Устройство для связи в вычислительной системе

Оп ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1111 4,74 ОЮ Союз Советских СоциддистичеГгнх РЕСПУбЛИ 11(б 1) Зависимое от авт. свидетельства 51) М.Кл. б 061 15 8.01.72 (211 1740728/18-24 22) Заявлено с присоединением заявки Ле -осударственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 32) Приоритет -06.75,Ьюллетецг. М 2 Опубликовано Дата опубликования описания 29.12.75 72) Лвторы изобретения Ю Томилов и Л митриев, Ю отапова,(71) Заявителг нститут математики Сибирского отделения АН СССР(54) УСТРОЙС Я СВЯЗИ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в однородных вычислительных системах (ОВС) высокой производительности.Известно устройство, служащее для организации взаимодействия элементарных машин (ЭМ) ОВС при выполнении ци 1 слических программ кратностью до гг в синхронно-программном (СПР) режиме.Принцип работы ОВС в режиме СПР заключается в том, что одна и та же программа выполняется каждой из настроенных на работу в этом режиме ЭМ системы над операндами, извлекаемыми из памяти соответствующих этим ЭМ цифровых вычислительных машин (ЦВМ). является одна издущей. ЭМ вос.ие эту программу,ычислительноц сиения, блок номеиненный по выхоуправления паму НЕ, причем ойства (сопоставехода ЦВМ) подока записи и блокоторого соедиИсточником программымашин ОВС, называемая вепринимающие и исполняющназываются ведомыми,Устройство для связи в встеме содержит блок сопрягра цикла, блок записи, соедду с блоком памяти, блокмятью, схему сравнения, схвход признака перехода устрленный выходу признака перключен и первым входам блка сопряжения, второй вход нен с выходом признака перехода блока памяти, выход номера цикла которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 5 номера цикла и вторым входом блока записи,третий вход которого соединен с выходом инвертированного обобщенного признака блока сопряжения, выход обобщенного признака которого подключен к первым входам блока но О мера цикла и блока управления памятью, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, второй вход блока номера цикл подключен ко входу номера цикла устройства (сопоставленному выходу номера цикла ЦВМ).Хранение кодов номеров циклов и значений признаков перехода н, относящихся к предыдущей реализации этих циклов, производится в блоке магазинной памяти (МП).20 Реализация МП, однако, сопряжена сбольшими затратами оборудования. Действительно, МП, используемая для организации выполнения в режиме СПР циклических программ глубиггоц и, содержит гг регистров, кг 1 гк дый разрядностью (ш + 1) бцт; (и - 1) схему передачи содержимого 1-го регистра в (г + 1) -ый регистр (сдвиг вниз); (гг - 1) схему передачи содержимого г-го регистра в (г - 1)-ый регистр (сдвиг вверх); схемы И ЗО и ИЛИ, служащие для передачи информа3цпи между реп 1 страмн МП, общсс число которых пропорционально числу регистров 77; схемы управления одновременным сдвигом содержимого всех и регистров МП на и;ну позицию вверх и вниз.Целью изобретения является упрощение устройства, достигаемое использованием в качсствс признака разрешения записи в МГ 1 значения ранее записанного в нес кода, что позволяет обеспечить независимость емкости МП от выбранного значения и сделать ее равной одному слову. Разрядность ячейки памяти определяется выбранным способом кодирования номера цикла, Кроме того, вместо МП в устройстве может использоваться любая память со входом сброса. Это оказывается полезным для расширения возможностей его реализации.Устройство отличается тем, что в нем выход признака перехода блока памяти через схему 1-1 Е подключен к чствертому входу блока записи, а вход сброса блока памяти соединен с выходом блока управления памятью.11 а чертеко приведена блок-схема предла гасмого устройства, содержащая блок сопряжения 1, шину 2 связи блока 1 с аналогичными блоками соседних устройств, шину 3 связи блока 1 с цифровой вычислительной машиной, блок 4 номера цикла, блок записи 5, блок памяти 6, блок 7 управления памятью, элемент сравнения 8, схему НЕ 9, вход 10 признака перехода устройства, вход 11 номера цикла устройства, шину 12 связи выхода признака перехода блока 6 с блоком 1 и схемой 9, шину 13 связи выхода номера цикла блока 6 с элементом 8, шину 14 связи выхода блока 4 с элементом 8 и с блоком 5, шину 15 связи выхода обобщенного признака блока 1 с блоками 4 и 7, шину 16 связи выхода инвертированного обобщенного признака блока 1 с блоком 5, шины связи 17 - 20 между блоками (схемами) соответственно 8 и 7, 5, и 6,7 и 6,9 и 5.Устройство для связи в вычислительной системе дополняет ЦВМ до элементарной машины ОВС,При работе машин ОВС в режиме СПР команда условного перехода (УП) использует для определения направления передачи управления значение обобщенного признака Й =7, , вырабатываемого распредс 7 СПРлепной по ЭМ схемой И на множестве машин, работа 1 ощих в режиме СПР. Значение с, для случая реализации циклических участков программы вырабатывается в К-ой ЭМ по рсзуль 1 ату сравнения числа необходимых и 1 рактичсски выполненных этой машиной рсализацпй циклов. Примем для опредсленносзн, гто 1 =- О, если машине необходимо повторить реализацн 1 о цикла, и с = 1в противном случае.Будем рассматривать цикл в каноническом представлении, когда команда выработки знаг 10 15 20 30 3; 40 50 10 65 чснгя переменной и команда УГ 1 замыка 1 о 1 циклический участок программы. Для программы вида цикл в цикле это означает, что адреса команд, на которые возможны переходы (т, е. адреса начал соответствующих циклов), меньше адреса первой команды УП.Перенумеруем команды УГ 1 в направлении всличсни 51 их адресов От единицы до 77.11 омср, присвоенный команде УП, будем относить к циклу, замыкаемому сю.Рассмотрим рсализаци 1 о простого цикла множеством М, находящихся в режиме СПР машин ОВС, Зти ЭМ могут иметь несовпадающие значения числа реализаций цикла. В связи с этим необходимо олокировать работу ЗМ, выполнивших заданное им число рализаций цикла, начиная с момента окончания пос ледней реализации цикла в рассматриваемой ЗМ до момента окончания последней реализации его в машине с наибольшим значением числа заданных реализаций,При выполнении 77-кратного цикла блокировка выполнения 7-го цикла означает, что данная ЭМ нс должна выполнять также и все циклы с номерами, меныпими 7-го. Данная ЭМ может продолжить работу лишь после того, как закончится последняя реализация 7-го цикла в Э 7 с наибольшим значением числа заданных реализаций. Ведущая ЭМ должна выдавать программу текущего цикла до тех пор, пока есть хотя бы одна ЗМ, не завершившая заданного ей числа реализаций этого цикла, и независимо от блокировки выполнения программы в самой ведущей машине. Поэтому анализ направления хода программы осуществляется в ведущей ЭМ при выполнении ею команды УГ 1, замыкающей текущий цикл. Заметим, что в автономном режиме работы ЭМ определение направления хода программы в команде УП происходит по значению признака перехода и, выработа 1 шому в ЦВМ этой ЗЛ независимо от значения признаков ведущаяведомая. Выбор признака перехода для команды УП в зависимости от режима работы (СПР или автономной) и от того, является лп ЗМ ведущей илн ведомой, осуществляется в каждой ЦВМ по заданной сй настройке.В качестве признака начала блокировки работы К-ой ЭМ используется значение признака 7, =- 1, выработанное в ее ЦВМ в ходе выполнения команды УП, замыкающей рассматриваемый цикл, и присутствующее на входе устройства (связь 10). В дальнейшем при работе в режиме СПР отношение каждой ЗМ 1 в ом числе и ведущей) к программе текущего цикла, выдаваемой пз памяти веду 1 цсй машины, определяется по значению признака , выработанному в ходе предшествую 1 цсй работы ЦВМ и находящемуся в блоке памяти 6, В машинах с и =- 1 выполнение про 1 раммы, поступающей из ведущей ЭМ, блокируется. В качестве признака окончания блокировки используется значение обобщенного признака й; =- 1, вырабатываемое в хо10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 де выполнения команды УП, замыкающей рассматриваемый 1-ый цикл, в блоке сопряжения 1,Рассмотрим работу устройства при выполнсннн и-кратного цикла в режиме СПР, начиная с момента выработки машинами системы значений переменной ж для осуществляемой реализации цикла. Этот момент (и, следовательно, момент выработки значения переменной с определяется с помощью схемы синхронизации, входящей в блок сопряжения 1. В ведущей ЭМ при этом вырабатывается сигнал, разрешающий выполнение команды УП, в ходе которой по найденному значению признака О определяется направление хода программы.После окончания определения адреса очередной за УП команды из блока 1 устройства связи ведущей ЭМ по связям 2 выдается сигнал пуска во все ЭМ, находящиеся в режиме СПР. Г 1 уск ЦВМ ведущей ЭМ осуществляется сигналом, поступающим в нее по связям 3, Кроме того, по связям 3 из блока 1 в ЦВМ наряду с данными и командами, поступа 1 ощими из ведущей ЭМ, передаются следующие сигналы: признак ведущей ЭМ, признак режима СПР, сигнал блокировки и сигнал пуска.Сигнал пуска ЭМ, отмеченных признаком СПР, на выполнение команды УП вызывает следующую последовательность действий:1) производится операция над блоком памяти 6 (запись или очистка (сброс) в зависимости от состояния блоков 5 и 7 соответственно);2) в блоке 4 по значению обобщенного признака (связь 15) и коду, поступающему по связи 11, формируется номер очередного цикВ момент начала работы устройства связи его состояние таково, Выработаны и присутствуют на соответствующих полюсах значения переменных с 5 и с, относящиеся к Осуществляемой реализации текущего цикла. 1-1 ы выходе номера цикла (связь 13) блока 6 присутствует номер цикла, при реализации которого для данной ЭМ выполнено условие блокировки (если условие блокировки не выработано, на этом выходе блока 6 находится начальный - нулевой - код, отличающийся от кодов, принятых для кодирования номеров циклов от первого до и-го; (для простоты будем считать, что код номера цикла совпадает с номером замыкающей его команды УП), а на выходе признака перехода (связь 12) блока 6 - единица, если работа ЭМ заблокирована, нуль - в противном случае. На выходе блока 4 (связь 14) находится код номера текущего цикла.Значение переменной О. вырабатывается по значениям переменных в, подаваемых на входы блокапо связям 10 и 12 и представляющих для каждой ЭМ результат логического сложения содержимого этих связей: если к моменту выполнения данной команды УП ра 6бота рассматриваемой ЭМ нс заблокирована, то в качестве источника о используется ЦВМ, т. е. вход признака перехода устройства (связь 10), прп этом по связи 12 из блока 6 выдается код О; в против 1 ом случае источником со является блок 6, и по связи 10 со входа устройства поступает код О,Работа устройства для связи в вычислительной системе зависит от значений признаков со и О.Случай 1. Значения признаков с и со равны нул 10. При этом В Олокс 6 содсржитс 51 начальный код.Операций над блоком 6 не производится, так как работа блока 5 запрещена нулевым значением признака перехода, поступающего со входа устройства по связи 10, а блока 7 - сигналом несравнения с выхода элемента Я (связь 17).В блоке 4 формируется номер очередного цикла. Поскольку условие выхода из текущего цикла не выполнено (О = О), в ходе следующей реализации этого цикла должны выполняться все циклы с меньшими номерами, начиная с первого.Случай 2. Значение признаков с и о равны единице. Здесь следует различать две ситуации: А) единице равно значение признака о, поступающего со входа устройства (связь 10); б) единице равно значение приз- пака ю, поступающего из блока 6 (связь 12).Случай 2, а, В блоке 6 содержится начальный код. Такая ситуация возникает в ЭМ, которая имеет наибольшее заданное число реализаций текущего цикла, и завершившаяся реализация этого цикла является последней.Никаких операций над блоком 6 не производится, так как работа блока 5 запрещена нулевым значением инвертированного обобщенного признака (с), поступающего по связи 16, а блока 7 сигналом несравнения с выхода элемента 8 (связь 17). В качестве очередного цикла, формируемого блоком 4, для текущего 1-го цикла будет цикл с номером (1+ 1), поскольку значение О = 1 означает, что завершена последняя реализация текущего цикла в машине с самым болыпим заданным числом реализаций -го цикла.Случай 2, б. На в 1 ыходе номера цикла (связь 13) блока 6 содержится номер цикла, в ходе реализации которого установлена блокировка работы ЭМ. Если код на выходе номера цикла блока 6 не совпадает с кодом из блока 4 (связь 14), блокировка работы ЭМ удерживается и никаких действий над блоком 6 не производится. Если код на выходе номера цикла блока 6 совпадает с кодом пз блока 4, блокировка работы ЭМ должна быть снята. Сигнал сравнения с выхода элемента 8 (связь 17) разрешает работу блока 7. Сигнал с выхода блока 7 (связь 19), поступая на вход сброса блока 6, вызывает очистку памяти, При этом на всех выходах блока 6 по474010 Составитсль Ю, Томилов Техрсд М. Семенов Редактор В, Нанкина Коррсктор А, Дзесова Заказ 5998 Изд, И 1511 Тираж 679 Подписное ЦНИИПИ Государственного когиитста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5МОТ, Загорский филиал 7является код О; код О с выхода признака перехода блока 6 снимает блокировку работы Эм. Дальнейшая работа осуществляется как в случае 2, а.Случай 3. Значение признака ь. равно нулю, а значение признака со равно единице. Различаем две ситуации; а) единице равно значение признака и, поступающего со входа признака перехода устройства по связи 10; б) единице равно значение признака ю, поступающего с выхода признака перехода блока 6 по связи 12,Случай 3, а. В блоке 6 содержится начальный код, Поступление единичного значения признака со со входа признака перехода устройства означает, что данная ЭМ выполнила последнюю из заданных ей реализаций текущего цикла и должна быть выключена из работы.В блок 6 по связи 18 переписывается номер текущего цикла с выхода блока 4 (связь 14) и значение признака со со входа устройства (связь 10) через блок 5, работа которого разрешена единичным значением сигнала с выхода схемы 9 (связь 20). После этого работа осуществляется как в случае 1.Случай 3, б, В блоке 6 содержится номер цикла, в ходе реализации которого установлена блокировка работы ЭМ.Никаких действий над блоком б не совершается, так как работа блоков 5 и 7 запрещена соответственно нулевым значением сиг 8нала с выхода схемы 9 (связь 20) и нулевымзначением обобщенного признака О 1 связь15).Дальнейшяя работа осуществляется аналогично случа 1 о 1,Предмет изобретенияУстройство для связи в вычислительнойсистеме, содержащее блок сопряжения, блокномера цикла, блок записи, соединенный повыходу с блоком памяти, блок управления памятью, элемент сравнения, схему НЕ, причем вход признака перехода устройства подключен и первым входам блока записи и блока сопряжения, второй вход которого соединен с выходом признака перехода блока памяти, выход номера цикла которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блоканомера цикла и вторым входом блока запи 20 си, третий вход которого соединен с выходоминвертированного обобщенного признака блока сопряжения, выход обобщенного признакакоторого подключен к первым входам блоканомера цикла и блока управления памятью,25 второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, второй вход блока номерацикла подключен ко входу номера цикла устройства, отлачаощееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем выход признака пезо рехода блока памяти через схему НЕ подключен к четвертому входу блока записи, входсброса блока памяти соединен с выходомблока управления памятью.