Jednolity System Elektronicznych Maszyn Cyfrowych

Jednolity System Elektronicznych Maszyn Cyfrowych (JS EMC, Riad) – systemy komputerowe, opracowywane i produkowane przez kraje RWPG w latach 1970–1991.

Informacje ogólne

Były to zestawy typu mainframe i urządzenia komputerowe programowo zgodne z IBM System/360 (rodzina Riad R1) lub z IBM System/370 (Riad R2)^[1] oraz minikomputery R-10 i R-15. R-10 był produkowanym przez Węgrów na francuskiej licencji minikomputerem CII Mitra 1010 o całkowicie odmiennej organizacji i oprogramowaniu. Należały do nich jednostki centralne i urządzenia wejścia-wyjścia.

Poszczególne jednostki centralne różniły się między sobą:

• mocą obliczeniową,
• objętością pamięci operacyjnej,
• liczbą i szybkością kanałów wejścia-wyjścia,
• wewnętrzną strukturą logiczną,
• konstrukcją,
• techniką i technologią wytwarzania,

lecz posiadały jednakową architekturę logiczną, czyli działały według jednakowych zasad. Dzięki temu charakteryzowały się:

1. wymienialnością oprogramowania pomiędzy różnymi jednostkami centralnymi,
2. wykorzystaniem wspólnego zestawu urządzeń wejścia-wyjścia.

Wyjątkiem były minikomputery zgodne jedynie na poziomie danych.

Wszystkie urządzenia JS EMC działały w oparciu o kod EBCDIC, umożliwiający reprezentację 256 znaków (litera, cyfra, znak graficzny, znak specjalny, znak sterujący). Jeden znak zajmował 8 bitów.

Produkcja

• ZSRR
  • systemy komputerowe Riad R1:
    • R-20
    • R-22
    • R-30 – nie w pełni uruchomiony prototyp przekazany do realizacji w Polsce nie został skończony
    • R-33
    • R-50
    • R-52
    • R-60
  • systemy komputerowe Riad R2:
    • R-35
    • R-45
    • R-61
    • R-65
  • pamięci taśmowe
  • pamięci dyskowe
  • drukarki wierszowe
  • sterowniki pamięci dyskowych i taśmowych
• Bułgaria
  • pamięci dyskowe na dyskach zmiennych 7,25, 29, 100, 200 i 330 MB
• Czechosłowacja
  • systemy komputerowe R-21
  • R-25
  • czytniki kart ARITMA
  • perforatory kart ARITMA
  • dziurkarko-sprawdzarki kart ARITMA
• NRD
  • systemy komputerowe Riad R1:
    • R-40
  • systemy komputerowe Riad R2:
    • R-55
    • R-55M
  • pamięci taśmowe EC-5019
• Polska
  • systemy komputerowe Riad R1:
    • R-32 (Elwro)
  • systemy komputerowe Riad R2:
    • R-34 (Elwro)
  • pamięci operacyjne dla jednostek centralnych
    • ferrytowe FJP
    • półprzewodnikowe
  • procesory teleprzetwarzania EC-8371.01 (Elwro)
  • systemy monitorów ekranowych MERA 7900 zdalnych i lokalnych (MERA-ELZAB)
  • pamięci taśmowe PT-3M (MERAMAT)
  • drukarki wierszowe DW-3M i DW 401 (MERA-BŁONIE)
  • konsole operatorskie oparte na drukarce mozaikowej DZM-180 (MERA-BŁONIE)
• Węgry
  • systemy komputerowe Riad R1:
    • R-10 (komputer)
  • systemy komputerowe Riad R2:
    • R-15

Organizacja serii Riad R1

Pamięć operacyjna

• służyła do przechowywania rozkazów programu i danych
• organizacja:
  • logiczna: słowa o długości 32 bitów podzielone na 4 bajty
  • fizyczna zależna od modelu:
    • R-20 – słowo 8 bitów
    • R-30, R-32 – słowo 32 bity
    • R-40, R-50 – słowo 64 bity
• miała pojemność do 1 megabajta
• stosowana była początkowo pamięć ferrytowa, później pamięć półprzewodnikowa

Procesor

• służył do realizacji rozkazów,
• wykonywał operacje arytmetyczne i logiczne na danych
• odczytywał i zapisywał informacje z/do pamięci operacyjnej
• inicjował w kanałach przesyłanie danych między urządzeniami wejścia-wyjścia a pamięcią operacyjną
• wyposażony był w:
  • 16 rejestrów ogólnych i 4 rejestry zmiennoprzecinkowe, umieszczone:
    • w R-20: w ferrytowej pamięci operacyjnej,
    • w R-30: w lokalnej pamięci pręcikowej,
    • w R-32 i wyższych: w lokalnej pamięci półprzewodnikowej, znacznie szybszej niż pamięć operacyjna.

Kanały

• służyły do sterowania i kontrolowania procesu przesyłania danych z pamięci operacyjnej do urządzeń we-wy i w kierunku odwrotnym
• za pomocą systemu przerwań umożliwiały równoległą pracę różnych urządzeń zewnętrznych
• umożliwiały jednoznaczne adresowanie urządzeń
• występowały najczęściej w dwóch typach:
  • multiplexorowym – umożliwiającym podłączenie urządzeń zewnętrznych o niskiej prędkości przesyłanych danych (urządzenia kart i taśmy perforowanej, konsole operatorskie, drukarki)
  • selektorowym – sterującym pracą urządzeń zewnętrznych wymagających dużej prędkości przesyłania danych (magnetyczne pamięci zewnętrzne na dyskach i taśmach). Najczęściej kilka takich urządzeń było podłączonych do kanału selektorowego za pomocą grupowego kontrolera.

Urządzenia we-wy

• konsola operatorska w różnych wykonaniach:
  • drukarka znakowo-mozaikowa z elektryczną maszyną do pisania
  • terminal alfanumeryczny z klawiaturą
• urządzenia kart dziurkowanych 80 kolumnowych:
  • czytnik kart perforowanych
  • perforator kart
• urządzenia taśm dziurkowanych:
  • czytnik taśmy
  • perforator taśmy
• drukarki:
  • drukarka wierszowa
  • drukarka znakowo-mozaikowa
• systemy monitorów ekranowych (lokalnych)
• teleprocesor wraz z systemem zdalnych terminali
• pamięć masowa
  • pamięć sekwencyjna na taśmach magnetycznych
  • pamięć o dostępie bezpośrednim na dyskach magnetycznych
  • pamięć o dostępie bezpośrednim na bębnach magnetycznych – wyjątkowo.

Konstrukcja

Komputery składały się z modułów podzielonych na 3 poziomy zależnie od złożoności i funkcji:

1 poziom

Płytka drukowana o szerokości 140 i długości 150 mm z dwoma, żeńskimi złączami pośrednimi na płytce. Przy druku dwustronnym na płytce mieściło się do 40, a przy wielowarstwowym do 72 układów scalonych^[2]. W komputerze R-32 zastosowano moduły podwójnej szerokości.

2 poziom

Moduły pośredniej wielkości.

3 poziom

• Szafa 19 calowa wysokości człowieka.
• Jednostka centralna i podobnej wielkości urządzenia zewnętrzne.

Moduły komputera R-32

• 
  Płytka drukowana pamięci mikroprogramu
  1 poziom.
• 
  Kaseta pamięci operacyjnej
  2 poziom.
• 
  Jednostka centralna
  3 poziom.

Oprogramowanie

System operacyjny (OS JS)

Stanowi nieodłączną część systemów komputerowych. Spełnia rolę pośrednika między użytkownikiem a sprzętem i bibliotekami programów (tzw. zasobami systemu).

Zasadnicze zadania systemu operacyjnego to:

• automatyzacja tworzenia, kodowania, sprawdzania i wykonywania programów realizujących żądane algorytmy
• kontrola i optymalizacja wykorzystania zasobów systemu
• automatyzacja przepływu zadań użytkownika w systemie
• automatyzacja czynności operatorskich
• identyfikacja i ochrona zbiorów danych

System operacyjny tworzą programy, które można sklasyfikować w dwie grupy:

1. Programy sterujące, w skład których wchodzi:
   1. główny program koordynujący (Master Scheduler) – sterujący wszystkimi operacjami w kombinacji system komputerowy-system operacyjny;
   2. koordynator przebiegu zadań (Job Scheduler) – wprowadzający do systemu opisy zadań przeznaczonych do wykonania, planujący i inicjujący ich wykonanie pod kontrolą supervisora;
   3. programy metod dostępu do zbiorów danych, sterujące wymianą informacji między pamięcią operacyjna a urządzeniami wejścia-wyjścia;
   4. supervisor wejścia-wyjścia planujący i inicjujący operacje wejścia-wyjścia oraz obsługujący przerwania wejścia-wyjścia;
   5. główny program nadzorczy – supervisor, nadzorujący podział zasobów systemu w trybie pracy wieloprogramowej.
2. Programy przetwarzające, na które składają się:
   1. Translatory języków programowania:
      1. asembler (język maszynowy, o przeznaczeniu uniwersalnym);
      2. PL/I (język do przetwarzania danych, o przeznaczeniu uniwersalnym);
      3. FORTRAN, Algol (języki do zastosowań naukowo-technicznych);
      4. COBOL, RPG (języki do zastosowań ekonomiczno-handlowych).
   2. Programy serwisowe:
      1. program łączący (LINK) i program ładujący (LOADER);
      2. program sortowania zbiorów danych;
      3. programy pomocnicze (głównie do przenoszenia zbiorów danych z jednego nośnika na drugi).

System OS/JS zawiera środki generowania pozwalające użytkownikowi na przystosowanie systemu otrzymanego od producenta do efektywnej pracy na konkretnym zestawie urządzeń.

Wersje systemu operacyjnego

1. MFT (Multiprogramming with a fixed number of tasks) – konfiguracja wieloprogramowa ze stałą liczbą akcji. Wymagał co najmniej 128 KB pamięci operacyjnej, pozwalając na równoległe przetwarzanie 15 zadań i w ramach nich 15 kroków.
2. MVT (Multiprogramming with a variable number of tasks) – konfiguracja wieloprogramowa ze zmienną liczbą akcji. Wymagał co najmniej 256 KB pamięci operacyjnej, pozwalając na równoległe przetwarzanie 15 zadań i w ramach nich dowolnej liczby kroków.

Języki programowania

• asembler
• Algol
• COBOL
• Fortran
• RPG
• PL/I
• Logel
• Pascal

Zestawienie

Model	Początek produkcji	Prędkość, operacji na sekundę	Pamięć operacyjna, KiB	Cykl RAM, μs
Riad 1
ЕС-1010	1971	${\displaystyle 2,75*10^{3}}$	8 - 64	1
ЕС-1012
ЕС-1020	1972	${\displaystyle 2*10^{4}}$	64 - 256	2
ЕС-1021	1972	${\displaystyle 4*10^{4}}$	16 - 64	2
ЕС-1022	1975	${\displaystyle 4*10^{4}}$	128 - 512	2
ЕС-1030	1973	${\displaystyle 6*10^{4}}$	128 - 512	1,5
ЕС-1032	1974	${\displaystyle 2*10^{5}}$	128 - 1024	1,2
ЕС-1033	1976	${\displaystyle 2*10^{5}}$	512 - 1024	1,25
ЕС-1040	1971	${\displaystyle 3.5*10^{5}}$	256 - 1024	1,25
ЕС-1050	1973	${\displaystyle 5*10^{5}}$	128 - 1024	1,25
ЕС-1052	1978	${\displaystyle 7*10^{5}}$	1024 - 8192
Riad 2
ЕС-1060	1977	${\displaystyle 2*10^{6}}$	2048 - 8192	0,65
ЕС-1015
ЕС-1025	1979	${\displaystyle 6*10^{5}}$	256	1,5
ЕС-1035	1977	${\displaystyle 1.5*10^{5}}$	256 - 1024	1
ЕС-1045	1979	${\displaystyle 8*10^{5}}$	1024 - 4096	1
ЕС-1055	1979	${\displaystyle 6*10^{5}}$	1024 - 2048	1,14
ЕС-1061	1983		8192
ЕС-1065	1984
Riad 3
ЕС-1036	1983	${\displaystyle 4*10^{5}}$	2048 - 4096
ЕС-1046	1984	${\displaystyle 1,3*10^{6}}$	4096 - 8192	1
ЕС-1066	1986	${\displaystyle 4,5*10^{6}}$	8192 - 32768 (Dla wersji dwuprocesorowej)	0,4
ЕС-1087.20	1988	${\displaystyle 1,5*10^{7}}$	32768 - 294912 (z dwoma blokami pamięci ЕС-3948)
ЕС-1007	1986		1024 - 4096
Riad 4
ЕС-1130	1994
ЕС-1181	1994
ЕС-1220	1995

Przypisy

Bibliografia

Zobacz multimedia związane z tematem: Jednolity System Elektronicznych Maszyn Cyfrowych

• Niechciane dziecko
• PTI Sekcja Historyczna, EC1034. Opis systemu (Archiwum cyfrowe PTI: Archiwum WZE ELWRO) [online], historiainformatyki.pl [dostęp 2020-11-14]  (pol.).
• Исторический обзор семейства ЕС ЭВМ (ros.)

Zobacz też

• Architektura logiczna - Jednolity system, w publikacji widać przekreślone R-30 i zmienione na R-32
• PTI Sekcja Historyczna, Wprowadzenie do Jednolitego Systemu Elektronicznych Maszyn Cyfrowych [online], historiainformatyki.pl [dostęp 2019-08-01]  (pol.).

Linki zewnętrzne

• Marek Hołyński. Riadom też damy radę. „Biuletyn PTI”. 4, s. 48-52, 2018. Polskie Towarzystwo Informatyczne. [dostęp 2020-11-14]. (pol.).