Дуплексная система вычислительных машин

Союз Советских Социалистических Республик(51)м Эбъз с присоединением заявки Йо 6 Об Р 15/16 6 06 Е 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытиИ(54) ДУПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ВЬЧИСЛИТЕЛЬНЬ 1 ХМАШИН Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке вычислительных систем с повышенными требованиями к достоверности получаемых результатов.Известна вычислительная система, содержащая вычислительные машины, схему сравнения результатов двух машин, схему вызова диагностических программ и повторения вычислений (1.В этой системе при обнаружении сбойной ситуации вызываются диагностические программы, хранимые в 15 процессорах, с помощью которых отыскивается неисправный процессор.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система, содержащая регистры, бло ки управления выдачей результата и логические схемы, причем выходы выходного регистра первой вычислительной машины /ВМ/ подключены к первым входам выходных клапанов25 первой машины и к входам входного регистра второй машины, выходы выходного регистра йторой машййы подсоединены к первью входам выходных клапанов второй машины и 30 ко входам входного регистра первой машины, выход блока управления выдачей результата первой машины соединен со вторыми входами выходных клапанов второй машины и с управляю" щим входом входного регистра второй машины, выход блока управления выдачей результата второй машины подключен к вторым входам выход" ных клапанов первой машины. Выход блока признака готовности результата первой машины соединен со входом входного регистра второй машины, а выход блока признака готовности результата второй машины - со входом входного регистра первой машины 23 .Известная система позволяет эафиксировагь факт несовпадения результатов и повторить решение задачи от последней точки промежуточного расчета. Правильность решения гарантируется совпадением результатов ,двух вычислительных машин (ВМ). В случае многократного несовпадения результатов, обеспечивается обнаружение неисправной ВМ с помощью диагностической программы.Недостатками этой программы являются необходимость повторногопросчета задачи от.последней точкипромежуточного расчета, празильностькоторого гарантируется; необходимость обеспечения сохранения исходных данных для возможного повторного просчета в контрольных точкахрешаемой задачи; необходимость выбора контрольных точек в задаче,что так же в отдельных случаях бывает затруднительно, и тогда присбое решение всей задачи повторяется.Таким образом, в известных дуплексных системах для устранения последствий сбоев необходима временнаяизбыточность, которая для отдельныхзадач может быть значительной,Цель изобретения - повышение производительности системы.Поставленная цель достигается тем,что в систему вычислительных машин,содержащую блок сравнения результатов, счетчик сбоев, а каждая из вычислительных машин включает блокуправления, блок обработки прерываний и блок основных регистров, выход блока обработки прерываний соединен с входом блока управления,вход блока обработки прерыванийсоединен с первым выходом блокасравнения результатов и входом счетчика сбоев, выход которого является выходом системы, в каждую вычислительную машину введены три группы элементов И, блок дополнительныхрегистров и группа элементов ИЛИ,входы которЫх через элементы И первой группы соединены соответственнос выходами первой группы блокаосновных регистров ИЛИ, выходы второй группы которого через элементыИ второй группы соединены соответственно с входами блока дополнительных регистров, выходы которого через элементы И третьей группы подключены соответственно к входамблока основных регистров, управляющие входы элементов И первой и третьей групп соединены с соответствующими выходами блока управления, управляющие входы элементов И второйгруппы подключены к второму выходублока сравнения результатов, входкоторого соединен с выходами группыэлементов ИЛИ.ц случае сбоя в одной из ВМ (в случае несовпадения результатов выполнения команд) команда, при выполнении которой произошел сбой, может быть повторена, так как исходная информация сохранена на дополнительных (резервных) регистрах. Следовательно, нет необходимости восле каждого несовпадения результатов двух ВМ в диагностировании и повторном решении части задачи от последней точки промежуточного расчета.Переполнение счетчика сбоев классифицируется в системе как отказ в одной иэ ВМ. Только в этом случаенаступает прерывание в решениизадачи для диагностирования.Схема системы представлена начертежеУстройство содержит вычислительные машины 1, 2, блоки 3,4 управления, блоки 5 и 6 обработки прерываний, блоки 7, 8 основныхрегистров, включающие регистры 7.0,8,0 команд и индексные регистры7.1-7 п, 8.1-8 п, группы элементов И1 О 9 (9. О, 9,1-9 п), 10 (10. 0,10.1 "10. п),группы элементов ИЛИ 11,12, группыэлементов И 13 (13.0,13.1-13,п),14 (14. 0,14.1-14.п),15 (15. 0,15.1-15.п),1 (16.0,16.1-16.п), блоки дополнительных регис тров 1 7 (1 7, О, 1 7 . 1-1 7. и),18 (18. 0,18.1-18 п), блок 19 сравнениярезультатов, счетчик 20 сбоев. Лляописания функционирования дуплекснойсистемы отметим следующее. Системакоманд современных РМ предусматривает три основных типа команд регистр-регистр, регистр-память, память-память. При выполнении командтипа регистр- регистр и регистр-памятьпервый операнд находится на первомрегистре, на этом же регистре остается и результат выполнения операции.Следовательно, сбой при выполнениикоманды может привести к потере исходной информации в ВМ, которая30 хранится на регистрах 7(8), для возобновления счета необходимо получитьна первом регистре исходную информацию,В РассматРиваемой системе сначаласодержимое регистра команд 70,(8.0),а затем и результат вычисления команды с одного из регистров 7.1,7 п (8.1,8.2,-8.п) через группуэлементов ИЛИ 11(12) поступает на 4 О блок 19 сравнения результатов. Сигнал сравнения результатов вычисленийв блоке 19 обеспечивает перезапись,содержимого основных регистров7,0, 7.1 - 7 п(8.0,8.1 - 8 п) через 45 вторую группу элементов И 13.0,13.113. п (14.0,14,1 - 14. и) на дополнительные регистры 17(18).Сигнал несравнения результатовс блока 19 подается в блоки 5,6 5 О обработки прерываний обеих ВМ. Поэтому сигналу блок управления 3(4)ВМ 1(2) пов.торяет команду, при которой произошло несравнение результатов. Это делается следуюшимобразом: с выходов регистров 17(18)информация через элементы Итретьей группы 15(16) переписываетсяв основные регистры 7(8) блока,т.е. на регистре 17.0(18.0) сохра"няется команда, при которой произо шел сбой, а на регистре 17.1 - 17,п(18.1 - 18.п) исходные операнды,цеобходимые для выполнения текущей команды.В случае необходимости сигнал на 65 повторение неправильно выполненнойкоманды может выдаваться с некоторой задержкой, зависящей от длительности действия случайного сбоя,Таким образом, дуплексная система вычислительных машинпозволяет при сбое в одной из ВМ системы исключить процедуру восстановления информации путем перезаписи .ее из исправной ВМ, исключить повторный просчет задачи от последней точки промежуточного расчета, правильность выполнения которой гарантируется. При этом повышается эффективная производительность дуплексной системы.Процедуру перезаписи содержимого блока основных регистров на дополнительные регистры после совпадения результатов предыдущей команды можно совместить по времени с началом выполнения очередной команды, так что увеличение времеМи выполнения команды не ожидается.Формула изобретенияДуплексная система вычислительных машин, содержащая блок сравнения- результатов, счетчик сбоев, а каждая иэ вычислительных машин включает блок управления, блок обработки прерываний и блок основных регистров, выход блока обработки прерываний соединен с входом блока управления, вход блока обработки прерываниЯ соединен с первым выходом блока сравнения результатов ивходом счетчика сбоев, выход которо.го является выходом системы, о т"л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения производительности,в каждую вычислительную машину введены три группы элементов И, блокдополнительных регистров и группаэлементов ИЛИ, входы которых черезэлементы И первой группы соединенысоответственно с выходами первойгруппы блока основных регистров ИЛИвыходы второй группы которого черезэлементы И второй группы соединенысоответственно с входами блокадополнительных регистров, выходыкоторого через элементы И третьейгруппы подключены соответственнок входам блока основных регистров,управляющие входы элементов И пер 20 вой и третьей групп соединены ссоответствующими выходами блокауправления, управляющие входы элементов И второй группы подключенык второму выходу блока сравнения25 результатов, вход которого соединенс выходами группы элементов ИЛИ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3864670,30 кл. 340-172. 5, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 311272, кл. С 06 Г 15/50,кл.С 06 Р 11/00, 1 967 (прототип),752343 Составитель А, ЖереновРедактор А. Долинич Техред Н.Ковалева Коррект ус Зак Патент Филиал Ужгор Проектная, 4 4747/8 ЦНИИПИ по д 113035, Мираж 751ственногообретенийЖ, Раушс судамква Подписноомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5