Устройство для связи в вычислительной системе

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "> 4,74ОЮ

Союз Советских

Социйлйстиче< .. i Ix

Республик (б1) Зависи»oe от авт. свидетсльства— (22) Заявлено 18.01.72 (21 1740728/18-24 с присоединением заявки Л (32) Приоритет—

Опубликовано 14.06.75. бюллетень ¹ 22 (51) М.Кл. G 06t 15! 16

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.326.

3 (088.8) Дата опублш ования оннсання 29.12.75 (72) Лвторы изобретения

Ю. К. Димитриев, Ю. Н, Потапова, Ю. Ф. Томилов и Л, С. Шум

Институт математики Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ (ЦВМ) .

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в однородных вычислительных системах (OBC) высокой производительности.

Известно устройство, служащее для организации взаимодействия элементарных машин (ЭМ) ОВС при выполнении циклических программ кратностью до и 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

Источником программы является одна из машин ОВС, называемая ведущей. ЭМ, воспринимающие и исполняющие эту программу, называются ведомыми.

Устройство для связи в вычислительной системе содержит блок сопряжения, блок номера цикла, блок записи, соединенный по выходу с блоком памяти, блок управления памятью, схему сравнения, схему «НЕ», причем вход признака перехода устройства (сопоставленный выходу признака перехода ЦВМ) подключен и первым входам блока записи и блока сопряжения, второй вход которого соеди2 нен с выходом признака перехода блока памяти, выход номера цикла которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блок;. 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 номера 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).

2о Реализация МП, однако, сопряжена с большими затратами оборудования. Действительно, МП, используемая для организации выполнения в режиме СПР циклических программ r,тубиной и, содержит и регистров, каж2ь дый разрядностью (и + 1) бпт; (n — 1) схему передачи содержимого 1-го регистра в (i + 1)-ый регистр (сдвиг вниз); (и — 1) схему передачи содержимого i-ro регистра в (i — 1)-ый регистр (сдвиг вверх); схемы «И»

3Q и «ИЛИ», служащие для передачи информа474010

3 цни между реп1страмн МП, общее число которых пропорционально числу регистров н; схемы управления одновременным сдвигом содержимого всех и регистров МП на одну позицию вверх и вниз.

Целью изобретения является упрощение устройства, достигаемое использованием в качсствс признака разрешения записи в МП 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 пем выход признака перехода блока памяти через схему «НЕ» подключен к чствертому входу блока записи, а вход сброса блока памяти соединен с выходом блока управления памятью.

1Ia 1ертежс приведена Олок-с ема 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, и6,7и6,9и5.

Устройство для связи в вычислительной системе дополняет ЦВМ до элементарной машины ОВС.

При работе машин ОВС в режиме СПР команда условного перехода (УП) использует длл определения направления передачи у11равлепия значение обобщенного признака

Й = о,, вырабатываемого распредс!

«спР лепной по ЭМ схемой «И» на множестве машин, работа1ощих в режиме СПР. Значение со, для случал реализации циклических участков программы вырабатывается в К-ой ЭМ

IIo рсзульгату сравнения числа необходимых и 1ракт11чсски выполненных этой машиной рсализацпй циклов. Примем для опредс,lcllllo сзи, ч1.о IB == О, cc,зи машине необходимо повторить реализацн1о цикла, и в = 1 — — B противном случае.

Будем рассматривать цикл в каноническом представлении, когда команда выработки зна5

Э,)

BO

4

«cIIIIIi переменной и команда УП «замыка1о1» циклический участок программы. Для программы вида «цикл в цикле» это означает, что

Перенумеруем команды УП в направлеllilil Bc;III÷c1Iè5! их адресов от единицы до Il.

Помер, присвоенный команде УП, будем относить к циклу, замыкаемому сю.

Рассмотрим рсализаци1о простого цикла множеством М, находящихся в режиме СПР машин ОВС, Зти ЭМ могут иметь несовпадающие значения числа реализаций цикла. В связи с этим необходимо блокировать 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 и-кратного цикла блокировка выполнения i-го цикла означает, что данная ЭМ нс должна выполнять также и все циклы с номерами, меньшими l-lо. Данная

ЭМ может продолжить работу лишь после того, как закончится последняя реализация 1-го цикла в ЭМ 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 УП, замыкающей текущий цикл. Заметим, что в автономном режиме работы ЭМ определение направления хода программы в команде УП происходит по зиачени1о признака перехода и, выработа1шому в ЦВМ этой ЗЛ1 независимо от значения признаков ведущая/ведомая. Выбор признака перехода для команды УП в зависимости от режима работы (СПР или автономной) и от того, является лн ЗМ ведущей илп ведомой, осуществляется в каждой ЦВМ по зада1шой

cil настройке.

В качестве признака начала блокировки работы К-oi ЭМ используется значение признака 11, =- 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 (в 1ом числе и ведущей) к программе текущего цикла, выдаваемой пз памяти веду1цсй машины, определяется по значению признака «>, выработанному в ходе предшествую1цсй работы ЦВМ и находящемуся в блоке памяти 6. В машинах с и =- 1 выполнение нро1раммы, поступающей из ведущей ЭМ, блокируется, В качестве признака окончания блокировки используется значение обобщенного признака о.; =- 1, вырабатываемое в хо

474010

65 де выполнения команды УП, замыкающей рассматриваемый i-ый цикл, в блоке сопряжения 1.

Рассмотрим работу устройства при выполнспни и-кратного цикла B режиме СПР, нач1шая с момента выработки машинами системhl значений переменной 0) для осуществляемой реализации цикла. Этот момент (и, следовательно, момент выработки значения переменной Й 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. Пуск LIBM 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, поступа1ощими 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 в и Й, относящиеся к осуществляемой реализации текущего цикла, Ны 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» вЂ” нулевой — код, отличающийся от кодов, принятых для кодирования номеров циклов от первого до и-ro; (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 и вырабатывается по значениям переменных в, подаваемых на входы блока по связям 10 и 12 и представляющих для каждой ЭМ результат логического сложения содержимого этих связей: если к моменту выполнения данной команды УП ра5

6 бота рассматриваемой ЭМ»с заблокирована, то в качестве источника о используется ЦВМ, т. е. вход признака перехода устройства (связь 10), прп этом по связи 12 из блока G выдается код «О»; в противном случае источником о 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 с1 и со равны и, IIO. Hpll 3Tohl B олокс 6 cope p3411Tc>1

«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 S (связь 17).

В блоке 4 формируется номер очередного цикла. Поскольку условие выхода из текущего цикла не выполнено (й = О), в ходе следующей реализации этого цикла должны выполняться все циклы с меньшими номерами, начиная с первого.

Случай 2. Значение признаков Я и о равны единице. Здесь следует различать две ситуации: A) единице равно значение признака о, поступающего со входа устройства (связь 10); б) единице равно значение призпака 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 (Й), 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 с = 1 означает, что завершена последняя реализация текущего цикла в машине с самым болыпим заданным числом реализаций L-го цикла.

Случай 2, б. На выходе 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 Э» 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, ¹ 1511 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного когиитста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

7 является 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 »улю, а значение признака со равно единиц .

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 сиг8 нала с выхода схемы 9 (связь 20) и нулевым значением обобщенного признака и (связь

15).

Дальнейшяя работа осуществляется аналогично случа1о l.

Предмет изобретения

Устройство для связи в вычислительной системе, содержащее блок сопряжения, блок номера цикла, блок записи, соединенный по выходу 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 блока номера цикла и вторым входом блока запи20 си, третий вход которого соединен с выходом инвертированного обобщенного признака блока сопряжения, выход обобщенного признака которого подключен к первым входам блока номера цикла и блока управления памятью, 25 второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, второй вход блока номера цикла подключен ко входу номера цикла устройства, отла LQ(oLUееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем выход признака перехода блока памяти через схему «НЕ» подключен к четвертому входу блока записи, вход сброса блока памяти соединен с выходом блока управления памятью.