ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН (ЕС ЭВМ)

— семейство цифровых вычислительных машин, обладающих широким диапазоном производительности и характеризующихся программной совместимостью машин семейства снизу вверх (т. е. программы, составленные для машин с меньшей производительностью, могут выполняться на машинах с большей производительностью). По конструктивно-технологическому исполнению, логической структуре, номенклатуре устройств ввода — вывода и уровню программного обеспечения ЕС ЭВМ относится к 3-му поколению вычисл. машин. ЕС ЭВМ создал коллектив специалистов н.-и. учреждений и предприятий стран-участниц СЭВ — Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, СССР и Чехословакии. Промышленный выпуск первых машин «ЕС-1020» и «ЕС-1030» начат в 1972 (рис.).

Ядром единой системы являются 7 процессоров, охватывающих диапазон скоростей вычислений от нескольких тысяч до 2 млн. операций в 1 сек. В процессоре реализуются операции с фиксированной и плавающей запятыми и операции над десятичными числами. Для данных и инструкций принято несколько форматов, в основе которых лежит байт и слово из 4 байт. Операции можно производить над половинными, целыми и двойными словами, а также над полями переменной длины. Система адресации в ЕС ЭВМ обеспечивает формирование прямого адреса для обращения к оперативному запоминающему устройству (ОЗУ) емкостью до 16 Мбайт. Из памяти данные также можно выбирать разными форматами: полусловом, словом, двойным словом и полем переменной длины в пределах 1 -s- 256 байт. Для удобства составления программ с изменением адреса по двум параметрам предусмотрены инструкции с двойной модификацией адреса. Память всех машин имеет защиту памяти по записи и считыванию, организованную путем проверки принадлежности каждого из блоков по 2048 байт к одному из 16 возможных ключей защиты, которые можно менять с помощью программы.

В процессорах развита система прерываний, которая обеспечивает связь между аппаратными средствами и управляющей программой, быстрый переход от одной программы к другой и эффективную совмещенную работу внешних устройств. Имеется ряд особенностей в структуре процессора, позволяющих строить многомашинные комплексы, взаимодействовать с внешними объектами и работать в реальном масштабе времени. Единообразие структуры (архитектуры) ЕС ЭВМ, в частности состава инструкций (команд) и системы кодирования данных, обеспечивает программную совместимость, что позволяет разрабатывать программы не зависящими от конкретной модели и, следовательно, иметь общую (для большинства машин) операционную систему и прикладные программы. Внутренняя логическая структура и техническая реализация машин семейства различна, а это и приводит к различию в производительности и стоимости. В машинах малой производительности функции нескольких блоков внешней структуры, как правило, реализуются одним аппаратным блоком. Напр., формирование адреса выполняется в блоке операций с фиксированной запятой, функции блоков для операций с фиксированной и плавающей запятыми и для операций над полями переменной длины объединяются в одном аппаратном блоке.

В ЕС ЭВМ используется также и параллельно-последовательный принцип выполнения операций, напр., однобайтовая обработка данных при двухбайтовой выборке ее из ОЗУ в машине «ЕС-1020». Во всех случаях, когда это допускают требования скорости, используется микропрограммное управление. При побайтовом выполнении простых микроопераций, набор которых невелик, процессор упрощается, одновременно обеспечивается полная программная совместимость благодаря микропрограммной интерпретации полного набора операций, определяемых составом инструкций. Микропрограммы постоянно записаны в спец. быстродействующем ЗУ, допускающем только считывание данных. В наименьшей по производительности модели «ЕС-1010» применена программная интерпретация сложных операций.

Обмен данными между процессором и внешними устройствами (ВУ) осуществляется через каналы и систему стандартного сопряжения с внеш. устройствами. Эта система включает логические и аппаратные средства, Обеспечивающие стандартную систему связей с четко сформулированными функциями и сигналами с унифицированными электр. параметрами. После получения от процессора команды начала обмена каналы выполняют основной объем работ по управлению обменом между ВУ и процессором: прием команд процессора и адресацию ВУ, выбор, расшифровку и проверку управляющей информации, посылку управляющих и прием подтверждающих сигналов, обеспечение активных ВУ буферной памятью, проверку правильности передачи, управление запросами на прерывание и т. д. Существующие два типа каналов — селекторный (СК) и мультиплексный (МПК) отличаются по внутренней структуре, режимам работы и назначению (см. Устройство обмена ЦВМ). СК осуществляет обмен данными процессора поочередно только с одним из подключенных к нему ВУ, работающим с относительно высокой скоростью передачи данных (магн. ленты,

диски или барабаны), МПК обеспечивает одновременный обмен данными с несколькими ВУ (ориентировочно до 200), работающими с относительно малой или средней скоростью (напр., перфокартные, перфолентные и печатающие устр-ва).

Вычисл. машины Единой системы построены на унифицированной конструктивно-технологической базе с широким применением монолитных интегральных схем, которые размещаются на типовых элементах замены (ТЭЗах), представляющих собой печатные платы стандартных размеров.

Цифровая вычислительная машина «ВС-1020».

Уровни унифицированной конструкции — панели, несущие до 40 ТЭЗов, рамы и, наконец, стойка с тремя рамами; в результате стойка может нести около 50 тыс. интегральных схем, т. е. обеспечивается очень большая плотность конструкции.

Технические характеристики ЕС ЭВМ (см. скан)

В состав внешних устройств ЕС ЭВМ входит комплект накопителей на магн. лентах, дисках и барабанах, комплект перфокартного и перфо-лентного оборудования ввода—вывода, устройства построчной печати, пишущие машинки, экранные пульты и графопостроители разного типа. Предусмотрены и средства передачи данных с разной скоростью по телефонным и телеграфным линиям связи (см. Устройства ввода — вывода данных ЦВМ).

Операционные системы ЕС ЭВМ, обеспечивающие автоматизацию подготовки и выполнения программ, высокую производительность труда программистов, операторов и обслуживающего персонала, состоят из управляющих и обслуживающих программ, трансляторов с языков программирования и средств генерации системы для конкретного комплекта тех. средств, установленных у потребителя. Управляющие программы осуществляют первоначальную загрузку основного ОЗУ и управление вычисл. процессом, включая обработку прерываний, распределение каналов, загрузку программ из библиотеки, параллельное выполнение программ и связь с оператором, а также представляют пользователю широкие возможности в управлении массивами данных. Обслуживающие программы осуществляют объединение отдельно транслируемых модулей в одну или несколько программ, составление перекрывающихся программных фаз и работу с библиотеками программ (копирование, обновление, сжатие и пополнение). В качестве входных языков ЕС ЭВМ приняты автокод (язык ассемблера), АЛГОЛ, ФОРТРАН и КОБОЛ.

Системы программирования снабжены средствами отладки и редактирования программ. Программное обеспечение включает также пакеты различных прикладных программ.

Осн. технические характеристики ЕС ЭВМ приведены в таблице.

А. М. Ларионов, В. Н. Левин, Ю. П. Селиванов.