Pamätnica k 50. výročiu vzniku VÚVT v Žiline (7)

Minipočítačový systém SM 4-20

Systém SM 4-20 bol vyvinutý vo Výskumnom ústave výpočtovej techniky v Žiline v r. 1979 a bol dodávaný zo ZVT, závod Námestovo, od r. 1980. Systém sa dodával v 19“ stojanoch SMEP a postupne sa rozširoval. Vzhľadom na optimalizovaný parameter výkon/cena sa stal najrozšírenejším 16-bitovým minipočítačovým systémom SMEP v Československu.

Procesor systému SM 4-20 – CM 2401

Procesor CM 2401 zabezpečoval riadenie a prideľovanie spoločnej zbernice jednotlivým funkčným blokom, dekódovanie inštrukcií a vykonávanie aritmetických a logických operácií. Pracoval s osembitovými slabikami alebo so 16-bitovými slovami. Mal zabudované mikroprogramové riadenie, realizoval zásobníkovo orientované spracovanie údajov, umožňoval priamy prístup vybratých funkčných blokov do operačnej pamäte, realizoval 4-úrovňový viacnásobný prerušovací systém a vektorové prerušenie a zabezpečoval ochranu pri výpadku napájania a automatický reštart systému. Ďalej vykonával:

• Vďaka zabudovanému organizátoru pamäte umožňoval pracovať s operačnou pamäťou až do kapacity 128 (124) KW, resp. 256 (248) KB.
• Okrem základného inštrukčného súboru realizoval aj rozšírený inštrukčný súbor a inštrukcie organizátora pamäte.
• Voliteľne obsahoval HW realizovaný FP procesor na urýchlenie výpočtov v pohyblivej rádovej čiarke v jednoduchej aj dvojitej presnosti, ktorý realizoval rozširujúci súbor 46 FP inštrukcií (obsahoval 64-bitovú aritmetiku a šesť 64-bitových doplnkových pracovných registrov).
• Celý základný procesor CM 2401 bol realizovaný na dvoch 3/3 doskách SMEP, voliteľný FP procesor bol realizovaný na ďalšej 3/3 doske SMEP.
• Na podporu ladenia programov a servisu bol procesor voliteľne vybavovaný tzv. programátorským panelom, ktorý mal zabudovaný vlastný servisný mikroprocesor.

Polovodičová operačná pamäť ECC 256KB – CM 3511

Polovodičová operačná pamäť CM 3511 mala celkovú kapacitu 256 KB a bola realizovaná na jednej zdvojenej 3/3 doske SMEP. Pamäť mala namiesto klasickej kontroly paritou zabudovaný systém identifikácie dvojnásobnej chyby a systém autokorekcie jednoduchej chyby ECC.

• Kapacita pamäte: 256 KB (248KB)
• Počet bitov: 16 + 6 pre ECC
• Cyklus pamäte: 600 ns
• Prístupová doba: 600 ns
• Pamäť element: MHB 4116 – 16 Kbit NMOS RAM

Súbor zariadení pripojiteľných cez spoločnú zbernicu

K systému SM 4-20 bolo možné pripojiť všetky zariadenia s možnosťou pripojenia na spoločnú zbernicu.

Podsystém snímača a dierovača diernej pásky – CM 6204 s CM 6001

Podsystém obsahoval paralelný adaptér PAD 8 – CM 6001 realizovaný ako jedna 2/3 doska SMEP, ktorý zabezpečoval pripojenie mechanizmov snímača a dierovača diernej pásky CM 6204 s medzistykom IRPR, zabudovaných do samostatného 19“ roštu, na spoločnú zbernicu.

• Rýchlosť snímania DP: 500 zn/s
• Rýchlosť dierovania DP: 55 zn/s

Alternatívne sa dodával aj podsystém s mechanizmami CM 6208.

Podsystém vonkajšej pamäte na 8“ pružnom disku CM 5605

Podsystém obsahoval dva mechanizmy 8“ pružných diskov s napájaním, ktoré boli zabudované do samostatného 19“ roštu s celkovou kapacitou 512 KB spolu s doskami riadenia, a dosku pripojenia na SZ zasunutú do roštu procesora.

• Kapacita celkom: 512 KB
• Prístupová doba (maximálne): 500 ms
• Prenosová rýchlosť: 50 KB/s

Podsystém vonkajšej kazetovej diskovej pamäte CM 5400 s riadiacou jednotkou CM 5105

Podsystém obsahoval riadiacu jednotku CM 5105 realizovanú ako dvojnásobná systémová jednotka zabudovaná do 19“ roštu procesora SMEP a jeden až štyri mechanizmy kazetových diskových pamätí CM 5400 vo vyhotovení 19“ roštu s výškou 6U alebo CM 5403 vo vyhotovení 19“ roštu s výškou 7U.

• Kapacita mechanizmu: 2 x 2,5 MB
• Prenosová rýchlosť: 300 KB/s

Podsystém malej magnetickej páskovej pamäte CM 5300, resp. CM 5303 so záznamom NRZ I na štandardnú 1 magnetickú pásku s pripojením na spoločnú zbernicu

• Hustota zápisu: 800 bpi (32 bit/mm)
• Kódovanie: NRZ I
• Prenosová rýchlosť: 36 KB/s

Podsystém mozaikovej tlačiarne CM 6301 s CM 6001

Podsystém obsahoval paralelný adaptér PAD 8 – CM 6001 realizovaný ako jedna 2/3 doska SMEP a mozaikovú tlačiareň CM 6301 s medzistykom IRPR.

• Súbor znakov: do 128
• Rýchlosť tlače: do 180 zn/s

Podsystém konzolového a/č videoterminálu CM 7202 a CM 6002

Podsystém obsahoval a/č videoterminál CM 7202 a asynchrónny sériový adaptér ASAD CM 6002 realizovaný ako jedna 2/3 doska SMEP.

• Súbor zobrazovaných znakov: do 128
• Formát zobrazenia:
  – počet riadkov 24
  – počet znakov v riadku 80
• Možnosť lokálnej tlače: áno
• Max. rýchlosť prenosu dát: do 9 600 bit/s
• Max. vzdialenosť pripojenia cez styk IRPS: do 500 m

Podsystém mozaikového a/č terminálu CM 7108 a CM 6002

Podsystém obsahoval mozaikový a/č terminál CM 7108 a asynchrónny sériový adaptér ASAD CM 6002. CM 7108 obsahoval:

• Tlačiareň: Consul 211
• Klávesnica: Consul 258
• Max. rýchlosť prenosu dát: do 300 bit/s

Podsystém snímača diernych štítkov EC 6112 s pripojením PAD 12

Cez PAD 12 bolo možné k systémom so spoločnou zbernicou pripojiť snímač štandardných 80-stĺpcových diernych štítkov typu EC 6112 z výroby Aritma Praha.

Súbor komunikačných modulov

Asynchrónny sériový komunikačný adaptér CM 6002 ASAD

Realizoval asynchrónny sériový prenos dát plným duplexom cez štandardizovaný styk CCITT V.24 na vzdialenosť do 15 m alebo cez štandardizovaný styk IRPS na vzdialenosť do 500 m, v oboch prípadoch voliteľnou rýchlosťou do 9 600 bit/s. Bol realizovaný na jednej štandardnej dvojtretinovej doske SMEP.

Modul štvornásobného asynchrónneho sériového komunikačného adaptéra QASAD – CM 8512

Realizoval na jednej štandardnej dvojtretinovej doske SMEP štyri samostatné sériové asynchrónne plnoduplexné komunikačné kanály zakončené stykom IRPS a CCITT V.24. Prenosová rýchlosť bola voliteľná až do 9 600 bit/s.

Šestnásťkanálový asynchrónny multiplexer AMUX na sériový prenos dát pre CCITT V.24 a IRPS – CM 8511

AMUX bol realizovaný ako atypická 4-dosková systémová jednotka SMEP zabudovaná do 19“ roštu procesora SMEP a oddelený distribučný panel. Modul narastania bol po osem kanálov, ktoré boli voliteľné pre CCITT V.24 alebo IRPS.

• Max. rýchlosť prenosu dát: do 9 600 bit/s
• Max. vzdialenosť pripojenia cez styk IRPS: do 500 m

Univerzálny synchrónny sériový adaptér SAD na sériový prenos dát pre CCITT V.24 a V.28 – CM 8506

SAD bol realizovaný ako jedna trojtretinová doska SMEP, ktorú bolo možné zasunúť do ľubovoľnej voľnej pozície v štandardnej systémovej jednotke SMEP.

• Max. rýchlosť prenosu dát: do 9 600 bit/s
• Podporované procedúry prenosu dát: SDLC, HDLC, DDCMP a BSC

Poznámka: Na prenos dát procedúrami DDCMP medzi počítačmi SMEP navzájom bol realizovaný zjednodušený variant SAD – D, na prenos dát procedúrami BSC medzi počítačmi SMEP a JSEP zjednodušený variant SAD – B, oba na štandardnej 2/3 doske SMEP.

Komunikačný procesor KOMPRO – CM 2401.0510

Komunikačný procesor KOMPRO fungoval ako špecializovaný front – end procesor, ktorý pre hlavný procesor realizoval synchrónnu (do 16 kanálov) alebo asynchrónnu (do 48 kanálov) komunikáciu s terminálmi alebo terminálovými stanicami pripojenými k systému so SZ. KOMPRO komunikoval s hlavným procesorom v režime DMA a tým, že zabezpečoval pod svojím riadením celú komunikáciu, výrazne odľahčoval hlavný procesor. Riadiaca pamäť KOMPRO bola typu RAM a umožňovala priebežne aktualizovať riadenie komunikácie podľa jej záťaže alebo prenosových podmienok. KOMPRO bol realizovaný na 3/3 doskách SMEP a do systému bolo možné pripojiť teoreticky až 16 takýchto procesorov.

Podsystém styku s technologickým procesom JSP DASIO 600 – CM 9001 a pripojenie na spoločnú zbernicu – CM 9004

• Rýchlosť prenosu dát: 250 KW/s
• Režimy činnosti:
  – jednoslovný (programový) prenos
  – blokový (DMA) prenos
  – prerušovací režim

Pre systém SM 4-20 sa dodávalo toto základné programové vybavenie:

• Testovací a monitorovací operačný systém TMOS, ktorý umožňoval vytvárať testovacie programy z videoterminálu, ich kopírovanie a reťazenie a generovať testovacie programy pre aktuálnu konfiguráciu, ich modifikáciu a aktualizáciu.
• Jednopoužívateľský jednoprogramový (na prácu v popredí a na pozadí) diskový operačný systém FOBOS, ktorý vyžadoval vonkajšiu diskovú pamäť a min. 8K slov operačnej pamäte. Umožňoval vytvárať a prevádzkovať používateľské programy v jazykoch Macroassembler, Fortran IV a Basic. Pri jazyku VU-BASIC umožňoval súbežnú prácu až ôsmich používateľov prostredníctvom svojich videoterminálov.
• Stredný multiprogramový multipoužívateľský diskový operačný systém DOS RV na prácu v reálnom čase. Mohol byť vygenerovaný na prácu malých jednoúčelových systémov v reálnom čase aj pre relatívne veľké univerzálne aplikačné komplexy na najrôznejšie činnosti. Na prácu vyžadoval minimálne kazetový diskový podsystém a operačnú pamäť minimálne 16 K slov. Dodávané boli prekladače z jazykov Macroassembler, Fortran IV, Fortran IV +, Basic a Basic+.
• Diskovo orientovaný databázový dialógový operačný systém DIAMS s prideľovaním času s prekladačom z jazyka MUMPS podľa normy AMS 76, ktorý vyžadoval minimálne 16 K slov operačnej pamäte a minimálne kazetový diskový podsystém – na reálnu rutinnú prácu sa odporúčala operačná pamäť 124 K slov.
• Programový systém SYRPOS na vytváranie homogénnych počítačových sietí SMEP.

Tab. 1 Porovnanie minipočítača SM 4-20 s porovnateľným svetovým výrobkom

Výkonný minipočítačový systém SM 52/11+ (CM 1403 M.1)

V čase svojho vzniku bol SM 52/11+ najvýkonnejší 16-bitový minipočítačový systém SMEP v krajinách RVHP.

Procesor systému SM 52/11+

Procesor systému SM 52/11+ realizoval všetky funkcie ako procesor systému SM 4-20 a navyše:

• Vďaka novému rozšírenému 22-bitovému organizátoru operačnej pamäte a mapovaču spoločnej zbernice umožňoval prácu s rozšírenou 22-bitovou fyzickou adresou, a tak mohol pracovať s operačnou pamäťou až do 4 MB.
• Vďaka novému CIS (Comercial Instruction Set) modulu rozširujúcej riadiacej pamäte procesora systému SM 52/11+ umožňoval realizovať rozširujúci CIS inštrukčný súbor prídavných 66 inštrukcií, ktorý výrazne zrýchľoval beh programov napísaných v jazyku Cobol a preložených prekladačom jazyka Cobol operačného systému DOS RV 3 alebo DOS KP 3.
• Vďaka zabudovanej cache pamäte s cyklom 80 ns umožňoval podstatné zrýchlenie práce procesora.
• Vďaka extrémne rýchlemu FPP (akcelerátoru), pracujúcemu paralelne s hlavným procesorom, umožňoval podstatné zrýchlenie FP výpočtov v jednoduchej aj dvojnásobnej presnosti.
• Vďaka zabudovaným prostriedkom servisnej mikrodiagnostiky DCS umožňoval výrazné zjednodušenie servisných zásahov v prevádzke.
• Vďaka zabudovaným prostriedkom zákazníckeho (horizontálneho) mikroprogramovania (WCS, resp. ECS) umožňoval v špecializovaných aplikáciách ďalšie výrazné zvýšenie výkonu systému.

Procesor umožňoval prácu s nasledujúcimi formátmi dát:

• 8-, 16- a 32-bitové dáta v pevnej rádovej čiarke,
• 32- (jednoduchá presnosť) alebo 64-bitové (dvojitá presnosť) dáta v pohyblivej rádovej čiarke,
• 0 až 31 dekadických rádov v desiatkových číslach,
• 0 až 65 KB v znakových reťazcoch.

Procesor umožňoval prácu v systémovom a používateľskom režime. Okrem ôsmich univerzálnych registrov mal tiež ďalšie špecializované registre do celkového počtu 8O.

Systém SM 52/11+ bol vyvinutý vo Výskumnom ústave výpočtovej techniky v Žiline v r. 1983 a bol dodávaný zo ZVT Námestovo od r. 1984. Mal rozvinuté technické aj programové prostriedky na vytváranie terminálových aj počítačových sietí a bol preto základom mnohých podnikových informačných systémov.

Polovodičová operačná pamäť ECC 256 KB až 4 096 KB

Polovodičová operačná pamäť mala celkovú kapacitu 256 KB až 4 096 KB a bola realizovaná ako jedna riadiaca 3/3 doska SMEP, jedna až päť pamäťových dosiek s kapacitou 256 KB s pamäťovými prvkami 16 Kbit alebo jedna až štyri pamäťové dosky s kapacitou 1 024 KB s pamäťovými prvkami 64 Kbit. Pamäť bola zabudovaná do vyčlenenej dvojitej systémovej jednotky. Namiesto klasickej kontroly paritou mala zabudovaný systém kontroly dvojnásobnej chyby a systém autokorekcie jednoduchej chyby ECC.

• Kapacita pamäte: 256 KB až 4 096 KB
• Počet bitov: 16 + 6 pre ECC
• Cyklus pamäte: 600 ns
• Prístupová doba: 600 ns
• Pamäťový element: 4116 (16 Kbit) alebo 4164 (64 Kbit)

Súbor zariadení pripojiteľných cez spoločnú zbernicu

K systému SM 52/11+ bolo možné pripájať všetky zariadenia s výstupom na spoločnú zbernicu uvedené v bode 2.3 a navyše nasledujúce zariadenia:

Podsystém vonkajších pamätí na pružných diskoch s dvojnásobnou hustotou záznamu CM 5626

Podsystém obsahoval dva mechanizmy pružných diskov s napájaním a riadením, ktoré boli zabudované do samostatného roštu s celkovou kapacitou podľa typu mechanizmu od 0,5 do 2,0 MB, a dosku pripojenia na SZ vo formáte 2/3 dosky SMEP zasúvanej do roštu procesora.

• Kapacita celkom: 500 až 2 000 KB
• Prístupová doba: menej ako 500 ms
• Prenosová rýchlosť: 250/500 kbit/s

Podsystém veľkokapacitných diskových pamätí pre počítače SMEP so spoločnou zbernicou s RJ CM 5122

Podsystém obsahoval riadiacu jednotku CM 5122 pripojiteľnú na spoločnú zbernicu počítačov SMEP pre jeden až osem (resp. štyri) mechanizmov veľkokapacitných diskových pamätí s výmenným zväzkom s medzistykom EC. Každý výmenný zväzok obsahoval jeden servopovrch a 19 pracovných povrchov, neformátovaná kapacita zväzku bola 100 MB. Prenosová rýchlosť bola 806 KB/s. Riadiaca jednotka vrátane napájania bola realizovaná ako jeden samostatný rošt SMEP s výškou 7U.

Riadiaca jednotka veľkokapacitných pevných diskov

Umožňovala pripojiť na spoločnú zbernicu počítačov SMEP jeden až štyri mechanizmy veľkokapacitných diskových pamätí s medzistykom SMD. Realizovaná bola na jednej 3/3 doske SMEP. Umožňovala pripojiť diskové pamäte so stykom SMD výroby BĽR aj popredných svetových výrobcov s kapacitou až do 600 MB.

Podsystém magnetických páskových pamätí so záznamom NRZ I/PE na štandardnú 1“ magnetickú pásku

Cez inovovanú riadiacu jednotku bolo možné na spoločnú zbernicu pripojiť jeden až štyri mechanizmy 1“ magnetických páskových pamätí so záznamom NRZ I/PE, napr. CM 5311 (vývoj VÚVT Žilina, výroba ZPA Prešov), zabudovávaných do 19“ stojanov SMEP. Inovovaná riadiaca jednotka bola realizovaná ako dve štandardné 3/3 dosky SMEP.

• Hustota zápisu: 800/1 600 bpi (32/63 bit/mm)
• Kódovanie: NRZ I/PE
• Prenosová rýchlosť: 36/72 KB/s

Autonómny komunikačný modul AKM – SZ pre sieť LOPOS

Magistrálová lokálna počítačová sieť LOPOS bola typu token bus a na prenos používala koaxiálny kábel s maximálnou dĺžkou 500 m, maximálny počet pripojiteľných staníc bol 64, prenosová rýchlosť bola 500 kbit/s. Modul AKM-SZ bol realizovaný na báze mikroprocesora U 880 s hodinovou frekvenciou 2,5 MHz a s vnútornou pamäťou 64 KB; so systémom na SZ spolupracoval v režime DMA. Realizovaný bol na jednej 2/3 doske SMEP.

Adaptér zbernicovej lokálnej siete ethernet

Išlo o inteligentné autonómne komunikačné zariadenie vybavené vlastným 16-bitovým mikropočítačom na báze mikroprocesora T11, ktorý zabezpečoval všetky funkcie na komunikáciu cez zbernicovú lokálnu počítačovú sieť ethernet. Bol realizovaný na dvoch 3/3 doskách plošných spojov SMEP, z ktorých prvá obsahovala procesorový modul a druhá komunikačný modul. Mimo nich bol ešte umiestnený ochranný a pripojovací modul na vlastný koaxiálny kábel. V zmysle definície siete adaptér zabezpečoval prenos dát cez koaxiálny kábel rýchlosťou 10 Mbit/s, maximálna dĺžka segmentu mohla byť 500 m.

Rýchly synchrónny sériový adaptér RSAD – CM 0510.8525

Na vytváranie viacpočítačových systémov SMEP dištančne bolo možné použiť rýchly sériový synchrónny adaptér SMEP pre spoločnú zbernicu so zabudovaným modemom 1 Mbit/s. Dva navzájom prepojené adaptéry umožňovali rýchly sériový prenos dát protokolom DDCMP medzi nimi na vzdialenosť až 2 000 m cez koaxiálny kábel. Adaptér pracoval so systémom so SZ v režime DMA a obsahoval svoj vlastný riadiaci komunikačný procesor.

Prostriedky na vytváranie zálohovaných počítačových systémov SMEP so spoločnou zbernicou CM 4507

Na vytváranie zálohovaných počítačových systémov SMEP bolo možné použiť:

• Prepínač spoločnej zbernice umožňujúci vytvárať zálohované dvojpočítačové systémy SMEP (hlavný a záložný), pri ktorých boli aplikačne kritické zariadenia, napr. terminálová sieť a aplikačná údajová základňa, pripojené na samostatný úsek spoločnej zbernice; ten bol pripojený za prepínač SZ, ktoré bolo možné programovo alebo manuálne prepnúť z hlavného na záložný systém, ktorý potom preberal funkciu hlavného počítača.
• Modul rýchleho lokálneho medzipočítačového prepojenia, ktorý umožňoval rýchly DMA prenos dát medzi dvoma počítačmi SMEP so SZ.

Programové vybavenie dodávané pre systém SM 52/11+

• testovacie programové vybavenie TMOS 3,
• jednopoužívateľský operačný systém FOBOS 3 s prekladačmi z jazykov Macro, Basic a Fortran IV,
• multiprogramový multipoužívateľský operačný systém DOS RV 3 na prácu v reálnom čase s prekladačmi z jazykov Macro, Fortran IV, Fortran 77, Basic a Basic +,
• databázový dialógový operačný systém DIAMS 3 s prideľovaním času a systémových zdrojov s prekladačom z jazyka MUMPS podľa normy AMS 76,
• programový systém SYRPOS 3 na vytváranie terminálových a počítačových sietí počítačov SMEP so spoločnou zbernicou,
• univerzálny multiprogramový multipoužívateľský operačný systém DOS KP 3 s prideľovaním času a systémových zdrojov s prekladačmi z jazykov Basic, Fortran IV a Cobol,
• emulátory zariadení EC 7920 na interaktívny styk so systémami JSEP a EC 8514 na dávkový styk so systémami JSEP,
• základné grafické programové vybavenie na báze normy GKS.

Tab. 2 Porovnanie minipočítača SMEP SM 52/11+ s porovnateľnými svetovými výrobkami

  
Na základe dobových dokumentov zostavil:
Milan Gábik