; что ПШ вносит дополнительную задержку при передаче сигнала до 500 нс, что снижает производительность каждой из ЭВМ.

Переключатель общей шины состоит из двух одинаковых по функциональному, электрическому и конструктивному построению секций, каждая из которых подсоединяется к ОШ процессоров. Секция содержит собственно переключатель и расширитель ОШ, обеспечивающий подключение к шине дополнительных устройств.

Таким образом, ПШ СМ позволяет создавать на базе процессора СМ ЭВМ двухмашинные комплексы с общим полем ВЗУ или ОЗУ. При этом суммарная емкость ОЗУ (собственного процессорного и дополнительного) не может превышать максимальной адресуемой (28 кслов для СМ-ЗП и 128 кслов для СМ-4П). Возможно использование ПШ и просто для резервирования тех или иных устройств с целью повышения надежности. Следует отметить, что дополнительного программного обеспечения при использовании ПШ не требуется.

Адаптер межпроцессорной связи (АМС СМ) предназначен для такой связи между ЭВМ, при которой любой из процессоров двух связываемых ЭВМ может обращаться к устройствам ЭВМ, как к своим собственным. Обращение процессора одной ЭВМ к устройствам другой выполняется обычными командами с использованием так называемого окна - зоны адресов, специально отведенной для этой цели. Машина, процессор которой, обращается в другую, называется комплексом-источником, а другая ЭВМ - комплексом целью.

Емкость окна выбирается при проектировании комплекса и может составлять 512 кслов, 1, 2, 4, 8, 16, 32 кслов. Местоположение окна на адресной шине комплекса задается программно перед установлением связи через АМС. В качестве окна может быть использован любой незадействованный блок адресов, но на практике чаще всего окно

располагается вслед за адресами оперативной памяти. При работе АМС вносит дополнительную задержку которая не превышает 400 нс. Подключается АМС на ОШ обеих соединяемых с его помощью ЭВМ. Каждое обращение к окну реализуется в режиме прямого доступа. Устройство функционально симметрично, т. е. любая из соединяемых ЭВМ может быть и источником и приемником данных. Обращение через окно может исходить из любого устройства, которое способно быть задающим. Функционально АМС СМ включает в себя несколько адресуемых регистров для входных и выходных данных, адресов и сигналов управления.

П1

ОЗУ1 ВЗУ1 УВВ1

ОШ1

АМС2

П3

П2

АМС1

ОШ3

ОЗУ2 \ ВЗУ2 УВВ2

АМС3

5>

ОЗУ3 \ ВЗУ3 УВВ3

ОШ2

Рис. - 17. Комплекс на основе АМС

На рис. -.17 представлен трехпроцессорный симметричный комплекс, в котором операционная система является общей для всех процессоров. Эта же схема может быть и схемой трехмашинного комплекса, если каждый процессор работает только со своей оперативной памятью.

Работа АМС поддерживается программами, входящими в состав специального программного обеспечения СМ ЭВМ.

Для организации иерархических многомашинных комплексов на основе ЭВМ СМ и ЕС в составе технических средств используется устройство сопряжения вычислительных машин (УСВМ) А 71118. Такой ВК включает в себя центральную ЭВМ, функции которой выполняет одна из ЭВМ ЕС и периферийные ЭВМ, в качестве которых используются СМ-3 или СМ-4. Таким образом, УСВМ имеет два интерфейса - интерфейс ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ. Со стороны ЭВМ ЕС оно подключается к селекторному или мультиплексному каналу ввода - вывода, со стороны ЭВМ СМ - к ОШ и реагирует на команды ЭВМ как обычное периферийное устройство, используя эти команды для установления связи между ЭВМ и синхронизации их работы.

Устройство сопряжения состоит из двух частей: интерфейсного блока и устройства управления (рис. -.18). Взаимодействие УСВМ с ЭВМ СМ осуществляется с помощью четырех адресуемых регистров: команд и состояния (РКС), данных (РД), адреса (РА) и длины массива (РДМ). Информация в РКС определяет режим работы УСВМ и отражает его состояние. Реализация алгоритмов взаимодействия ЭВМ ЕС с УСВМ осуществляется аппаратным способом, а инициализация режима обмена - программным. Программы, поддерживающие УСВМ, входят в состав операционной системы «Фобос» СМ.

МПВК «Эльбрус». При создании МПВК «Эльбрус» ставилась задача обеспечить высокую производительность и надежность при решении задач, требующих большого объема вычислений. Наилучшим образом такая комплексная цель может быть достигнута путем создания многопроцессорного комплекса с однородной организацией обработки во всех процессорах. Комплекс «Эльбрус» может содержать до 10 процессоров. При увеличении числа процессоров резко возрастает число конфликтов из-за ресурсов и увеличиваются затраты ресурсов, используемых ОС, в результате чего производительность растет медленно. Для уменьшения этого эффекта применяются следующие меры: увеличивается число модулей оперативной памяти, внешних ЗУ и устройств ввода-вывода,