Архитектура и система команд управляющей машины

Управляющие машины предназначены для построения сети управления и выполнения функций распределенной операционной системы. На каждом уровне системы имеется своя управляющая машина.

Управляющая машина состоит из базового процессора (БП), оперативной памяти (ОП) и адаптера сети памяти (АСП) (рис. 5.2). Расширения системы команд базового процессора нет.

Архитектура и система команд сетевой машины

Сетевые машины предназначены для построения межузловой сети, в которую входит коммутационная структура, объединяющая сетевые машины.

Сетевые машины входят в состав каждого вычислительного узла.

Сетевая машина состоит из базового процессора (БП), оперативной памяти (ОП), модуля расширения набора команд для сетевой машины (МР), устройства обмена (УО), буфера директив устройства обмена (БДО), буферной памяти сообщений (БПС), узла коммутатора межузловой сети с адаптером межузловой сети (УК) и адаптера сети памяти (АСП) (рис. 5.3). Фактически сетевая машина состоит из двух процессоров, двух буферов директив и общей оперативной памяти. Одним из процессоров является процессор сетевой машины, основанный на расширении базового процессора. Другой процессор — это узкоспециализированное устройство для управления пересылкой массивов данных между общей буферной памятью сообщений и оперативной памятью и пересылкой сообщений по межузловой сети. Процессор сетевой машины получает задания в виде директив от управляющей машины, формирует задание для устройства обмена, запускает обмен путем выдачи директивы для устройства обмена, принимает директивы от устройства обмена о выполнении обмена и выдает сообщение в управляющую машину о выполнении задания.

Рис. 5.3. Сетевая машина

Модуль сетевого расширения обеспечивает выполнение дополнительных команд.

Устройство обмена выполняет функции управления обменом данными между оперативной памятью и буферной памятью сообщений. Эти функции инициируются командами, выполняемыми процессором сетевой машины, а их выполнение осуществляется автономно и параллельно с продолжением программы процессора. Взаимодействие осуществляется благодаря обмену директивами между процессором и устройством обмена.

Буфер сообщений входит в состав сетевой машины и предназначен для хранения сообщений, как поступающих на вход сетевой машины, так и выдаваемых сетевой машиной. Формат сообщений и другие параметры буфера зависят от масштаба системы и алгоритмов межмашинного обмена.

Узел коммутации сети межузлового обмена, с одной стороны, является частью всей системы коммутации этой сети, а с другой — принадлежностью сетевой машины. Это приводит к его двойственной природе, поскольку управление всей сетью межузлового обмена выполняет управляющая машина, находящаяся на более высоком уровне, а управление узлом на локальном уровне осуществляет сетевая машина, управляемая, в свою очередь, управляющей машиной вычислительного узла. Для исключения конфликтов по управлению должны быть четко разделены функции управления всей сетью и функции передачи сообщений через соответствующий узел коммутации.

5.4.5.1. Команды обмена одним словом

КОП — код операции;

РД — регистр данных;

РАБС — регистр адреса слова в буфере сообщений;

РНБ — регистр номера буфера сообщений.

Выполняется пересылка слова между регистровой памятью процессора и регистром заданного буфера сообщений.

• • С1 — выдача слова в буфер сообщений;
• • С2 — прием слова из буфера сообщений.
• 5.4.5.2. Команды обмена группой слов

Формат команды загрузки адреса

КОП — код операции;

РАНБС — регистр адреса начала массива в буфере сообщений;

РНБ — регистр номера буфера сообщений,

• DO - загрузка начального адреса.

Формат команды обмена

КОП — код операции;

PH Б — регистр номера буфера сообщений;

РАНМ — регистр адреса начала массива в оперативной памяти;

РСч — регистр счетчика.

Выполняется пересылка группы слов между оперативной памятью процессора и регистрами заданного буфера сообщений. Начало массива в оперативной памяти задается в регистре РАНМ, начало массива в буфере сообщений задается в регистре РАНБС, загружаемом командой загрузки адреса.

• • СЗ — выдача группы слов в буфер сообщений;
• • С4 — прием группы слов из буфера сообщений.