Электронная вычислительная машина ЕС-1066 (ЭВМ 1066)

Ломов Юрий Сергеевич, Пржиялковский Виктор Владимирович.

ЭВМ ЕС-1066.90 (двухпроцессорный вариант ЕС-1066)

1. Главный конструктор: д. т. н., проф. Ломов Юрий Сергеевич, главный конструктор центрального процессора-Храмцов И. С., главный конструктор процессора ввода-вывода -Ревунов В. А., зам. главного конструктора по конструкции -Павлов В. И.
2. Организации-разработчики: Научно-вычислительный центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ), Москва; СКБ завода ВЭМ, Пенза; СКБ Минского производственного объединения вычислительной техники. Ведомство: Министерство радиопромышленности СССР.
3. Завод-изготовитель: Минское производственное объединение вычислительной техники (МПО ВТ), Пензенский завод ВЭМ. Ведомство: Министерство радиопромышленности СССР.
4. Год окончания разработки: 1984.
5. Год начало выпуска: 1985.
6. Год прекращения выпуска: 1993.
7. Число выпущенных машин — 405 шт. МПО ВТ и 17 шт. завод ВЭМ.

Область применения

Электронная вычислительная машина ЭВМ общего назначения ЕС-1066 является старшей моделью семейства ЕС ЭВМ третьего поколения (ЕС ЭВМ-3) Предназначена для использования в крупных вычислительных центрах, в системах коллективного пользования, в сетях ЭВМ для решения научно-технических, экономических задач и задач управления в различных режимах обработки: пакетном, реального времени, разделения времени и телеобработки.

ЭВМ ЕС-1066 выпускалась в 18 различных модификациях от однопроцессорной ЭВМ с производительностью 5,5 млн. операций в секунду до двухпроцессорных ЭВМ с производительнеостью 10 млн. операций в секунду. На базе ЕС-1060 выпускались программно-технические комплексы (ПТК) с матричными процессорами общей производительностью до 300 млн. эквивалентных операций в секунду.

Согласно VI изданию отраслевого каталога "Изделия радиопромышленности", предназначена для применения в автоматизированных вычислительных центрах, автоматизированных системах управления производством и отраслью, территориальных и кустовых вычислительных центрах при решении широкого круга научно-технических, планово-экономических и других задач как автономно, так и в системах обработки данных

Описание машины

Центральный процессор ЕС 2366 выполняет все операции по арифметической и логической обработке данных, организацию обращений к оперативной памяти и управление ходом вычислительного процесса в ЭВМ. В процессоре организовано пятиуровневое совмещение выполнения команд, что позволяет производить короткие операции за один такт 80 нс. Процессор имеет микропрограммное управление. Емкость управляющей памяти 128 Кб.

Возможность оперативного обновления содержимого управляющей памяти микропрограмм при помощи сервисного процессора позволяет вести динамическое микропрограммирование. Предусмотрено автоматическое исправление содержимого управляющей памяти при ее сбоях.

Основная оперативная память емкостью 8 или 16 Мбайт встроена в процессор и содержит 8 независимо адресуемых блоков по 1 или 2 Мб (восьмикратное расслоение памяти). Имеется буферное ЗУ емкостью 64 Кб, введена микропрограммная поддержка некоторых процедур операционной системы и средств так называемого дуального адресного пространства, удваивающих рабочий объем оперативной памяти.

Ввод-вывод данных осуществляется под управлением процессора ввода-вывода ЕС 2666, содержащего два независимых процессора группы каналов. Каждый процессор группы каналов включает в себя один байтмультиплексный канал, три блокмультиплексных канала с однобайтным интерфейсом ввода-вывода и два блокмультиплексных канала с двухбайтным интерфейсом. Управляющая память процессора группы каналов (ПГК) имеет емкость 8 Кб.

В состав пульта управления входят два сервисных процессора, селекторный канал со стандартным интерфейсом, адаптер связи с дисплейным монитором ЕС 7927. Пульт управления осуществляет загрузку памяти микропрограмм центрального процессора и процессора ввода-вывода, управление системой электропитания, управление ручными операциями, индикацию, управление работой операционной системы, регистрацию состояния ЭВМ в случае машинной ошибки, диагностирование, реконфигурацию оперативной памяти.

Система аппаратурного контроля ЭВМ обеспечивает автоматическое повторение команд и процедур при машинных сбоях, автоматическое исправление одиночных и обнаружение двойных ошибок при обращению к оперативной памяти.

Краткое описание из VI издания отраслевого каталога "Изделия радиопромышленности"

Конструктивно процессор ЕС2366 занимает две типовые стойки; процессор ввода-вывода ЕС2666 размещен в одной типовой стойке; пульт управления (ПУ) выполнен в виде Г-образного стола с габаритами, мм; вертикальной части буквы «Г» — 1995X883X725; горизонтальной части буквы «Г» — 730X648.

Процессор ЕС2366 состоит из четырех основных блоков; блока команд (13И); арифметического блока (ВА); блока управления памятью (УБ); основной оперативной памяти (ОП).

Время выполнения операций, мкс:

• сложение-вычитание с фиксированной точкой
• (ФТ) 0,08;
• сложение-вычитание с плавающей точкой (Г1Т) 0,32;
• загрузка 0,08;
• умножение с ФТ 0,32;
• умножение двойных слов с ПТ 0,56;
• деление с ФТ 1,6;
• деление двойных слов с ПТ 2,4;
• безусловная передача управления 0,16—0,32;
• запись 0,08;
• сдвиг 0,08.

Параллельная обработка команд обеспечивается за счет наличия в процессоре трех параллельно работающих блоков; БИ, БА, УБ.

Буфер команд блока БИ позволяет производить предвыборку двойных слов команд из оперативной памяти и содержит три потока команд: основной и два альтернативных, выбираемых но адресам команд переходов.

Арифметический блок производит выполнение арифметических и логических действий над операндами и запись результата в оперативную память. Управление блоком БА и выборкой операндов в блоке БИ производится микропрограммой. Память микропрограмм имеет объем до 8 тыс. микрокоманд.

УБ является блоком связи между блоками процессора и ОП. УБ содержит в своей структуре буферную память (типа КЭШ) объемом 64 Кбайт, позволяющую сократить эффективное время обращения в ОП до двух машинных циклов процессора. Для сокращения времени записи результатов от процессора блок УБ содержит очередь запросов на запись, в которой хранится до 6 запросов.

Оперативная память является блоком центрального процессора и конструктивно размещена в стойке процессора.

ОП реализована на БИС ОЗУ объемом 16 или 64 Кбит в корпусе. Емкость ОН 8—16 Мбайт. Для сокращения эффективного времени обращения ОП обеспечивает 8-кратное расслоение, что позволяет производить параллельное обращение к 8 модулям памяти.

С целью повышения надежности ОП контролируется по коду Хэмминга.

Процессор ввода-вывода ЕС2666 (ПВВ). В состав ПВВ входят два функционально независимых процессора групп каналов (ПГК) со своими группами каналов. Каждая группа каналов включает в себя один байт-мультиплексный канал (БТМК) и пять блок-мультиплексных каналов (БЛМК).

ПГК выполняет общее управление каналами, связь с ОП, с процессором и ПУ. Для осуществления микропрограммного управления ПГК содержит память микропрограмм объемом 4096 72-разрядных слов. Связь с ОП производится через адаптер памяти, имеющий буфер данных объемом 64 32-разрядных слов.

ПГК содержит также блок обработки управляющей информации данных, память пассивных подканалов и память активных подканалов.

Связь с ПУ ЭВМ производится через сервисный адаптер.

Два БТМК позволяют работать в мультиплексном или монопольном режимах передачи данных, БЛМК работают в монопольном режиме. Четыре БЛМК (по два у каждого ПГК) обеспечивают двухбайтный стандартный интерфейс ввода-вывода.

Каждый канал имеет буферную память объемом 64 32-разрядных слова.

Основные технические характеристики ПВВ

• Количество каналов 12, в том числе БТМК —2, БЛМК — 4 с двухбайтным интерфейсом и 6 с однобайтным интерфейсом;

• Количество стандартных интерфейсов ввода-вывода 12, в том числе 8 однобайтных и 4 двухбайтных;

• Количество устройств управления внешними устройствами, подключаемых к каждому интерфейсу 10;

• Количество внешних устройств, адресуемых каждым каналом, 256;

• Пропускная способность БТМК 75 Кбайт/с;

• Пропускная способность БЛМК с однобайтным интерфейсом 1,5 Мбайт/с;

• Пропускная способность БЛМК с двухбайтным интерфейсом 3 Мбайт/с;

• Величина индикации расширенной регистрации 567 байт;

• Принцип управления — аппаратно-микропрограммный;

• Принцип обмена информацией с ОП — синхронный.

Пульт управления ЕС 1566. Отличительной особенностью ЭВМ ЕС 1066 является наличие программно-управляемого пульта управления, имеющего в своем составе два сервисных процессора, два устройства отображения на ЭЛТ и собственную операционную систему, что обеспечивает возможность не только выполнения стандартных функций 1 инженерного обслуживания, но и внедрения и дальнейшего развития функций динамической диагностики, автоматической реконфигурации и управления ресурсами вычислительной системы.

Пульт осуществляет: загрузку памятей микропрограмм процессора и ПВВ; управление и контроль системы питания; управление ручными операциями в режиме оператора и в режиме технического обслуживания; индикацию состояния технических средств процессора, ПВВ и ПУ; регистрацию состояния машины в случае машинной ошибки; обеспечение диагностирования центральных устройств; управление реконфигурацией ОП; управление проверкой логических ТЭЗ.

Управление пультом осуществляется заданием приказов через дисплей при помощи функциональных кнопок на клавиатуре, а также при помощи переключателей и кнопок на панели управления.

В качестве устройства отображения используется дисплей типа ЕС7927.03М.

В качестве внешнего накопителя используется накопитель типа ЕС5080. При этом пульт управления имеет в своем составе селекторный канал с выходом на стандартный интерфейс ввода-вывода ЕС ЭВМ.

Средства контроля, восстановления и диагностики.

Используются следующие методы контроля: контроль по четности, контроль по четности с предсказанием четности, контроль по модулю 3, контроль дублированием, контроль запрещенных кодов и корректирующие коды.

Средства восстановления позволяют организовать в процессоре и ПВВ аппаратное повторное выполнение прерываний и команд после обнаружения случайных машинных ошибок типа перемежающихся неисправностей и типа «зависание ЭВМ». Для некоторых ошибок процессора и ПВВ возможно восстановление работы с помощью программных средств восстановления ОС.

Аппаратно-микропрограммные средства диагностики обеспечивают выполнение диагностических программ и тестов микродиагностики. Диагностические программы процессора и ПВВ используют диагностические и проверочные режимы, задаваемые командой ДИАГНОСТИКА. Тесты микроднагностики загружаются в пакеты микропрограмм процессора или с ПУ внешнего накопителя, запускаются с помощью дисплеев ПУ и выполняются под управлением специальных управляющих программ сервисного процессора

Элементная база

Расширенная серия интегральных микросхем ECL типа ИС-500.

Конструкция ЭВМ

Стандартная — стойка, рама, панель, типовой элемент замены (ТЭЗ).

Состав поставляемого комплекта (вариант)

• Процессор ЕС2366 (1 шт.).
• Процессор ввода-вывода ЕС2666 (1 шт.).
• Пульт управления ЕС1566 (1 шт.).

Периферийное оборудование.

• Накопитель на магнитной ленте ЕС5025.03
• (8 шт.).
• Устройство управления накопителями на магнитной ленте ЕС5525.03 (2 шт.).
• Накопитель на магнитном диске ЕС5080 (8 шт.).
• Устройство управления накопителями на магнитных дисках ЕС5580 (2 шт.).
• Устройство ввода с перфокарт ЕС6019М (2 шт.).
• Устройство вывода на перфокарты ЕС7018 (2 шт.).
• Устройство печатающее ЕС7036 (2 шт.).
• Комплекс устройств отображения ЕС7920.02 (2 компл.).
• Устройство перфорации, контроля и расшифровки перфокарт ЕС9080 (1 шт.).

Технология

Применены наиболее передовые технологические процессы. Использованы роботы, обрабатывающие центры, гибкие производственные модули, гальванические процессы с управлением от ЭВМ. Существовали комплексно-механизированные участки по производству ТЭЗов, блоков, стоек и ЭВМ.

Постановка на производство и производство ЭВМ проводились в условиях Государственной приемки.

Программное обеспечение

Программные средства ЭВМ ЕС-1066 включают в себя системные, тестовые и сервисные, программные средства.

Системные программные средства состоят из операционной системы ОС7 ЕС и систем программирования для языков ПЛ/1, Кобол, Фортран, Паскаль, Ассемблер.

Операционная система ОС7 отличается от предшествующих версий ОС ЕС наличием в ней концепции виртуальной машины. С помощью системы виртуальных машин реализуются все режимы и подсистемы ОС 7 ЕС.

Базовая операционная система, входящая в ОС7 ЕС наряду с системой виртуальных машин, может работать на одной или нескольких виртуальных машинах. ОС7 ЕС обеспечивает функционирование как однопроцессорных, так и многопроцессорных конфигураций ЕС-1066, при этом возможно использование множества пространств виртуальной памяти. Обеспечивается эффективный переход пользователей от разработанных ранее операционных систем ОС ЕС и ДОС ЕС.

Операционная система ОС7 ЕС не имеет аналогов в мире и обладает патентной чистотой.

Структурная схема ЭВМ ЕС 1066 ЕС1566 —пульт управления (ПУ); ЕС2366 — процессор: ЕС2666 — процессор ввода-вывода (ПВВ); ПГК— процессор группы каналов; БТМК — байт-мультиплексный капал: БЛМК— блок - мультиплексный канал ПС6019М — устройство ввода с перфокарт; ЕС7036 устройство печатающее; ЕС7018 — устройство вывода на перфокарты; ЕС5580 — устройство управления накопителями на магнитных дисках; УМ — управляющий модуль; ЕС5080 — накопитель на магнитных дисках; ЕС5525.03 — устройство управления накопителями на магнитной ленте; ЕС5025.03 — накопитель на магнит- ной ленте; ЕС7920.02—комплекс устройств отображения: ЕС7922.02 — устройство группового управления локальное; ЕС7927.03М — устройство отображения алфавитно-цифровой информации; EC7934.01 — устройство печатающее

Технико-эксплуатационные характеристики

Центральный процессор, оперативная память (8-32 Мб) и 2 процессора группы каналов (12 каналов ввода-вывода) располагаются в трех стандартных стойках ЕС ЭВМ. ЭВМ, включающая 8 лентопротяжных механизмов ЕС 5027, 6 дисковых 635-мегабайтных накопителей и двойной комплект устройств ввода-вывода, занимает площадь около 120 кв. м.

• Производительность 5 млн. ком./с.
  
• Емкость оперативной памяти 8—16 Мбайт.
  
• Суммарная пропускная способность каналов
  18 Мбайт/с.
  
• Потребляемая мощность не более 100 кВ-А.
  
• Среднее время безотказной работы — 500 ч.
• Занимаемая площадь не более 190 м*.
• Масса не менее 15 000 кг.

Особенности ЭВМ

• достигнута высокая степень сбалансированности быстродействия процессора с циклом работы оперативной памяти и пропускной способностью системы ввода-вывода (18 Мб/с), что обеспечило высокую скорость обработки научно-технических (5,5 млн. операций/с) и планово-экономических (2,5 млн. операций/с.) задач;
• возможность использования всех ранее созданных операционных систем (включая ОС6.1) и новой системы СВМ обеспечивает работу в режимах виртуальной памяти и виртуальных машин, а также реального времени, разделения времени, пакетной обработки и телеобработки;
• наличие в ЭВМ аппаратурно-микропрограммных средств реализации некоторых функций операционной системы, что существенно снижает машинное время, занимаемое работой операционной системы;
• создание наиболее мощной (для 1984 г.) системы ввода-вывода, состоящей из двух байтмультиплексных и десяти блок-мультиплексных каналов, общей пропускной способностью 18 Мб/с;
• наличие двух сервисных процессоров, что обеспечивает повышение надежности работы пульта управления, а также позволяет проводить диагностику и профилактику отдельных устройств ЭВМ во время вычислительного процесса. На основе сервисных процессоров пользователь имеет возможность создать справочно-информационную систему конструкторской документации ЭВМ;
• система питания ЭВМ позволяет управлять напряжением источников вторичного электропитания (каждого в отдельности и всех разом) с пульта управления.

На машину оформлено несколько десятков авторских свидетельств, в том числе на центральный процессор и процессор ввода-вывода.

Литература:

1. Ломов Ю. С. ЭВМ высокой производительности ЕС 1066 и ЕС-1065. В сб.: Электронная вычислительная техника. Под ред. В. В. Пржиялковского. Вып. 1. М., Радио и связь, 1987.
   
2. Отраслевой каталог "Изделия радиопромышленности". VI издание. Электронные цифровые вычислительные машины общего назначения. НИИЭИР. Москва, 1989.

05.07.2020 в статью добавлены сведения из отраслевого каталога "Изделия радиопромышленности"