Общие принципы построения ЭВМ семейства "Электроника"

Общие принципы построения ЭВМ представляют ЭВМ как совокупность активного элемента (конечного автомата, выполняющего фиксированный набор инструкций) и пассивной среды (памяти), в которой содержатся инструкции (программы), исходные, промежуточные и результативные данные. Вопрос о том, как в эту среду ввести и вывести данные, считался второстепенным. В ранних ЭВМ вводом-выводом управлял активный элемент, вернее часть его, называемая устройством управления. Так как устройство управления управляло также ходом выполнения программы, оно становилось узким местом. В современных ЭВМ, предназначенных для вычислений, ввод-вывод осуществляется отдельным активным элементом — периферийным процессором ввода-вывода, а устройство управления совместно с арифметическо-логическим устройством (АЛУ) образует центральный процессор, взаимодействующий только с оперативной памятью (рис. 1.1,а), которая является центральной частью структуры ЭВМ.

Развитие вычислительных машин как универсальных преобразователей информации привело к их внедрению в нетрадиционные области, такие, как управление процессами в реальном времени, системы автоматизированного проектирования и др. Для этих целей структура на рис. 1.1а ориентированная на небольшую номенклатуру стандартных внешних устройств, является не вполне подходящей, так как гибкость управления вводом-выводом в такой структуре невысока.

Семейство ЭВМ «Электроника» предназначено для активной работы с разнообразной аппаратурой (устройствами ввода-вывода, отображении, преобразования информации и т. д.). Эта аппаратура уравнена в правах с оперативной памятью. Центральной частью структуры является канал обмена информацией, управляемый процессором (рис. 1.1.6). Обмен информацией между любыми компонентами, подключенными к Каналу, производится однотипно. Такая структура характерна для младших моделей семейства, предназначенных для решения задач с небольшим (до 56 Кбайт) объемом программ. При большем объеме программ требуется подключение устройств внешней памяти, которые обмениваются с оперативной памятью большими порциями информации и однотипно. Это привело к созданию специализированных устройств прямого доступа (рис. 1.1,в), способных вести обмен информацией между устройствами внешней памяти и оперативной памятью самостоятельно без участия центрального процессора. Таким образом, появляются черты структуры на рис. 1.1,а, хотя устройство прямого доступа не имеет непосредственной связи с памятью и обменивается с ней через канал ЭВМ. Однако канал становится узким местом, и в наиболее мощной ЭВМ семейства («Электроника 79») появляется отдельный канал обмена информацией для устройств внешней памяти.

Стандартные устройства, имеющие высокую скорость обмена, обслуживаются отдельным периферийным процессором — интерфейсом внешней памяти с функциями, аналогичными функциям селекторного канала ЕС ЭВМ (рис. 1.1,г). Для взаимодействия с медленными и нестандартными внешними устройствами сохранен единый Канал, который также обеспечивает совместимость архитектуры (для программ) и способа подключения (для внешних устройств) с младшими моделями. Центральный процессор имеет выход на Канал и на память.