Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-sy 9885989 (22) Заявлено 29.07.80(21) 2975957/18-24 f51) М. Кй.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 06 Г 3/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДКБ81.325 (088.8) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень №30

Дата опубликования описания 15.08.82

В.Н.Максименко, В.В.Пароходов, Е.Г.Смирягин и M.À.Õâoñòàíöåâ

Всесоюзный государственный проектно-технологический институт ЦСУ СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ОДНОРОДНОЙ

ВЫЧИСЛИТЕЛЪНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для построения однородных вычислительных систем.

По основному авт,св. 9885989 известно устройство для сопряжения однородной вычислительной системы, содержащее блок коммутации, блок настройки, состоящий из регистра кода настройки, дешифратора кода настройки и первого элемента ИЛИ, блок взаимодействия, состоящий из регистра взаимодействия и второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ, дешифратор адреса регистра системной синхронизации, блок прерывания и регистр состояния, причем первый и второй информационные и управляющий входы-выходы устройства соединены соответственно с первыми и вторыми информационным и управляющим входамивыходами блока коммутации, вторбй информационный вход-выход устройства соединен также с первым входом регистра кода настройки, входом дешифратора адреса регистра, входом-выходом регистра взаимодействия, выходом регистра состояния, входом-выходом блока прерывания и первым входом регистра системной синхронизации, информационный выход блока коммутации соединен с первым входом регистра взаимодействия вторым входом регистра кода настройки, управляющий выход блока коммутации соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ, с первым входом регистра состояния и входом блока прерывания, вход системной синхронизации и управляющий вход настройки блока коммутации соединены соответственно с выходами регистра системной синхронизации и дешифратора кода . настройки, вход которого соединен с выходом регистра кода настройки, вход системных сигналов блока комму" тации соединен с пятым выходом дешиф. ратора адреса регистра, первый, второй, третий и четвертый выходы кото° рого соединены соответственно с вто рыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ и регистра системной синхронизации, выходы первого, второго и третьего элементов

ИЛИ соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами регистра состояния, выход первого элемента ИЛИ подключен к третьему входу регистра кода настройки, вы30 ходы второго и третьего элементов

951287

ИЛИ соединены с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выходом подключенного к второму входу регистра взаимодействия P1).

Недостаток известного устройства состоит в ограниченной области применения, так как оно не обеспечивает процесс комплексной отладки программ на вычислительной системе.

При комплексной отладке параллельных программ, предназначенных для решения на вычислительной системе, оператор работает в диалоговом режиме с мггкро-ЭВМ, при котором микроЭВМ должна работать в режиме пультового терминала. В случае работы микро-ЭВМ, не имеющих пультового терминала, в программном режиме доступ к их памяти возможен через блоки сопряжения с помощью операции обмена, 10 с последующим выводом информации на

20 пультовый терминал, но если микроЭВМ, не имеющая пультового терминала, выходит в режим связи с ним, что случается при сбойных ситуациях, а также является нормальным режимом при комплексной отладке параллельных программ, доступ к ее памяти становится невозможным.

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены регистры состояния печати и клавиатуры и регистры данных печати и клавиатуры, причем первый и второй входы регистра состояния печати соединены соответственно с шестым и седьмым выходами дешифратора адреса регистра, а третий вход и выход — соответственно с управляющим выходом и вторым инфор40 мационным входом-выходом блока коммутации, вход адреса печати которого подключен к выходу регистра данных печати, первым входом соединенного с седьмым выходом дешифратора адреса регистра, а вторым — с вторым информационным входом-выходом блока коммутации, восьмой выход дешифратора адреса регистра соединен с первым входом регистра состояния клавиатуры, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам регистра данных клавиатуры и девятому выходу дешифратора адреса регистра и управляющему выходу блока коммутации, а выход — к

55 второму информационному входу-выходу устройства, третий вход и выход регистра данных клавиатуры соединены соответственно с информационным выходом и вторым информационным входомвыходом блока коммутации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — пример структурной схемы однородной вычислительной системы, на фиг. 3 и 4 — функцио- 65 нальные схемы блоков настройки и взаимодействия.

Устройство содержит (фиг.1) блок

1 коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3 адреса регистра, регистр

4 системной синхронизации, блок 5 взаимодействия, регистр.6 состояния, регистр 7 логического адреса микроЭВМ, блок 8 прерываний, регистр 9 состояния печати, регистр 10 данных печати, регистр 11 состояния клавиатуры, регистр 12 данных клавиатуры, первый информационный вход-выход (шина) 13 устройства, управляющий вход-выход (шина) 14 устройства, информационный выход (шина) 15 блока коммутации, управляющий выход (шина) 16 блока коммутации, второй информационный вход-выход (шина) 17 устройства. Блок настройки может быть выполнен в виде (фиг.3) дешифратора 29 настройки, регистра 28 кода настройки и элемента ИЛИ 27. Блок взаимодействия содержит (фиг.4) элементы ИЛИ 30-32 и регистр 33 взаимодействия.

Структурная схема однородной вычислительной системы (фиг.2) содержит элементарные машины (ЭМ) 18 и

19, соединенные каналом 26 вычислительной системы, причем элементарная машина 18 состоит из предлагаемого устройства 20 для сопряжения, центрального процессора 21, блока 22 оперативной памяти, устройства 24 управления пультовым терминалом, соединенных каналом 23 микро-ЭВМ. К устройству 24 управления подключен пультовый терминал 25. Элементарные машины 19 состоят из уСтройств 20 для сопряжения, центральных процессоров

21 и блоков 22 оперативной памяти, соединенных каналом 23 микро-ЭВМ.

Центральный процессор ЭМ может

\ находиться в двух режимах — программном и режиме пультового терминала.

Обычно пультовый терминал (ПТ) подключается к одной элементарной машине системы или структуры (фиг.2) .

Однородные вычислительные систе(0BC) построенные с использованием предложенного устройства для сопряжения, предназначены для решения задач по параллельным программам. Параллельная проГрамма представляет собой совокупность взаимодействующих ветвей, каждая из которых выполняется отдельной ЭМ ОВС. Для выполнения параллельной программы в

ОВС устройством для сопряжения реализуется следующий набор системных операций: настройка, обобщенный условный переход (ОУП), обобщенный безусловный переход (ОБУП) и системная синхронизация. При выполнении системных операций центральный процессор ЭМ находится в программном

951287 режиме. Кроме того, устройство для сопряжения реализует начальную загрузку программ и режим плавающего пультового терминала, который широко используется при комплексной отладке параллельных программ. 5

Устройство работает следующим образом, Операция настройки состоит в подключении устройства через посредство блока 1 коммутации к входам- 10 выходам (шинам) 13 и 14 устройства и назначении каждой микро-ЭВМ логического адреса. Для настройки устройства необходимо занести настроечную информацию в блок 2 настройки и логический адрес микро-ЭВМ в регистр

7. С выхода дешифратора 29 на вход блока 1 поступит информация, разрешающая прохождение управляющих и информационных данных с шин 13 и 14 через блок 1 на шины 15 и 16 или из входных шин блока 1 на информационные и управляющие шины 13 и 14 устройства.

Настроечная информация в блок 2 может поступить из микро-ЭВМ, связанной с данным устройством, по шине

17 и разрешении с первого выхода дешифратора 3 или из другой микроЭВМ по шине 13 и сигналу разрешения на шине 14, выданному через блок 1 коммутации по шинам 15 и 16 соответственно.

Логический адрес микро-ЭВМ в регистр 7 может поступить из микро-ЭВМ 35 связанной с данным устройством, по шине 17 и разрешении с десятого выхода дешифратора 3 или из другой микро-ЭВМ по шине 13 и сигнала разрешения на шине 14, полученного через 40 блок 1 коммутации по шинам 15 и 16 соответственно.

После настройки всех устройств связанные с ним микро-ЭВМ и образующие подсистему переходят к выполнению45 параллельной программы. В процессе выполнения подсистемной параллельной программы микро-ЭВМ обмениваются между собой информацией. В ОВС могут быть реализованы как групповые, так и индивидуальные обмены, причем иэ групповых обменов реализован трансляционный обмен, перед выполнением которого выполняется операция "Синхронизация", синхронизирующая работу всех микро-ЭВМ подсистемы.

Операция "Синхронизация" выполняется следующим образом.

Микро-ЭВМ, завершая работу по программе (подпрограмме) параллельной ветви, устанавливает регистр 4 60 по шине 17 и разрешении с четвертого выхода дешифратора 3 в единичное состояние и переходит на опрос соответ-. ствующего разряда регистра б состояния. С выхода регистра 4 на вход 65 блока 1 коммутации поступает сигнал частичной синхронизации. В тот момент., когда все регистры 4 устройства 20 подсистемы будут установлены в единичной состояние, в блоках 1 коммутации вырабатывается сигнал системной синхронизации, который поступает с выхода блока 1 и по шине 16 заносится в соответствующий разряд регистра б. Микро-3BN, проанализировав состояние данного разряда регистра б, определяет, что синхронизация выполнена и переходит к следую щему этапу параллельных вычислений.

Микро-ЭВМ, в программе которой предусмотрено выполнение. трансляционного обмена (передача), выполняет следующие действия: посылает по шине 17 в дешифратор 3 код, соответствующий операции трансляционного обмена, при этом с пятого выхода

-дешифратора 3 в блок 1 поступает сигнал системного трансляционного объема (Ср „, ). IIpH считывании из оперативнойпамяти микро-3ВМ информационного слова по шине 17 поступает на вход блока 1 по шине 13, совместно с сигналом С „,, получаемым по шине 14, поступает™на входы-выходы принимающих устройств для сопряжения. В принимающих устройствах сигнал С" м поступает с шины 14 через блок 1 по шине 16 на вход блока

5, разрешая запись в него информационного слова обмена, которое поступает на него по шине 15 через блок 1 с шины 13. Одновременно с этим сигнал Сто „ поступает с выхода блока 1 по шине 16 в соответстI .вующий разряд регистра б. Из регистра б информация считывается по шине

17 в микро-ЭВМ, которая анализирует разряды регистра б, и определив, что выполняется операция трансляционного обмена, считывает по шине

17 из регистра 33 информационное слово в регистр общего назначения микро-ЭВМ.

Микро-ЭВМ, в программе которой записан оператор индивидуального обмена, посылает по шине 17 через блок 1 по шине 13 адрес микро-ЭВМ, с которой она должна взаимодействовать. Этот адрес с шины 13 через блок Х по шине 15 и разрешении по шине 16 (С э ) заносится в регистры 33 всех устройств для сопряжения подсистемы. Иэ блока 5 по шине 17 микро-ЭВМ считывает этот логический адрес и сравнивает его со своим. Если свой и принятый логический адреса не совпали, то микро-ЭВМ продолжает работу по параллельной ветви. Если свой и принятый логический адреса совпали, то данная микро-3ВМ готовится к выполнению индивидуального обмена, который осуществляется между

951287

15

25

40

Этот режим обслуживает микропрограмма зашитая в ПЗУ каждой микро-ЭВМ.

Эта микропрограмма работает с адресами регистров 9-12. Микро-ЭВМ осуществляет следующие действия ° По шине 17 из микро-ЭВМ в дешифратор 3 поступает адрес регистра 11 и с выхода дешифратора 3 на вход регистра 11 поступает сигнал разрешения считывания, по которому с выхода регистра

11 по шине 1.7 в микро-ЭВМ поступает содержимое регистра 11 ° Если регистр

11 находится в "нулевом" состоянии, @ то опрос регистра 11 продолжается.

Если регистр 11 находится в "единичном" состоянии, то на дешифратор 3 поступает адрес регистра 12, с девятого выхода которого на вход регист 65 двумя микро-3BN при наличии управляющего сигнала Со „,.

Микро-ЭВМ, в программе которой вырабатывается условие обобщенного безусловного перехода (ОБУП), выполняет следующие действия: посылает по шине 17 в дешифратор 3 код, соответствующий операции ОВУП, при этом с пятого выхода дешифратора 3 адреса регистра в блок 1 поступает сигнал

ОБУП (Co en ) . Микро-ЭВМ пересылает по шине 17 адрес команды безусловного перехода на вход блока 1, который по шиве 13 совместно с сигналом

Co „, формируемым по шине 14, поступает на входы-выходы остальных (принимающих) устройств для сопряжения подсистемы. В принимающих устройствах сигнал С я поступает ес шины 14 через блок 1. по шине 1б через элементы ИЛИ 30-31 в регистр 33, разрешая запись адреса команды безусловного перехода с шины 15. Одновременно с этим сигнал С„вур поступает с выхода блока 1 по шине 16 в соответствующий разряд регистра б и на вход блока

8 прерывания, с выхода которого по шине 17 в микро-ЭВМ поступает сигнал прерывания. Микро-ЭВМ считывает из регистра б по шине 17 информацию, анализирует разряды регистра б, и определив, что выполняется операция

ОБУП, считывает по шине 17 из регистра 33 информационное слово, которое воспринимается как команда.

При выполнении режима плавающего пультового терминала устройства 20 элементарных машин 19, не имеющих .пультовогб терминала 25, работают в режиме пультового терминала (фиг,2), а устройство 20 элементарной машины

18,имеющей пультовый терминал 25, работает в программном режиме.

Рассмотрим работу устройства 20 для сопряжения в режиме пультового терминала ° В начальный момент микроЭВМ анализирует содержание регистра ,б и определяет, что она находится в режиме работу пультового терминала.

45 ра 12 поступает сигнал разрешения считывания информации с регистра 12 по шине 17 в микро-ЭВМ, и одновременно с этим тот же сигнал с девятого выхода дешифратора 3 поступает на второй вход регистра 11, сбрасывая

его в "нулевое" состояние, тем самым подготавливая его для приема следующей информации.

Микро-ЭВМ анализирует считанный из регистра 12 символ и осуществляет действия, соответствующие этому символу, например, если это просто допустимый символ, то выводит его на печать и ждет ввода следующего символа, если это недопустимый символ, то выводит его на печать и выводит на печать знак вопроса, если это команда, то выполняют ее.

Вывод на печать осуществляется следующим образом. Микро-ЭВМ по шине 17 в дешифратор 3 посылает адрес регистра 9 и на первый вход регистра 9 с шестого выхода дешифратора 3 поступает сигнал разрешения считывания, по которому с выхода регистра

9 по шине 17 в микро-3BN поступает содержимое регистра 9 состояния печати. Если регистр 9 находится в

"нулевом" состоянии, то опрос регистра 9 продолжается, Если регистр 9 находится в "единичном" состоянии, то на дешифратор 3 поступает адрес регистра 10 данных печати, на пятом и седьмом выходах которого появляется сигнал разрешения печати (C„) который с седьмого выхода дешифратора 3 поступает на вход регистра 10, разрешая запись информации в него с шины 17, и второй вход регистра 9, сбрасывая его в "нулевое" состояние °

С выхода регистра 10 через блок 1 информация для печати поступает на информационную шину 14, дновременно с этим с пятого выхода дешифратора 3 сигнал Сп через блок коммутации поступит на уйравляющую шину 13.

Рассмотрим работу устройства в программном режиме. Как было уже сказано, в программном режиме работает микро-ЭВМ, имеющая пультовый терминал.

При нажатии оператором любой клавиши пультового терминала 25 код символа заносится в блок 24. Центральный процессор определяет, что в блок 24 поступила информация с клави атуры пультового терминала 25 и по шине 17 в дешифратор 3 посылает адрес регистра 33 блока 5 взаимодействия и с пятого выхода дешифратора

3 через блок 1 коммутации на шину 13 поступает сигнал взаимодействия С

Информация из. блока 24 по шине 17 поступает через блок 1 на шину 14 устройства.

В принимающих устройствах для сопряжения сигнал С1 с шины 13 че951287

10 реэ блок 1 коммутации по шине 16 по-. ступает на входы блока 5 регистров

11 и 12, разрешая запись информации с шины 14 через блок 1 по шине 15 в блок 5 и регистр 12. Так как устройство 20 принимающей микро-ЭВМ находится в режиме пультового терминала, то он считывает информацию с регистра 1?. При выводе на печать сигнал, С информация поступают с шин 13 и 14 в устройство 20, имеющее пуль- 10 товый терминал и работающее в программном режиме. Через блок 1 сигнал

С по шине 16 заносится в соответствующий разряд регистра 6 и на вход блока 5, .разрешая запись информации с шины 15.

Микро-ЭВМ анализирует состояние блока 24 и, если оно готово, то по шине 17 в дешифратор 3 поступает .адрес регистра 33 с выхода которого на вход блока 5 поступит сигнал разрешения считывания информации с блока 5 по шине 17. Одновременно с этим с пятого выхода дешифратора 3 через блок 1 на шину 13 поступает сигнал управления, который поступает в устройство 20 микро-ЭВМ, не имеющей пультового терминала и, пройдя через блок 1 по шине 16, устанавливает регистр 9 в исходное состояние. Информация с шины 17 поступает через блок 24 на пультовый терминал

25. На этом заканчивается цикл передачи одного слова в ЭМ 19, не имеющей пультового терминала,. и печать его на пультовом терминале. Такой режим работы используется при комплексной отладке параллельных программ.

При начальной загрузке ЭМ 19, не имеющих пультового терминала, сначала производится начальная загрузка 40 программ в ЭМ 18, имеющую ПТ, при которой программа начальной загрузки предварительно формируется в блоке

22 оперативной памяти, а затем в прогРаммном режиме в кодах пультово- 45

ro терминала пересылается в нужные

ЭМ 19.

При реализации плавающего пультового терминала производится настройка двух устройств для сопряжения одного, входящего в состав ЭМ 18, и второго, входящего в состав одной иэ ЭМ 19 отладки программ, в котором осуществляется.

Таким образом, устройство обеспечивает воэможность комплексной отладки параллельных программ при помощи одного пультового терминала.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения однород ной вычислительной системы по авт. св. 9885989, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения чстоойства, в него введены регистры состояния печати и клавиатуры и регистры данных печати и клавиатуры, причем первый и второй входы регистра состояния печати соединены соответственно с шестым и седьмым выходами дешифратора адреса регистра, а третий вход и выход— соответственно с управляющим выходом и вторым информационным входом блока коммутации, вход адреса печати которого подключен к выходу регист ра данных печати, первым входом соединенного с седьмым выходом дешифратора адреса регистра, а вторым входом — co вторым информационным входом-выходом блока коммутации, восьмой выход дешифратора адреса регистра соединен с первым входом регистра состояния клавиатуры, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам регистра данных клавиатуры и девятому выходу дешифратора адреса регистра и управляющему выходу блока коммутации, а выход — ко второму информационному входу-выходу устройства, третий вход и выход регистра данных клавиатуры соединены соответственно с информационным выходом и вторым информационным входом-выходом блока коммутации °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .

9885989, кл. G 06 F 3/04, 18.03.80 (прототип) .

951287

Составитель В.Вертлиб

Техред Т.Маточка Корректор О,Билак

Редактор К.Волощук

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5947/54 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5