Software & Systems

Система малых ЭВМ (СМ ЭВМ), объединившая обширнейший спектр технических и программных средств мини-ЭВМ с интерфейсом «Общая шина» (СМ1300, СМ1300.01, СМ1420, СМ1600) и микро-ЭВМ с интерфейсом И-41 (СМ1800, СМ1810, СМ1814 и др.), пополнилась новыми моделями ло-эышенной производительности с длиной машинного слова в 32 бита, производительностью центрального процессора более 2,5 млн. коротких операций е секунду и оперативной памятью 5 Мбайтов и выше. Появление в номенклатуре СМ ЭВМ машин столь высокой производительности потребовало переработки всего комплекса базовых программных средств (БПС) с учетом особенностей применения этих моделей. При разработке БПС реал и зовы вались следующие основные принципы:

—  обеспечение эффективного доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительного ком плекса;

—  включение в систему новых устройств, характерных только для 32-разрядных моделей СМ ЭВМ (накопителей на дисках большой емкости, в том числе "винчестерских", графических устройств ввода-вывода с расширенными функциональными возможностями);

—  построение "дружественного» интерфейса базовых программных средств по отношению к пользователю;

—  обеспечение преемственности как технических, так и программных средств младших моделей СМ ЭВМ.

Базовые программные средства 32-разрядных моделей СМ ЭВМ включают операционные системы, средства диагностики вычислительного комплекса, системы программирования, средства сетевой телеобработки, проблемно-ориентированные БПС, базовое программное обеспечение автоматизированных рабочих мест (БПО АРМ) (см рисунок).

Операционные системы. Основной операционной системой для 32-разрядных моделей СМ ЭВМ является многофункциональная операционная система, поддерживающая виртуальную память (МОС ВП). Она предназначена для управления вычислительным процессом при решении широкого спектра задач автоматизации управления производством, научного эксперимента, аналитических и информационно-поисковых задач, задач проектирования в высокопроизводительных САПР и т. д., г. е. для одновременного выполнения значительного числа заданий, поступивших от нескольких пользователей. В МОС ВП реализуется обслуживание в режимах реального времени, разделения времени, пакетной обработки, а также при совмещении различных комбинаций этих режимов.

Операционная система построена по модульному принципу. При базовой конфигурации управляющего вычислительного комплекса (УВК) объем резидентной оперативной памяти не превышает 150 ■(байтов (минимальный объем ОЗУ в УВК, поставляемом заводом-изготовителем, составляет 2 Мбайта).

Основной диалоговый язык системы DCL имеет обширный набор средств, позволяющих управлять всеми ресурсами УВК и системы, выполнять разнообразные действия с файлами, создавать, редактировать, транслировать и отлаживать программы, написанные на различных языках программирования.

В МОС ВП предусмотрены эффективная защита как системной, так и пользовательской памяти от несанкционированного доступа, ведение системного журнала, отражающего последовательность

всех действий пользователей, возможность сбора и анализа статистики работы отдельных компонент систем, регистрация состояния системы в случае возникновения аварийных ситуаций.

Операционная система МОС ВП имеет две модификации, ориентированные на младшие модели 32-разрядных СМ ЭВМ, а также на минимальные конфигурации УВК. Первая из них — МикроМОС ВП, реализующая все функции МОС ВП для микропроцессорных реализаций 32-разрядных СМ ЭВМ, а также совместимых с ними машин, кроме режима совместимости с 16-разрядными СМ ЭВМ. Вторая — операционная система реального времени МОС ВП РВ, предназначенная для бездисковых конфигураций УВК, главным образом для встроенных применений.

Бурное развитие машинно-независимых UNIX-лодобных операционных систем и реализация их в отечественной практике в рамках операционных систем семейства ДЕМОС (ДЕМОС-16.1 для микро-ЭВМ СМ1810, ДЕМОС-16.2 для СМ1300.01, СМ1600, СМ1420, ДЕМОС-ЕС для ЕС ЭВМ и др.) потребовали постановки аналогичной системы на 32-разрядные модели СМ ЭВМ. Диалоговая единая мобильная операционная система с виртуальной памятью для 32-разрядных СМ ЭВМ (ДЕМОС-32) предназначена для широкого применения как в системах управления, так и в информационно-вычислительных системах. Она обеспечивает:

—   управление виртуальной памятью объемом до 4,3 Гбайта с динамическим разделением ее между пользователями,

—   работу до 32 пользователей как в режиме разделения времени в диалоге, так и в пакетном ре жиме

—   приоритетное управление выполнением задач;

—   обслуживание иерархической файловой системы и операций ввода-вывода,

—   поддержку динамического взаимодействия задач пользователя;

—   возможность обмена файлами через асинхронные линии связи между 32-разрядными моде лями СМ ЭВМ, а также другими ЭВМ, работающими под управлением системы ДЕМОС

Надежность функционирования ДЕМОС-32 обеспечивается защитой памяти пользователя и системы от несанкционированного доступа, авторизацией доступа к системе и данным, устойчивостью к ошибкам пользователя, корректировкой ошибок на устройствах, регистрацией и анализом состояния системы при аварийных ситуациях, возможностью сохранения и восстановления информации в случае ее порчи.

Средства диагностики вычислительного комплекса. Многоуровневая система программного диагностирования (МСПД) предназначена для проведения всесторонней проверки технических средств УВК на базе 32-разрядных моделей СМ ЭВМ как на завершающем этапе наладки (комплексная проверка), так и в процессе эксплуатации. С помощью МСПД проводится проверка работоспособности центрального процессора и всех внешних устройств УВК.

В МСПД еходит набор управляющих и служебных программ для организации процесса диагностирования, подсистема справочной информации и диагностические программы, состав которых зависит от конфигурации вычислительного комплекса.

Ядром МСПД является диагностический супервизор. В УВК он может загружаться автономно или под управлением МОС ВП. Супервизор выполняет следующий набор функций:

—   описание соединений проверяемых технических средств;

—   загрузку и запуск диагностических программ;

—   выбор режима выполнения отдельных составляющих диагностических программ;

—   модификацию загруженной программы.

Весь набор средств диагностики в МСПД образует четырехуровневую структуру, в которой диагностические программы занимают промежуточное положение между диагностическими микропрограммами снизу и пакетом комплексной функциональной проверки, работающим под управлением МОС ВП, сверху. Каждый из четырех уровней средств диагностики расширяет область проверяемой аппаратуры, используя для организации проверки технические средства, проверенные на предыдущем. более низком уровне. Такой подход позволяет обеспечить полную проверку каждого внешнего устройства в составе УВК.

Системы программирования. В силу своей законченности и обособленности от других программных средств системы программирования рассматриваются как отдельный программный слой БПС. Однако надо иметь в виду, что поставка систем программирования пользователю осуществляется совместно с соответствующей операционной системой.

МОС ВП поддерживает системы программирования на следующих языках: макроассемблер. Си, ФОРТРАН, КОБОЛ, БЛИСС, Паскаль, БЕЙСИК. КОРАЛ, Модула-2. Ада.

Система программирования ДЕМОС-32 включает языки программирования Си, ФОРТРАН, Паскаль. Ада.

Таким образом, языковые средства БПС 32-разрядных моделей СМ ЭВМ покрывают все сферь. применения этих машин.

Средства сетевой телеобработки. В большинстве современных управляющих и информационно-вычислительных систем разработчики не ограничиваются применением единственной обособленной ЭВМ Как правило, в системы объединяются несколько машин различных (или одинаковых) архитектур, каждая из которых выполняет заданный набор функций, осуществляя при этом весьма сложное взаимодействие с другими ЭВМ

БПС 32-разрядных моделей СМ ЭВМ включает программные комплексы, позволяющие строить как локальные, так и региональные сети ЭВМ, объединяющие е своем составе однородные и разнородные машины.

Система программного обеспечения локальных сетей 32-разрядных моделей СМ ЭВМ СПО МА-

ГИСТР предназначена для построения локальных сетей магистрального типа со скоростью передачи данных по магистрали до 10 Мбит/сек. Система предоставляет пользователю следующие возможности:

—  доступ к удаленным файлам с видеотерминалов и программ пользователя;

—  обмен файлами между узлами сети;

—  динамическое взаимодействие пользовательских программ, выполняемых в различных узлах сети;

—  запуск удаленных программ и дистанционная пакетная обработка;

—  обмен информацией между терминалами и между программами различных узлов сети;

—  проверка функционирования отдельных узлов и линий связи в сети.

Система программного обеспечения локальных сетей кольцевого типа СПО КОЛОС позволяет объединять в кольцевую локальную сеть разнородные модели СМ ЭВМ, подключенные к кольцу через дополнительные устройства — станции локальной сети кольцевого типа СЛК-СМ. В сети обеспечивается взаимодействиедо125ЭВМ при скорости передачи по кольцу в 500 Кбит/сек. При этом скорость передачи между СЛК-СМ и подключенной к кольцу ЭВМ составляет 19,2 Кбит/сек. СПО КОЛОС состоит из двух подсистем. Первая обеспечивает для разнотипных машин реализацию следующих функций:

—  пересылку файлов между узлами локальной сети;

—  логическую связь терминала одного узла с ЭВМ в другом узле;

—  логическую связь сетевой ЭВМ с терминалом или другим оконечным оборудованием, подклю ченным к сети непосредственно через СЛК-СМ.

Вторая подсистема ориентирована на поддержку взаимодействия только однородных ЭВМ с интерфейсом «Общая шина" и 32-разрядных моделей СМ ЭВМ При этом она полностью совместима с пакетом программ сетевой телеобработки ПП СТО/РВ и осуществляет:

—  взаимодействие пользовательских программ, выполняемых в различных узлах сети;

—  доступ к удаленным файлам с терминалов и из программ пользователя;

—  запуск удаленных программ как в режиме диалога, так и в пакетном режиме;

—  управление удаленными программами;

—    проверку функционирования технических и программных средств любого узла сети. Региональные сети 32-разрядных моделей СМ ЭВМ строятся с использованием системы програм много обеспечения ТРАЛ (СПО ТРАЛ).

Она программно совместима с СПО МАГИСТР, что дает возможность подключать к региональной сети локальные сети магистрального типа. Системы программного обеспечения КОЛОС, МАГИСТР, ТРАЛ функционируют в среде МОС ВП.

Наличие в БПО 32-разрядных моделей СМ ЭВМ операционной системы ДЕМОС-32 предоставляет пользователю практически неограниченные возможности по построению неоднородных сетей ЭВМ, в состав которых входят машины различных архитектур, функционирующие под управлением операционной системы того же семейства. Для организации работы таких сетей предназначен программный продукт ДЕМОН.

В своей операционной среде СПО ДЕМОН предоставляет пользователю возможности, аналогичные функциональным возможностям СПО ТРАЛ При этом ДЕМОН функционирует на полносвязных ячеистых или звездообразных конфигурациях сетей ЭВМ. Для связи машин в сети используются адаптеры СМ8502, МСМ/МСД, мультиплексор СМ8514 и коммуникационные контроллеры 32-разрядных моделей СМ ЭВМ.

Проблемно-ориентированные базовые программные средства. В БПС 32-разрядных моделей СМ ЭВМ включены проблемно-ориентированные программные комплексы, рассчитанные на создание, во-первых, информационно-вычислительных систем (ИВС) и, во-вторых, систем автоматизации проектирования (САПР).

Для построения ИВС предназначена многофункциональная информационная система программ (МИС СМ), работающая под управлением МОС ВП.

МИС СМ используется для централизованного управления базами данных, интерактивной и пакетной обработки данных. Она состоит из четырех программных компонентов, которые могут использо-заться совместно или по отдельности:

—  система управления словарями (СЛОВАРЬ-32];

—  система управления базами данных (СЕТЬ-32);

—  система управления формулярами (СУФ-32);

—  интерактивная система запросов (ФОБРИН-32).

Система СЛОВАРЬ-32 предназначена для организации и ведения централизованного словаря данных, в котором хранятся все описания данных (метаданные) компонентов МИС СМ, а также описания файлов. Словарь организован в виде иерархической структуры каталогов и объектов. Объекты находятся на нижнем уровне иерархии и содержат метаданные Авторизация метаданных осуществляется с помощью таблиц управления доступом. Обслуживающие программы систем выполняют необходимые функции по поддержке целостности метаданных (защита и восстановление, проверка структуры, сбор статистической информации об изменении объектов).

СУБД СЕТЬ-32 реализует принципы КОДАСИЛ, ее язык описания данных (ЯОД) позволяет эффективно реализовать сложные логические взаимосвязи данных пользователей. СЕТЬ-32 обеспечивает высокую реактивность прикладных программ, совместный доступ пользователей к базам данных, высокую степень защиты данных от разрушения и не автор изо в энного доступа. В системе поддержи-зается работа до 60 пользователей на одной ЭВМ.

Прикладные программы могут обращаться к базам данных на любом языке, причем язык КОБОЛ включает операторы языка манипулирования данными (ЯМД] СЕТЬ-32, а для ФОРТРАНа имеется перекомпилятор ЯМД При программировании на других языках (Си, Паскаль, БЕЙСИК, ПЛ/1) доступ к базам данных осуществляется через специализированный интерфейс.

СУФ-32 представляет собой набор программных средств для создания, хранения и использований в прикладных программах экранных-формуляров, имеющих вид, максимально приближенный к виду документов. Видеоформы СУФ-32 могут быть использованы при работе с любым языком программирования.

ФОБРИН-32 позволяет формировать запросы к данным на специальном языке высокого уровня, ориентированном как на программистов, так и на непрограммистов. Универсальность интерактивной системы запросов заключается в том, что она позволяет обрабатывать данные, хранящиеся как а базах данных СЕТЬ-32, так и в файлах с последовательной, относительной и индексной организацией, используя при этом унифицированный язык запросов. ФОБРИН-32 имеет в своем составе генератор отчетов, позволяющий формировать сложные форматированные отчеты. Для начинающих пользователей предусмотрены специальный режим сопровождения и средство генерации описаний, которые с помощью подсказок и меню позволяют быстро освоить ЯОД и ЯМД.

МИС СМ работает на ЭВМ с объемом ОЗУ не менее 2 Мбайтов. Вторым мощным средством, ориентированным на построение информационных систем, является комплексная автоматизированная реляционная система (КАРС), поддерживающая реляционную структуру данных. 8 системе реализован язык SQL, являющийся наиболее мощным языком программирования реляционных отношений.

Помимо ядра системы, интерпретирующего команды SQL, КАРС включает:

—   системный интерактивный интерфейс, позволяющий выполнять команды SQL в режиме диа лога и управлять форматированием выходной информации;

—   систему интерактивных приложений, обеспечивающую обработку данных через экранные фор мы, ориентированные на конечного пользователя;

—   генератор отчетов, выполняющий форматирование и вывод информации из базы данных с включением вспомогательного текста;

—   обслуживающие программы, обеспечивающие загрузку, реорганизацию и восстановление базы

данных;

—  интерфейс с языками программирования высокого уровня.

КАРС обеспечивает мультидоступ к данным: защиту данных от одновременного обновления и неавтор изо в энного доступа. База данных может размещаться в нескольких файлах, что позволяет более гибко использовать физическое пространство внешних запоминающих устройств КАРС функционирует на ЭВМ с объемом ОЗУ не менее одного Мбайта.

Базовое программное обеспечение автоматизированных рабочих мест на базе 32-разрядных СМ ЭВМ предназначено для использования при разработке программ машинной графики, систем автоматизированного проектирования, а также для построения, редактирования и вывода графической информации в интерактивном режиме.

Базовые программные средства 32-разрядных моделей СМ ЭВМ, дополненные широким набором пакетов прикладных программ, предоставляют пользователю возможность строить практически любые автоматизированные системы для всех отраслей народного хозяйства.

Структура валовых программных средств 32-раэрндных моделей СМ ЭВМ