Вычислительная система однородных электронных вычислительных машин

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 02 17.1966 (,)чт. 1067359(26-24с присоединением заявкииорптет Комитет по делата зобретений и открытий при Совете Министров СССР(088.8) убликовано 13.Х 1.1967. Вюллетснь23 Дата опубликования описания 19.1.1968 Авторыизобретен их П, Лопато, Э, В, Евреинов и Б. Я. Пыхти Заявител ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ОДНОРОДНЫХ ЭЛЕК 1 РОННЫХ ВЫЧИСЛИ 1 ЕЛЬИЫХ МАКИН Известны вычислительные системы, содержащие несколько электронных вычислительных машин, из которых одна головная, а остальные - подчиненные,Предлагаемая система отличается тем, что 5в ней кодовые числовые шины электроннойвычислительной машины (ЭВМ) подключенычерез первую группу схем И к кодовымчисловым шинам устройства сопряжения левой ЭВМ, ко входам второй группь схем И, 10а также через третью группу схем И - ккодовым числовым шинам устройства сопряжения правой ЭВМ. Выходы второй группысхем И соединены соответственно со входами триггероврегистра настройки, выход первого триггера регистра настройки подсоединен ковторым входам, объединенным вместе, третьей группы схем И, выход второго триггерарегистра настройки через первую схему И,второй вход которой подключен к выходу схемы ИЛИ, соединен с шиной признака обмена устройства сопряжения левой ЭВМ и через схему И третьей группы - с шинойпризнака обмена устройства сопряжения правой ЭВМ, Выход третьего триггера регистра 25настройки подключен через вторую схему И,второй вход которой соединен с выходомтретьей схемы И, к шине признака условного перехода устройства сопряжения левойЭВМ и через схему И третьей группы - к ЗО шине признака условного перехода устроиства сопряжения правой ЭВМ. Шина настройки ЭВМ соединена со вторыми входами, объединенными вместе, схем И второй группы, с шиной настройки устройства сопряжения левой ЭВМ и через схему И третьей группы - с шиной настройки устройства сопряжения правой ЭВМ. Шины числа количества обмена ЭВМ подсоединены к установочным входам счетчика слов, а шина счета числа ЭВМ подключена к счетному входу счетчика слов, выход которого через дешифратор соединен со вторыми входами первой группы схем И, объединенными вместе. Шины условного перехода ЭВМ подключены соответственно ко входам схемы ИЛИ и третьей схемы И. Это позволяет повысить производительность системы.На фиг, 1 дана блок-схема соединения ЭВМ в систему однородных машин; на фиг. 2 - блок-схема системы из нескольких подсистем; на фиг. 3 - вычислительная система однородных ЭВМ.Предлагаемая вычислительная система состоит из однотипных машин 1, 2 т, которые с помощью устройств сопряжения 4, э", 6 соединены в непрерывную цепочку или кольцо.Устройства сопряжения транслируют, выдают и принимают информацию и служебные сигналы из машины в машину. Все устройства сопряжения (как и ЭВМ) идентичны и не зависят от места их расположения в системс.Каждая ана заа решением независимого учаспса алгоритма, синхронизация их раОсы происходит В ъОхент Об 1 еня информа цисй. Кякдяя из ъяшин систеъ.1 раВнопраВн 1 и может передавать или принимать информацию. В случае равенства определенных усло- В й нескольких ЭВМ системы приоритет отдастся согласно выбранному алгоритму приори тетя.Система имеет обобщенные признаки знака, пуля, переполнения и иобые другие специяльныс обобщенныс призн 1(и, могущие быть условиями для разветвления программ. 15 Наращиваяе системы производится простым подсоединеИем новых ЭВМ (с нужным набором внешних устройств). При этом все машины системы равноправны и могут соединяться физически в л;обой последовательности, 20Зло цепочку из ЭВМ 7 - 13 и устройств сопряжения 14 - :20 можно рязопть ня пес(олько самостоятельных подсистем 21, 22, 2:. Граница разбиения устанавливается программно и может устаняь,Иватьс 5 В нужное Время и В 25 нужных местях. После разбиения всей системы на подсистемы обмен информацией возможен тосЬ(О лекду машинам сьосй подспстемъ, Кякдяя подсистема Выполняет сВОи задачи или независимые дасти одной общей 30 задачи автономно и независимо. В каждой подсистеме может быть в определенный промежуток времени только одна машина, передающая информацию и произвольное число приемных ЭВМ. 35Основные особенности системы однородных ЭВМ:. Отсутствие головной более производительной маш.ны, роль диспетчера в нужные моменты времени программно возлагается па 40 одну из машин системы.2. Возможность программноГО изменения коммутации между электронными машинами (программное изменение числа ЭВМ, участвующих в вычислениях; направление переда чи - приема информации).3. Параллельное выполнение большого числа операций за счет одновременного вьполнения независимых астей алгоритма.4. Высокая однородность структуры, 50 Применение одинакоьых ЭВМ в системс одинаковых конфигураций соединений между ними позволяет существенно упростить технологию производства системы ЭВМ, повь:сить структурную живучесть всей системы, легко 55 реализовать принцип наращивания производительности снегеы путем простоГО одсоединенпя дополнитслыых ЭВМ.Для програм ной реализацш. Перечисленных свойств системы вводятся спецпяльныс б 0 команды системы;а). Команда настройки системы,С похОщыо этой команды происходит разбиение системы на подсистемы, Выделение машин, участвующих в обмене информацией и б 5 в исполнении команд обобщенного условного и безусловного переходов. Эта команда настраивает в нужное состояние специальные индикаторы каждой машины, определяющие осооенности работы данной машины в цепочке машин системы.б). Команды передачи и приема информацииС помощью этих команд происходит обмен инсрормяцпсй мскду машинами. Обмен может происходить только между машинами одной подсистемы. В данный момент мокет быть только Одна .яшина, передающая информацио и произвольное число приемных. Если в подсис смс ОдноВременно п 051 Вятся нссколько передающих машин, то приоритет будет отдан машине согласно алгоритму приоритета.Передающая машина посылает в канал связи К слов, указанных в команде передачи.Каждая приемная машина принимает Е слов, указанных в каждой команде приема.г). Команда обобщенного безусловного переходя.Этой командой производят пересылку нужной управляющей инструкции в любую отмеченную по этому признаку машину. Эта инструкция воспринимается в приемных машинах как команда (может быть любая команда системы команд).г). Команда обобщенного условного перехода.Эта команда используется для ветвления программы всей системы по любому (знак, нуль, переполнение и т. д.) обобщенному признаку всей системы. В формировании обобщенного признака ветвления участвуют отмеченные по этому признаку машины системы (подсистемы).Кроме этого, команду обобщенного условного перехода можно использовать для синхронизации машин, участвующих в обмене,Устройство сопряжения (фиг. 3) служит для приема, выдачи информации из собственной машины и для трансляции информации слева-направо и справа-налево, а также для формирования ряда управляющих сигналов. Устройство сопрякения построено исходя из основных особенностей системы однородных ЭВМ.Каналы связи с левой ЭВМ содержат: шины 24, 25, 26, 27 рабочего канала обмена информацией, шины 28 настройки, шину 29 обобщенного признака обмена, шину 30 обобщен- НОГО признкаслОВнОГО перехода, Кя 1 алы связи с правой ЭВМ содержат: шины 31, 32, 33, 34 раоочего канала обмена информацией, шины 35, 36, 37 управляющих сигналов. Собственная ЭВМ содержит: кодовые шины 38 числа, шины 39 числа количества обмена К(Е); шину 40 - сигнал счета числа К(Е) 1, шины потснцналов команд: настрой(а (41), переход (42), обмен (43), условный пере:сод (44); шину - 46 - признак условного перехода.Регистр 46 настройки, содержащий триггер50 60 б 5 47 разбиения, триггер 48 признака обмена и триггер 49 участия ЭВМ в выработке признака обобщенного условного перехода; вентили 50 - 56 разбиения каналов связи системы; вентили 57 приема и выдачи числа из собственной ЭВМ; вентили 58 приема в регистр 46 настройки; счетчик 59 слов передачи и приема с деширраторох 60; схему формирования признака обмена-схема совпадения 61 и сборки 62; (схема ИЛИ) схему формирования при знака обобщенного условного перехода схемы совпадения 63, 64 (схемы И).Информация из машины в машину передается по шинам расочего канала, Слева по шинам 24, 25, 26, 27 информация поступает на 15 кодовые шины 38 числа собственной машины через вентили 57, если разрешает потенциал с дешифратора 60 сОтчКа приеха .ашинных слов. Информация поступает в правую ЭВМ спстсмь черсз вентили 53, 54, 55, 56 на шины 20 31, 32, 33, 34, сслп установлен разрешающий потенциал на триггере 47 разбиения системы регистра 46 настройки. Аналогично, информация из правой машины поступает влево через вентили 5, 54, 55, 56. Выдача информации из 25 собственной ЭВМ в рабочий канал происходит съемом информации с кодовых шин 38 числа машины через вентили 57, если разрешает потенциал дешифратора 60 счетчика передачи информацпп. Число шин в рабочем ка нале обмена информацией обычно определяется разностью ЭВМ системы и некоторыми техническими особенностями построения ЭВМ.Для возможности программного изменения коммутации между электронными маши нами служат специальные шины системы: шины 28, 35 нас-ройки, шины 29, 36 признака обмена и шины 30, 37 признака обобщенного условного перехода. Потенциалы управления системой на этих шинах формируются исходя 40 из состояния соответствующих триггеров 47, 48, 49 трсхразрядного регистра 46 настройки каждой ЭВМ.С помощью регистра 46 система разбивается на подсистемы 21, 22, 23, настраивается на 45 участке в обмене (передача, прием информации): формируются обобщенные признаки обмена и условного перехода системы. Машина, желающая настроить систему (перенастроить),вырабатывает соответствующий потенциал на шине 41, поступающий на шину 28 настройки в левыс машины и шину 35 (через вентиль 50, учитывая потенциал разбиения с триггера 47) з правые машины. По потенциалу на шине 45 в каждой приемной машине информацпя передающей машины из рабочего канала поступает в регистр 46 настройки через вентили 58 тех машин, которые оыли Отъ 1 ечены В команде настройки передающий ЭВМ, Таким образом заносится информация в триггер 47 разбиения, вырабатывающий потенциал отделения всех машин, расположенных правее; в триггер 48, служащий для программного выделения машин системы, участвующих в операшгях обмена и обобщенных переходов, а также в триггер 49 для выделения тех машин, которые участвуют в выработке потенциала обобщенного условного перехода системы по любому из признаков (0, Зн, переполнение). Потенциал с триггера 47 разрывает цепи, транслирующие информацию слева - направо и наоборот (вентплп 53, 54,55, 56). Потенциал с шины 42 при командах перехода и потенциал с шины 43 при командах приема-передачи поступают на схему сборки 62, Учитывая состояние триггера 48, указывающего на то, что данная ЭВМ будет участвовать в этих командах, потенциал со схемы совпадения 61 поступает на общую шину 29, распространяясь влево, и через вентиль 51 - на шину 36, распространяясь вправо.Потенциал соответствующей команды условного перехода со схемы совпадения 61 и потенциал триггера 49, указывающий на то, будет или нет команда условного перехода данной ЭВМ участвовать в выработке общего признака обобщенного условного перехода систезы, поступают на вход схемы совпадения 64. Потенциал со схемы совпадения 64 поступает влево на шину 30 и вправо через вентиль 52 на шину 37, сигнализируя системе о том, что данная ЭВМ готова к участию в выполнении команды обобщенного условного перехода. Предмет изобретения Вычислительная система однородных электронных вычислительных машин, содержащая устройства сопряжения, регистр настройки, счетчик, схемы 1 Л и 1 ЛИ, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности системы, в ней кодовые числовые шины электронной вычислительной машины (ЭВМ) подключены через первую группу схем И к кодовым числовым шинам устройства сопряжения левой ЭВМ, ко входам второп группы схем И, а также через третью группу схем И - к кодовьв числовым шинам устройства сопряжения правой ЭВМ, выходы второй группы схем И соединены соответственно со входами триггеров регистра настройки, выход первого триггера регистра настройки подсоединен ко вторым входам, объединенным вместе, третьей группы схем И, выход второго триггера регистра настройки через первую схему И, второй вход которой подключен к выходу схемы ИЛИ, соединен с шиной признака обмена устройства сопряжения левой ЭВМ и через схему И третьей группь, - с шиной признака обмена устройства сопряжения правой ЭВМ, выход третьего триггера регистра настройки подключен через вторую схеь у И, второй вход которой соединен с вы;одом третьей схемы И. к шине признака условного перехода устройства сопряжения левой ЭВМ п через схему И треть," группы - к шине признака условного перехода устройства сопряжения правой ЭВМ, .пина настроикп ЭВМ соединена со вто205377 гг Я 1 с 5 спйеннаю эх Составитель А. А. ПлащинГекред Т. П. Курилко Кор сторы: Г. И. Плешаковаи Е. И. Гудзова Редактор К. С. Ко Заказ 4235/14 Тираж 535 Подписи де ЦНИИПИ Комитета по деляги изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр, Сапунова, 2 рыми входами, объединенными вместе, схем И второй группы, с шиной настройки устройства сопряжения левой ЭВМ и через схему И третьей группы - с шиной настроики устройства сопряжения правой ЭВМ, шины числа количества обмена ЭВМ подсоединены к установочным входам счетчика слов, а шина счета числа ЭВМ подключена к счетному входу счетчика слов, выход которого через дешифратор соединен со вторыми входами первой группы схем И, объединенными вместс, шины условного перехода ЭВМ подкгпочены соответственно ко входам схемы ИЛИ и третьей схемы И.