Устройство для сопряжения электронно-вычислительной машины с накопителями на магнитных носителях

/24-2435. Бюл. У 18сь, В.А. Короленко,к В.П, Распутный о,оты свидетельство СССР06 Р 3/04, 1978 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР 11 ТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ СНАКОПИТЕЛЯМИ НА МАГНИТНЫХ НОСИТЕЛЯХ,содержащее блок задания режима,блок управления, блок прерываний,состоящий из двух триггеров, трехэлементов И, двух элементов ИЛИ,группу элементов И, причем группаинформационных выходов блока заданиярежима соединена с первыми входамиэлементов И группы, выходы которыхсоединены с первой группой входовблока управления, вход обращения которого соединен с выходом первогоэлемента ИЛИ блока прерывания, первый вход которого соединен с выходомпервого элемента И блока прерываний,первый вход которого соединен с единичным выходом первого триггера блока прерываний, нулевой выход которо.го соединен с первьм входом второгоэлемента И, выход которого соединенс первьм входом второго элемента ИЛИблока прерываний, второй вход которо,801156082 А го соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с вторьм входом второго элемента И и с выходом второго триггера, отличающееся тем, чт с целью повышения надежности раб устройства за счет исключения сбойных ситуаций в режиме совместной работы оператора и электронно-вычислительной машины, введены счетчик обращений, блок хранения команд, а в блок прерываний - третий триггер, четыре элемента И, узел запрета, причем группа информационных входов блока хранения команд образует одноименный вход устройства, первый Е вход узла запрета является входом обращения устройства, группа выходов блока хранения команд соединена с второй группой входов блока управления, выход конца работы которого соединен с первьми входами четвертого и пятого элементов И, выход пятого элемента И соединен с нулевым установочным входом третьего триггера, единичный выход ф ,которого соединен с вторыми входами элементов И группы, пятого элемента И, первого элемента ИЛИ и с нулевым установочным входом вто" рого триггера, единичньпЪ установоч- ньпЪ вход которого соединен с выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с выходом обра- )3 ь щения блока задания реюща, второй вход шестого элемента И .оединен с вторыми входами первого н четвертого элементов И и с нулевьм выходом третьего триггера, единичный установочньг вход которого соединен1156082 Составитель С. ПестмаТехред С.йовжий едактор Л. Алексеен аксимишин оррек Заказ 3 147/46 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 710 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 3035, Москва, Ж, РаПодписикомитета СССРи открытийкая наб., д. 4с выходом второго элемента ИЛИ,первый вход первого элемента И соединен с третьим, входом четвертогоэлемента. И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и входом вычитания счетчикаобращений, группа выходов которогосоединена .с группой адресньи входов блока хранения команд и сгруппой входов седьмого элемента И,1156082. выход которого соединен с нулевым установочным входом первого триггера, единичный установочный вход которого соединен со счетным входом счетчика обращений, входом записи блока хранения команд и с выходом узла запретов, второй вход которого соединен с входом чтения блока хра. нения команд и с выходом первогоэлемента И.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть, в частности, использовано в устройствах управления работой накопителями на магнитных носителях, 5Известны устройства для сопряжения ЭВМ с внешними накопителями на магнитньж лентах 11 и дисках 2 , содержащие соответственно блокиуправления, приема, задания режимови блоки управления микрокоманд,арю- метико-логический., сопряжения, пультинженерный, пульт системы питания.К недостаткам укаэанных устройствотносится отсутствие возможности впромежутках между обращениями ЭВМзадавать при необходимости автономный режим для работы операторус одним из свободных внешних накопителей при работе ЭВМ, В этом режимевозникают. помехи из-за асинхроннойработы ЭВМ и оператора, что снижаетнадежность как устройства управления,так и ЭВМ и их совместной работы.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для сопряжения вычислительной машины с внешними накопителя.ми,. содержащее блоки задания Режимов, управления и прерывания, первую ЗОи вторую группы элементов И, которыепри соответствующей органиэации связей между собой обеспечивают возможность реализации совмещенного режимаработы ЭВМ и оператора 3 1. 35Известное устройство не обеспе- чивает устранения вероятности появления сбойных ситуаций в звене "Оператор устройство сопряжения-накопитель" при обращении ЭВМ к устройству 10 в момент обработки команды оператора, что снижает надежность и достоверность обработки информации устройствам сопряжения.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет исключения вероятности возникновения сбойных ситуаций в режимесовместной работы оператора и ЭВМ.Поставленйая цель достигается тем, что в устройство для сопряжения электронно-вычислительной машины с шакопителями на магнитных носителях, содержащее блок задания режима, блок управления, блок прерываний, состоящий из двух триггеров, трех элементов И, двух элементов ИЛИ, и группу элементов И, причем группа инФормационных выходов блока задания режима, соединена с первыми входами элементов И группы, выходы которых соединены с первой группой входов блока управле ния, вход обращения которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ бло" ка прерываний, первый вкод которого соединен с выходом первого элемента И блока прерываний, первый вход которого соединен с единичным вьжодом первого триггера блока прерываний, нулевой выход которого соединен с первым входом второго элемента Й, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ блока прерываний, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с выходом второго триггера, введены счетчик обращений, блок хранения56082 4группы, блок 3 управления, первыйэлемент ИЛИ 4, второй триггер 5,первый триггер 6, второй элемент И7, третий элемент И 8, первый элемент И 9, второй элемент ИЛИ 10,счетчик 11 обращений, блок 12 хранения команд, шестой элемент И 13,седьмой элемент И 14 четвертыйэлемент И 15, пятый элемент И 16, О третий триггер 17, узел 18 запрета,вход 19 обращения устройства, информационный вход 20 устройства.Блок 3 управления содержит(фиг.5) элемент НЕ 40, элемент И 41.Устройство работает следующимобразом.При включении устройства всеэлементы памяти устанавливаются висходное состояние, в счетчике 11обращений на всех разрядных выходах устанавливаются единичные уровни. 3 11 команд, а в блок прерываний - третий триггер, четыре элемента И, узел запрета, причем группа информационных входов блока хранения команд образует одноименный: вход устройства, первый вход узла запрета является входом обращения устройства, группа выходов. блока хранения команд соединена с второй группой входов блока управления, выход конца1 работы которого соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход пятого элемента И соединен с нулевым установочным входом третьего триггера, единич ный выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы, пятого элемента И, первого элемента ИЛИ и с нулевым установочным входом второго триггера, единичный установочный вход которого соединен с выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с выходом обращения блока задания режима, второй вход шестого элемента И сое динен с вторыми входами первого и четвертого элементов И и с нулевым выходом третьего триггера, единичный установочный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ,З первый вход первого элемента И соединен с третьим входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и входом вычитания счетчика обра 35 щений, группа выходов которого соединена с группой адресных входов блока хранения команд и с группой входов седьмого элемента И, выход которого соединен с нулевым устано вочным входом первого триггера,единичный установочный вход которого соединен со счетным входом счетчика обращений, входом записи блока хра нения команд и с выходом узла эапре тов, второй вход которого соединен с входом чтения блока хранения команд и с выходом первого элемента И.На фиг.1 представлена функциональо ная схема устройства; на фиг.2 блок-схема блока управления; на фиг,З - блок-схема регистра команд; на фиг.4 - функциональная схема элемента памяти; на фиг.5 - схе ма узла запрета.Устройство содержит (фиг.1) блок 1 задания режима, элементы И 2. В исходном состоянии третий триггер 17 разрешает прохождение сигнала обращения оператора с входа блоха 1 задания режимов через шестой элемент И 13.Этот сигнал, пройдя элемент И 13, переключает второй триггер 5. В ,исходном состоянии первый триггер б установлен с выходов счетчи-, ка 11 обращений ЭВМ через седьмой элемент И 14 таким образом, что он разрешает прохождение обращения оператора с вьмода второго триггера 5 через элементы И 7 н ИЛИ 10 на единичный .установочный вход третьего триггера 17. С единичного выхода установленного триггера 17 обращение оператора поступает через первый элемент ИЛИ 4 на вход обращения блока 3 управления, Од. новременно этот сигнал сбрасывает5 11 второй триггер 5 и поступает на вторые входы группы элементов И 2, разрешая тем самым прохождение команды оператора с выхода блока 1 задания режимов на первую группу входов блока 3 управления. Последний начинает выполнять команду оператораС нулевого выхода триггера 17 снимается сигнал, запирающий шестой элемент И 13 и предотвращаю-. щий тем самым повторную установку триггера 5 тем же обращением оператора.Если в момент. вцполнения блоком 3 управления команды поступает запрос от ЭВИ, то он проходит через узел 18 запрета, так как первцй элемент Р 9 закрыт сигналом с нулсвого выхода триггера 17 и на его выходе нет сигнала, запрещающего прохождения обращения от ЭВМ через узел 18 запрета. С выхода узла 18 запрета сигнал обращения поступает на счетчик 11 обращений, увеличивая его содержание на единицу, и на единичнцй установочный вход первого триггера 6. Одновременно этот сигнал служит разрешением для записи в блок 12 соответствующей данному обращен.по команды ЭВМ. Запись команды осуществляется по адресу, определяемому текущим значением кода на выходах счетчика 11 обращений. Аналогичным образом обрабатываются обращения ЭВИ до тех пор, пока блок 3 управления не вцполнит команду оператора.56082бкоторая быпа последней записана в блоке 12. Таким образом, блок 3 управления начинает выйолнять ко" манду ЗВМ.5 Если в этот момент с выхода блока 1 задания режимов поступает обращение оператора, то оно проходит через открытый разрешением с нулевого выхода триггера 17 шестой элемент И 13 и устанавливает второй 15ЗО35 триггер 5,После окончания выполнения команды ЗВИ блок 3 управлениявырабатывает сигнал "Конец работы",который проходит через открытыйпо второму и третьему входу разрешениями соответственно с нулевоговцхода триггера 17 и единичного выхода триггера 6 четвертый элемент И15, через открытый разрешением с выхода триггера 5 третий элемент И 8,через элемент ИЛИ 10 и устанавливаеттриггер 17. Одновременно этот сигнал, проходя на вход вычитания счетчика 11 обращений, уменьшает его содержимое и соответственно код на еговыходе на единицу. С единичного выхода установленного триггера 17 обращение оператора поступает черезэлемент ИЛИ 4 на вход блока 3 управления н одновременно поступает навторые входы группы элементов И 2,что позволяет команде операторапройти с выхода блока 1 заданиярежимов через группу элементов И 2на первую группу входов блока 3управления. Таким образом, блок 3управления начинает выполнение команды оператора.М 55 После завершения выполнения коиандц оператора блок 3 управления вырабатывает сигнал "Конец работы", который проходит через открытый разрешением с единичного выхода триггера 17 пятый элемент И 16 и сбрасцвает триггер 17. На элемент И 9 поступает теперь с нулевого выхода триггера разрешение на прохождение обращения ЭВЯ через элементы И 9 и ИЛИ 4 на вход обращения блока 3 управления. Одновременно этот сигнал запрещает прохождение обращения ЗВИ через узел 18 запрета и разрешает вццачу из блока 12 в блок 3 управления команды ЭВМ, хранимой в регистра команд по адресу, соответствующему текущему коду на выходе счетчика 11 обращений. Очевидночто на вход блока 3 управления первой подается команда ЭИМ,Если во время выполнения блоком 3 управления команды ЭВМ нз блока 1 задания режимов не поступает обращение оператора, то триггер 5 остается в сброшенном состоянии. Сигнал "Конец работы", выработаннцй блоком 3 управления после выполнения им команды ЭВМ проходит через открытый по второму и третьему входам разрешениями соответственно с нулевого выхода триггера 17 и единичного выхода триггера 6 элемент И15 на вход вычитания счетчика 11обращений и уменьшает на единицухранимое в нем число обращений ЗВИ.Но этот сигнал не проходит череззакрытый запретом с выхода сброшенноге триггера 5 элемент И 8, т.е.триггер 17 не устанавливается ине появляется запрет на прохожде55При выполнении команд первоговида в качестве сигнала "Конецработы" используются сами эти комаи 7 1156082 8 ние сигнала обращения от ЭВМ к бло- оператора и ЭВМ, поступающих со ку управления черезэлемент И 9. ветственно на ее первые и вторые Следовательно, на блок 3 управле- выходы, на первые входы регистра ния подаются. сигнал обращения и причем первые входы группы элекоманда ЭВМ, хранимая в блоке 12 5 ментов ИЛИ 21 являются первой по адресу, соответствующему текуще- группой входов блока 3 управления му коду на выходе счетчика 11 об- а вторые входы - второй группой ращений. Если и в дальнейшем нет входов блока 3. обращений оператора, блок 3 управле- Регистр 22 предназначен для ния выполняет последовательно ко приема и хранения кодов командЭ манды ЭВИ до тех пор, пока счетчик поступающих на его первые входы.11 обращений не вернется в исход- Запись кода осуществляется при ное состояние; Это значит, что вы- поступлении сигнала "Обращение" на полнены все обращения ЭВМ. Тогда второй вход регистра 22Вход на выходе седьмого элемента И 14 15 "Обращение" является управляющим появляется сигнал, который сбрасы- входом блока 3 управления. На вход вает триггер 6, тем самьв снимается сброса регистра 22 поступает сигсигнал обращения с входа блока 3 нал Конец работы", устанавливаю- управления, и устройство сопряжения щий его в исходное состояние. Вывозвращается в исходное состояние. 0 ходы регистра 22 соединены с вхоВ начале рассмотрения работы дами дешифратора 23 и первьии вхоустройства предполагалось, что дами формирователя 24 сигналов уппервым поступило обращение оператора. равления накопителя.Е сли на вход устройства первьи Набор команд, выполняемых устпоступает обращение ЭВМ, то оно про ройством для сопряжения, можно усходит через узел 18 запрета, так как ловно разделить на два вида, Первый элемент И 9 закрыт сигналом с единич- вид - это команды, которые выполного выхода триггера 6 и на его няются устройством для сопряжения выходе есть разрешение для узла 18 без участия накопителей вто йле , второ запрета. Сигнал обращения ЭВМ с вы 30 команды, для выполнения которых хода узла 18 запрета поступает иа требуется отработка определенных счетный вход счетчика 11 обращений действий со стороны накопителей. и увеличивает его содержание на еди- Дешифратор 23 предназначен для ницу. Одновременно сигнал устанав- дешифрации кода комаши рации кода команд первого виливает триггер 6 и разрешает за- да. С выхода дешиф атда. выхода дешифратора 23 команды пись команды ЭВМ в блок 12, заступают на вторые входы формиСигнал с. единичного выхода уста- рователя 24 и на ви на вход элемента 2 новленного триггера 6 проходит че-.рез открытый разрешением с нулевого Формирователь 24 сигналов унвыхода сброшенного триггера 17 эле- равления накопителями10н копителями предназначен мент И 9 и через элемент ИЛИ 4 на для преобразования кодов команд вто.вход блока управления. Одновремен- рого вида в сигналы управления нако. но сигнал с выхода элемента И 9 пителями с учетом состояния самого закрывает узел 18 запрета и разре- формирователя 24, внутреннее сосшает выдачу в блок 3 управления ко- тояние которого определяется команмавды ЭВМ из блока 12, хранимой по ф 5 дами первого и второго вида, посту- адресу, соответствующему коду на пающими, соответственно, на его выходе счетчика 11 обращений. Даль- вторые и первые входы. Информация нейшие циклы работы устройства зна- о состоянии накопителей поступает ,логичны описанным. на третьи входы формирователя 24 поБ 3 ) ред50линиям интерфейса связи для устрой лок управления фиг.2) предства для сопряжения с накопителями. назначен для выработки сигналов По этому же интерфейсу сигналы управ- управления работой накопителями на ления с выходов формирователя 24 магнитных носителях по командампоступаю: на накопители. ЭВМ или оператора с учетом состояния накопителей.Группа элементов ИЛИ 21 предназначена для коммутации кодов команд9 1156082 10ды, поступающие на вход элемента 25задержки с выходов дешифратора 23,Время задержки выбрано таким образом,чтобы команда поступала на второйвход элемента ИЛИ 26 лишь до того,как она будет отработана формирователем 24.При выполнении команд второговида сигнал "Конец работы" формируется накопителем, участвующим ввыполнении команды, и поступает напервый вход элемента ИЛИ 26 по линияминтерфейса связи.Элемент ИЛИ 26 предназначен длякоммутации сигналов "Конец работы",поступающих на его первый ивторойвходы, на выход блока 3 управленияи на вход сброса регистра 22,Блок управления работает следуйщим образом.Код команды оператора или ЭВМпоступает через группу элементов ИЛИ 21 на входы регистра 22 изапоминается в нем по сигналу"Обращение".Если поступил код команды первого вида, то он дешифруется и с выхода дешифратора 23 команда посту"пает для отработки в Формирователь24 сигналов управления накопителями,Эта же команда поступает через элемент 25 задержки и элемент ИЛИ 26на выход блока управления в видесигнала "Конец работы" и ка входсброса регистра 22, возвращая его висходное состояние.Если задан код команды второговида, то он поступает иэ регистра 22в Формирователь 24, модифицируетсятам и передается по линиям интерФейса связи на соответствующий накопитель, Накопитель обрабатываеткоманду и выдает информацию о завершении отработки по линиям интерфейса связи. Сигнал "Конец работы"поступает из интерфейса через эле мент ИЛИ 26 на выход блока управления и на вход сброса регистра 22.Блок 12 (фиг.3) представляетсобой оперативное запоминающееустройство и предназначено для записи, хранения и выдачи команд ЭВМ,30 35 Элемент НЕ 27 предназначен для блокирования по второму входу элемента И 30 при поступлении сигнала на вход "Чтение" блока 12. Это поз 11 1 воляет снять синхросигнал Запись с выхода элемента И 30 при поступ ленни сигнала на вход "Чтение" блока 12. Синхросигнал "Запись" появляется на выходе элемента И 30 приналичии сигнала на входе "Чтение"блока 12.Элемент НЕ 28 предназначен дляблокирования по второму входу элемента И 31 при поступлении сигналана вход "Запись" блока 12. Синхросигнал "Чтение" появляется на выходе девятого элемента И 31 приналичии сигнала на входе "Чтение"блока 12 и при отсутствии сигналана входе "Запись" блока 12,Дешифратор 29 предназначендля выборки той адресной шины накопителя 32, код адреса которойпоступает на адресный вход блока 12,Накопитель 32 предназначен дляхранения команд ЭВМ. Он состоит изК строк элементов 33 памяти. Каждаястрока содержит по м элементов 33памяти. Каждый элемент 33 памятирассчитан на запоминание одногоразряда М-разрядной команды ЭВМ.Строка элементов 33 памяти запоминает команду ЭВМ полностью, т.е.накопитель 32 рассчитан на хранение ХМ -разрядных команд ЭВМ.МК -разрядных элементов ИЛИ 34предназначены для поразрядной сборки выходов соответствующих элементов 33 памяти.Регистр команд работает следующим образом.По коду адреса на своих входахдешифратор 29 выбирает адреснуюшину соответствующей строки накопителя 32. При наличии на входе"Запись" регистра команд разрешающего сигнала и при отсутствииразрешения на входе "Чтени" выбирается шина "Запись" накопителя,и выбранная строка элементов 33памяти накопителя 32 запоминаеткод команды ЭВМ, находящийся вэтот момент на входе регистра команд.Для осуществления чтения команды ЗВМ необходимо подать соответствующий код адреса на адресныевходы регистра команд, При этом выбирается адресная, шина требуемойстроки и подается разрешающий сиг-.нал на вход "Чтение" регистракоманд. При отсутствии разрешенияна входе "Запись" регистра командвыбирается шина "Чтение" накопите 5 1 О 15 20 25 40 45 50 5511560 25 40 ля 32 и на выходах элементов 33 памяти выбранной строки появляется. код требуемой команды ЭВИ. Этот код коммутируется элементами ИЛИ 34 с выходов элементов 33 памяти на соответствующие выходы регистракоманд.Элемент 33 памяти предназначен для запоминания одного разряда кода команды, Функциональная схема элемента 33 представлена на фиг,4.Элемент НЕ 35 предназначен для блокировки элемента И 37 по третьему входу при записи в элемент 33 памяти логической "1". Элемент И 36 предназначен для выработки сигнала "Установка" на вход триггера 38 при наличии сигналов на шинах "Адрес", "Запись" и уровня "Лог.1" на псе "Вход".Элемент И 37 предназначен для выработки сигнала "Сброс" на соответствующий вход триггера 38 при наличии сигналов на шинах "Адрес", "Запись" и уровня "Лог,О" на шине "Вход". Трйггер 38 предназначен для запоминания уровня логического сигнала иа шине "Вход" при наличии разрещения на шинах "Адрес" и "Запись".Элемент И 39 предназначен для коммутации. логического уровня с выхода триггера 38 на вход элемента 33 памяти при наличии разрешения на шинах "Адрес" и "Чтение".35Элемент памяти работает следующим.образом.При наличии разрешения на шинах "Адрес" и "Запись" на выходе триггера 38 устанавливается логический уровень, соответствующий логи 82 12ческому уровню на шине "Вход" элемента 33 памяти.При наличии разрешения на шинах "Адрес" и "Чтение" на шине "Вывод" элемента 33 памяти устанавливается логический уровень, соответствующий1 логическому уровню на выходе триггера 38,. Использование совмещенного режима работы оператора и ЭВИ. за счет обеспечения исключения вероятности появления сбойных ситуаций повышает надежность работы устройства и достоверность обработки информации в целом.Введение элементов временной раз. - вязки обращений оператора и ЭВИ в устройство (счетчик обращений, регистр команд, триггер, четыре элемента И и один узел запрета), новых существенных связей между ними и имеющимися элементами позволяет повысить надежность устройства.Кроме устранения сбойных ситуацЮ при одновременных обращениях ЭВИ и оператора применение устройства обеспечивает поочередный сброс и обработку поступающих. заявок ЭВИ и оператора, повышение быстродействия обработки устройством информации нри работе с несколькими накопителями за счет запоминания (а не отказа) обращения ЭВИ и перехода к последующему: свободному накопителю, не ожидая, пока освободится первый накопитель, с которым, например, работает оператор.Таким образом, исключается потребность в полезном времени ЭВИ при подготовке накопителей к работе, контроле работоспособности, поиске и устранении неисправностей./Ы кпмафУы Фй влердлтора .ЮМ