Вычислительные Системы, 10 лекция (от 12 ноября)

Материал из eSyr's wiki.

Предыдущая лекция | Следующая лекция

Децентрилозованный вариант управления обменами. Разработан фирмой DEC. К общей шине подсоединяются процессор, память и несколько устройств управления устройствами(уу). Имеется некий арбитр шины(устройство автомат). Модель мастер слейв. Устройство может захватить шину чтобы передать что-то другому устройству. Например, процессор может захватить шну чтобы сказать уу управляющие слова обмена, сформрованные драйвером. Ответственным за выполнения обмена становится контроллер. Он, в том числе, устанавливает приритеты, ему звестно куда, сколько и откуда.

А как быть с быстрым и медленными устройствами? Быстрым надо дать полную дорогу до оператвной памяти. Стали делать шину первого уровня, аналог селекторного канала,а к ней, адаптерно, подключлась шина второго уровня, к которой подключались уу медленных устройств, которым, естественно, давался меньший приоритет. И даже дальше иерархия продолжалась, через адаптер подключалась шин 3 уровня, к которой подключались уу еще более медленных устройств.

На этом мы завершили рассмотрение организации обмена с внешними устройствами.

Иногда на экзамене возникает вопрос -- а что такое внешнее устройство(магнитный диск, дсплей)? Посмотрите эти вещи. Подчеркну некоторые позиции. Сейчас все мы пользуемся растровыми дисплеями. Имеется некоторое поле данных в памяти, и в этом поле данных имеется информация как засвечивать каждую точку экрана.Объем данных про каждую точку называется пиксел. Вплоть до 24 рзрядов на каждую точку. Просматривается память, и как в телевизоре, отображается построчно. Сейчас в основе такие дисплеи. Когда то были популярны векторные дисплеи. Надо например нарисовать отрезок и окружность, про них известны координаты и уравнения. И для того чтобы их нарисовать достаточно указать кругx1,x2,r) или прямая(x1,y1,x2,y2). В растровом экране для аналогичной задачи пришлось бы хранить гораздо больший объем информации. В векторных дисплеях проблемы начинаются, когда количество объектов становится велико. з за этого перешли к растровым дисплеям. Запись на диск, дорожку. Там имеется область служебных данных, куда можно многое поместить - контрлоьная сумма, номер дорожки(на случай если сбились, чтоб это можно было понять). Очень интересна в этом смысле вариант получения правильной информац с магнитной ленты, которая может быт неважно записана, лии пылинка попала между головкой и лнетой, или прижимается недостаточно вакуумно.Есл в одной организации магнитофон был отъюстирован под опр тип ленты, то когда в другой органщзации хотели прочтать эти ленты - приезжали и смотрел и как отъюбстирован. Когда стали делать маленькие машины - см, электроника - к этому времени появился юникс и у нас стали делать демос(юникс на наших машинах), просто так то было не взять - железо все свое. Ну и демосы на машинах стали сдавать, распространяли их. И были комиссии, тестовые хзадачи. Условием комиссии было - что бы на одной машине под демосом на ленту записали, демос на другой машне должен прочиитать. вот в одной большой организации они целый день бегали по этажам, пытаяь хоть где нибудь ссчитать то что занписали на точно таком же физ устройстве.. Как это было сделано в бэсм6. Пишется первые 10 разрядов -слог, и пишется контрольный разряд. Из нескольких слогов получалось слово. Зона ленты, содержащая такие слова (зона i). Дальше, с некоторым промежутком писался дубль зоны i. Допустим, считываете. Иногда после записи считывали сразу, чтобы проверить, хотя это не помогало особо - в другом месте могла лента покоробиться или натянуться плохо. Считывли , проверяли контрольные суммы,и если хотя бы в одном слове было расхождение, то подавался сигнал ошибки. Считывание шло с болкровкой считывания неверных слогов. На место неверного слога пишутся нули. Потом точно так же считывалась вторая копия зоны, с наложением(делалась дизъюнкция считанных строк).Реально как? Считыване, если есть сигнал - считывание с наложением, если в считывани с наложением ошибка - проводим контрольное суммирование. В месте между зонам записывали контрольную сумму. На бэсм6 эта контрольная сумма делалась программно. Если контрольная сумма не совпадала, то читали вчистую, то делали цикл счтываний с наложением. А если оно из цикла не выходила? Подходишь и пальчиком прижимаешь. Сам знаешь где, в каком месте -- атьатьатьтюптюп,и пальчики все вытерты были весьма основательно. чеоловеко машинное взамодействие.

Без переыва, мела хватит. Интересный момент. Как то была конференция в дубне. Использование дисплеев для эвм. Обсуждалась и тезхническая и прогаммисткая сторона.Когда постатистировали все собранные доклады, то выяснилось, что кол-во организаций, сроздающих дисплеиив ссср больше чем в сша и европе вместе взятых. Например какое нибудь нии метгорочистка делало свой дисплей. За гос счет кто тольько чего не делал. Хотя все эти грушки конечно так и остались с игрушками. Перейдем к многмашинным комплексам.

[править] Многомашинные комплексы

• Комплексы с сильной связью. Одна машина связана с другой машиной так, что информация передается со скоростью работы памяти. Или вообще общая память для всех машин. Многомашинный комплекс -- это когда есть своя ос на каждом узле, и только это. Ос ы могут переговариваться между собой -- возьми мою задачу,я вот тут перегружена. Конечно на компах с общей памятью тело таких ос будет общее, но табачок то врозь - рабочие данные у каждой разные. Итак, комплексы могут иметь общий канал. Кстати! Селекторный канал. К ЭВМ серии ЕС ставилось устройство канал/канал, к нему подсоединялась другая ЕС ЭВМ. И так они сопрягались. Либо память общая, как на Эльбрусе.
• Комплексы с слабой связью. Раньше на факе стояло две бэсм6. Но смену держали только на одной(забирать перфокарты, давать бумагу цпу), так как у них были общие магнитные диски. Это читалось медленно, поэтому считалось слабой связью. Какя наислабейшая связь? Человек бегает и носит магнитные ленты.

Рассмотрим комплекс с общей памятью для системы реального времени. Комплекс АС-6. Задача на сегодня и на след раз. Как виите, это ассоцииируется с бэсм-6. Оборудование с точки зрения конструкции было как в ысм 6. Началось с приказа сделать для бэсм6 хороший ввод в вывод в телеграфные и телефонные каналы. Имелось в виду, чтобы получать таким образом инфу с космических аппаратов лунной программы. нужно было тратить на ввод-вывод не более 20 процентов мощностей машины. Такие каналы были сделаны достаточно быстро, и потом в опрееленном смысле использовались. Каналы ввода-вывода такие вообще то были изначально, с телетайпов 17 года читали на бэсм6 в 67 году. Вобщем сделали, использовали, но конечно, не для лунных программ. Хотели устроит ковеер машин, чтоы ускорить обраотку информации.Из этого получилось АС-6 -- аппаратурное сопряжение бэсм6. Как было сделано? Некоторое кол-во решающих уст-в и уст-в хранения данных объединялись с помощью высокоскоростного канала. Имелся некий коммутатор, который состоял из, скажем, 8 регистров. Назывался к1(комутатор каналов 1 уровня). И имелся дуплекс до устройств(на каждом устройстве был адаптор). Имелось 4 входы-выхода. Можно было подсоединить три устройства, а потом нужно было выходить на следующий коммутатор, там работало только 2 устройства(могло 3, но если еще надо было устройства подключать, то 2, а рассчитана система была на 16 устройств, но больше чем 8 не эксплуатировалось), и было подключение к следующему коммутатору. Устройствами были, к примеру, машины бэсм6, центральные процессоры с опер памятью или без опер памяти(цп 6), отдельные модули оп, переферийные машины(пм-6).

ЦП 6. Тоже машина, работала под своей ос. Было исправлено два недостатка бэсм6 - много виртуальной памяти(больше физической) и было добавлено операций для работы с байтовыми и битовым полями. Работала она чуть быстрее бэсм 6, но конструкция была похожа. Ос система могла находиться на любом узле(даже в памяти какой-нибудь бэсмы). Все памяти были одинаково доступны. У пм памяти точно не было, и их ос тоже находилось на каком нить узле на котором память была. За любыми действиям и данным приходилось бегать черте куда. Распределением ресурсов занималась ос, но на самом деле была машина диспетчер. Всё это работало. Каждое из устройств имело свой номер от 0 до F. То есть, имелся номер устройства и адрес внутри устройства. Передача информации опиралась на сообщения. Сообщения разбивались на 2 части:

• управляющая часть
  • код операции
  • номер устройства получателя
  • адрес в устройстве получателе
  • номер устройства отправителя
  • адрес в устройстве отправителе

У коммутатора внутри картина сети(сначала ее программировал,птотм увидев что редко меняется стали паять), он направляет сообщение куда надо. В сообщен было 96 разрядов.12 байтов. Вот такое 12 байтовое сообщение прибегает на коммутатор и гуляет между всеми устройствам через канал 1 уровня(он был весьма быстрым каналом). Кстати, точно такое решение возникло на системе обработки изображений Сан Диего, основанной на креях силикон графикс.

АС-6 даже на факультет притащили. И были большие дебаты -- развертывать её или нет. Королев был за, но победили силы которые были против. Так и увезли.

Почему это сильная связь?сообщения между двумя соседними устройствами передавались не более чем за 0.1 микросекунду. А цикл работы памяти было 1-2 мкросекунды. Когда время цикла памяти сопоставмо с времени передачи - это сильная связь. Пиковая скорость передач была фантастической -- 200 мегабит. Расстояние было не больше 50 метров.