Етикет: Български процесори

Прочетете в Sandacite.BG за забравения български матричен процесор ЕС 2335!

Немалко сме се занимавали с периферните устройства, произвеждан в България за нуждите на Единната система компютри на Източния блок проз 70-те и 80-те г. (онези, огромните електроннизчислителни машини, които заемат цели стаи). Само сме споменавали обаче за матричните процесори.

Този хардуер е важна част от голямата компютърна машина (от т.н. мейнфрейм компютри в западната терминология). Той се състои от множество обикновени процесори, разполагащи със собствена памет, работещи успоредно по текущите изчислителни задачи и обменящи информация със най-близките си съседи. За времето това е производителна възможност за увеличаване на бързодействието, а и днес виждаме нещо подобно при многоядрената процесорна архитектура.

Освен матричен, голямата машина си има отделно централен процесор.

Историята на това производство у нас започва, когато преди точно 50 години – през 1969 – Съветът за икономическа взаимопомощ възлага на България да се специализира в производството на четири вида части за използваните в целия соцлагер компютри от ЕС: процесори (1), запаметяващи устройства на твърди и гъвкави магнитни дискове (2 – тоест харддисковете и флопидисковите устройства за дискети), сменяемите дискови пакети за първите (3) и също така на запаметяващи устройства на магнитна лента (4). Това означава, че на нашата страна ѝ предстои да се включи в разработката и производството на хардуер, който ще се изнася и ползва в дооста страни по света, при това не само в Източния блок. Напр. около 1980 г. в СССР се обсъжда възможността за износ на компютри на базата за машината ЕС 1035, които да се продават в Белгия и Финландия и това вероятно е направено, особено във втората страна.

Процесорите и контролерите за харддискове и магнитолентови устройства се разработват в Централния институт по изчислителна техника (ЦИИТ) в София, а за производител на процесорите е определен Заводът за изчислителна техника (ЗИТ). Така ЗИТ произвежда напр. процесорите на три съветско-български компютъра – ЕС 1020 от 1973 г., усъвършенстваният модел ЕС 1022 от 1975-а и ЕС 1035 от 1977-а. Всички те се произвеждат и у нас и са все така разположени на стотици квадрати. На тях работят множество оператори – нещо нормално за онова време.

ЕС 1035 (отгоре виждате командния ѝ пулт) e чудесна машина за времето си и е около 14 пъти по-бърза от ЕС 1020 и три пъти повече в сравнение с ЕС 1022. Компютърът е съвместна съветско-българска разработка и в него има и други български части, но е важно, че нашата страна произвежда и толкова важни компоненти, каквито са процесорите – това е електронен мозък, не някаква си периферия. :D Отделно, че централният процесор на ЕС 1035 – ЕС 2635 – също е съветско-български проект.

Българският матричен процесор ЕС 2335 се занимава  с високоскоростна обработка на данни. Той работи успоредно с централния ЕС 2635 и съкращава времето за изчисление между 10 и 100 пъти, защото производителността му е 5 милиона операции в секунда. ЕС 2335 се включва към 2635 чрез специален адаптер, който заменя един от селекторните канали в централния процесор. А адаптерът и матричният процесор са свързани със специализиран интерфейс вход-изход.

(Заедно с адаптера матричният процесор може да се разглежда като сложно входно-изходно устройство за данни, което обединява функциите на канал, на устройство за управление и на външно устройство. То се управлява със същата система команди, която се използва и при входно-изходните системи на компютрите от серията ЕС и механизма за прекъсвания по вход-изхода.)

В матричния процесор ЕС 2335 влизат следните възли и блокове:

• блок за връзката и избора на операнди – прави връзката с адаптера и ЕС 2635, обработва адреса на операнда и управляващите команди и избира операндите;
• аритметичен блок – изпълнява конвейерна аритметична обработка на числата с плаваща запетая. Пропускната му система е 20 мегабайта в секунда;
• има си и буферна памет – тя съхранява операциите, междинните и крайните резултати и изпълнява ролята на буфер между интерфейса и аритметичния блок;
• управляваща памет – там се пазят микропрограмите за работа с блока за връзка и аритметичния. Обемът ѝ е 2 кб;
• микропрограмен управляващ блок

Данните, които матричният процеосор обработва, се представят в някой от следните формати, типични за компютрите ЕС: фиксирана запетая – пряк код – кратък формат; фиксирана запетая – допълнителен код – кратък формат; плаваща запетая – кратък формат.

Операциите на матричния процесор може да се разбият на следните групи:

• операция по изпращане на вектори: данните се изпращат от едно поле на RAM-та в друго, като може да се преобразува форматът им, ако това е указано (имаме предвид да се конвертира от фиксирана в плаваща запетая и обратно);
• опирации по матрична аритметика: скаларно умножение, поелементно векторно умножение, поелементно сумиране на векторите, сумиране на елементите, подвигане на матрица на квадрат със знак;
• скениране на матриците (за да се определи стойността или позицита на най-малкия или най-големия елемент);
• комплексно уможение;
• решение на разностни уравнение (това са уравнения, при които променливите се различават по даден признак или група признаци);
• операции по обработка на сигнали – напр. бързо преобразуване на Фурие;
• квадратична интерполация

Ето и основните технически характеристики на ЕС 2335. Един машинен цикъл трае 200 милисекунди. За 1 секунда интерфейсът между адаптера и матричния процесор пропуска 3,5 мегабайта данни. Размерът на буфера е 2 х 32 машинни думи. Максималният размер на един операнд е 64 елемента.

Матричният процесор е поместен в един шкаф в две рамки. Работи при стандартното 220 волта напрежение и потребява мощност около 1 киловат за работата си. Помещава се някъде тук, в залата:

Базовият софтуер на ЕС 2335 се състои от методи за достъп и резидентен модул (записан заводски в паметта му). Базовият софтуер е реализиран на езика Асемблер с използване на възможностите на макроезика и операторите на т.н. условно асемблиране.

Методът на достъп се задейства от потребителя чрез програма на езика Фортран, Асемблер или PL-1 с помощта на оператора CALL в определен формат. МД се състои от следните части: управляваща фаза, анализатор на синтаксиса, конструктор на програмата за канала, диспечер на реда на заявките, показвание на съобщения и обработка на прекъсванията.

Освен базовото програмно осигуряване, в матричния процесор има и програмна система за обработка на сигнали. Тя е самостоятелен пакет подпрограми, които се използват в анализа на различните видове цифрови сигнали. Този пакет съдържа подпрограми, които синтезират филтри по предварително зададени критерии, и освен тях подпрограми, които помагат да се оцени ефективността на създадените филтри.

Резидентният модул е отговорен за обработката на SVC прекъсванията, което става със специфичен за матричния процесор ЕС 2335 код.

В горната снимка виждате едни големи сини шкафове, подобни на фризери – това са първите български харддискове. Ето как работят те: