Краткая характеристика электронной цифровой вычислительной машины М-222

ЭЦВМ М-222 предназначена для решения сложных математических и технических, информационно-логических, экономических задач, а также задач математического моделирования сложных физических систем. Машины М-222 могут объединяться в вычислительные системы и совместно с аналоговыми машинами в аналогово-цифровые комплексы. Возможно подключение графопостроителей типа ДРП-3 и ДРП-5 со своими устройствами управления. На М-222 решается поток задач в режиме автоматической пакетной обработки. Это обеспечивается некоторыми особенностями структуры машины и наличием специальной программы “диспетчер”. Сущность пакетной обработки задач заключается в том, что реакция на все события, происходящие в процессе решения задачи, и смена одной задачи на другую происходят автоматически без вмешательства человека.

Основные функции по управлению прохождением задач переданы программе “диспетчер”, которая при появлении авоста, останова, сигнала неготовности какого-либо устройства производит анализ ситуации, выдает сведения о происшедшем событии и выполняет дальнейшую работу согласно инструкции математика к данной задаче или, если в инструкции нет нужного указания, снимает задачу и переходит к решению следующей.

Система команд — трехадресная, состоящая из двух групп команд: команд пользователя и системных команд, позволяющих производить автоматическую обработку пакета задач.

Быстродействие в среднем 27 000 операций в секунду. Машина работает в двоичной системе счисления. Арифметические действия выполняются над числами, записанными с плавающей запятой. Диапазон изменения абсолютных величин нормализованных чисел, действия с которыми может производить машина, от 2^-65 до 2⁺⁶³. Мантисса числа имеет 36 двоичных цифр, порядок — 7. Представление чисел в машине такое же, как для М-220.

Цифровая вычислительная машина М-222 состоит из вычислительного устройства (ВчУ), запоминающего устройства, устройств ввода и вывода, пульта управления с пишущей машинкой оператора, системы схемного контроля.

При обращении к МОЗУ проверяется, не нарушены ли границы защиты. При нарушении границ защиты происходит прерывание, и управление передается в программу “Диспетчер”.

Запоминающие устройства. Запоминающие устройства М-222 подразделяются на оперативное запоминающее устройство и устройства, предназначенные для длительного хранения информации. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) непосредственно связано с входящим в состав ВчУ арифметическим устройством. Коды, хранящиеся в ОЗУ, могут непосредственно использоваться при выполнении операций. Запись результата операции может производиться только в ОЗУ.

Оперативное запоминающее устройство связано с ВчУ 47-разрядной магистралью (45 информационных разрядов и 2 разряда для контроля кода и адреса). К магистралям могут быть подключены четыре МОЗУ по два блока. Емкость блока — 4096 чисел. Емкость оперативной памяти минимального комплекта -16 384 кода.

Оперативная память пользователей имеет страничную защиту. Емкость одной страницы — 512 кодов. Защита программ организована по принципу — все вне двух установленных границ закрыто. Таким образом, каждая программа может обращаться к одной или нескольким страницам, расположенным подряд.

Запоминающими устройствами для длительного хранения информации в М-222 являются магнитные барабаны, магнитные ленты, перфокарты и перфоленты. Магнитные барабаны и магнитные ленты называются магнитным запоминающим устройством (МЗУ).

Основные данные машины М-222

Магнитные барабаны. Накопитель на магнитных барабанах (НМБ) М-222 имеет емкость 49152 кода и состоит из устройства управления магнитными барабанами и двух барабанов.

Скорость вращения ротора магнитного барабана — 900 оборотов в минуту. Максимальное время обращения — не более 70 мс. Адресация барабанов обеспечивает для пользователя единый массив памяти на магнитных барабанах. Емкость памяти на магнитных барабанах может быть доведена до 240 000 кодов путем подключения пяти НМБ.

Магнитные ленты. Накопитель на магнитных лентах (НМЛ) имеет емкость 8 000 000 48-разрядных кодов (информационных разрядов — 45). Накопитель состоит из четырех лентопротяжных механизмов емкостью по 2 000 000 кодов каждый. В качестве носителя информации используется лента шириной 35 мм. Чтение и запись производятся по 11 дублированным каналам. Скорость движения ленты 2 м/с при плотности записи 25-27 импульсов на миллиметр. Запись на ленту и считывание с нее производится группами кодов. Каждая группа кодов записывается в свой участок ленты, называемый зоной. Емкость памяти на магнитной ленте может быть доведена до 40 000 000 кодов путем подключения пяти НМЛ, содержащих 20 лентопротяжных механизмов.

Вычислительное устройство (ВчУ). Вычислительное устройство предназначено для связи всех устройств машины в единый комплекс. ВчУ работает с основным циклом в 24 мкс и включает в себя арифметический блок, блоки управления, адресный блок и систему прерываний. ВчУ связано с остальными устройствами с помощью шести магистралей и оперирует с 45-разрядными кодами.

Вычисления по программам могут быть совмещены во времени с работой устройств канала ввода-вывода, накопителей на магнитной ленте в режиме подвода зоны, ВУ-700-3, работающего в режиме “ввод по строке”.

Устройства ввода и вывода. В машине М-222 первичный ввод информации производится с перфокарт и перфолент. Для ввода с перфокарт используется вводное устройство ВУ-700-3 со скоростью ввода до 700 карт в минуту. Считывание производится с помощью фотодиодов; устройство имеет коммутационную доску, позволяющую обрабатывать перфокарты, набитые на любом перфорирующем устройстве. В состав М-222 входят два ВУ-700-3.

Для ввода информации с перфоленты используется фотосчитывающее устройство FS-1500, имеющее скорость ввода 1500 строк в секунду. Ввод информации производится также с электрической пишущей машинки Consul-254, имеющей 92 различных символа.

Вывод информации производится на алфавитно-цифровое печатающее устройство со скоростью 400 строк в минуту, на перфокарты с помощью перфоратора карточного со скоростью 1200 кодов в минуту и на перфоленту с помощью перфоратора ленточного ПЛ-80/3 со скоростью 4800 строк в минуту.

Вывод информации может производиться через печатающую машинку Consul-254 со скоростью до 600 символов в минуту.

Пульт управления. Пульт управления состоит из инженерного пульта, предназначенного для технического контроля исправности машины, и пульта оператора. Пульт оператора обеспечивает двухстороннюю связь оператора с машиной в процессе работы и представляет собой стол с электрической пишущей машинкой Consul-254.

Управляющая программа. Управляющая программа, т. е. диспетчер, размещается в седьмом блоке МОЗУ, аппаратно защищенном от обращений к нему программ пользователей.

Диспетчер организует пакетную обработку задач, отладку задач, управляет обменом ВчУ со всеми устройствами.

При возникновении ситуаций, требующих вмешательства программы-диспетчера, происходит прерывание работы основной программы (т. е. программы пользователя). Система прерываний имеет 33 различных признака, объединенных по приоритету в 16 групп, и обеспечивает обращение из основной программы и с пульта управления к диспетчеру.

В М-222 имеется команда диалога, которая служит для обмена управляющей информацией между ВчУ и диспетчером. Получив информацию о состоянии устройства, программа-диспетчер принимает решение о дальнейших действиях.

Внешние устройства. Внешние устройства состоят из устройства подготовки перфокарт УПП, позволяющего переносить на карты цифровую и буквенно-цифровую информацию, и перфоратора-репродуктора ПР-80-2. Перфоратор-репродуктор позволяет производить размножение перфокарт и сравнение двух комплектов карт. Внешние устройства соединены с ВчУ через устройство сопряжения, называемое каналом ввода — вывода. Канал ввода — вывода подключается к любому ответвлению магистралей 1 и 2 и позволяет обслуживать 18 одновременно работающих внешних устройств. Всего в М-222 может быть использовано 7 каналов ввода — вывода, обеспечивающих обмен информацией как со стартстопными устройствами, так и с нестартстопными. Максимальное число внешних устройств составляет 7в18 = 126.

Для размещения машины необходим комплекс технологически связанных между собой помещений, строительство и оборудование которых должно быть выполнено с учетом специальных требований:

• главный зал машины не менее 80 м²;
• помещение для проверки и ремонта ячеек 20 м²;
• помещение для установки устройств подготовки перфокарт 40 м²;
• помещение для хранения запасных материалов и измерительных приборов 10 м²;
• помещение для установки агрегатов питания.

Из книги: Ляшенко  Ф. В., “Программирование для ЦВМ с системой команд типа М-20”, изд. 2, М., “Сов. радио”, 1974 г., стр. 17.