Функциональные узлы и внутренние структуры данных

3.4.1. Электронные диски и дисковая операционная система

Электронный диск (в дальнейшем диск) предназначен для записи программ и данных пользователя. ЭВМ для работы использует внутренний и внешний диски. Внешний диск сменный и может быть отключен или заменен по мере необходимости.

Информация на диски записывается и считывается при помощи дисковой операционной системы (в дальнейшем ДОС), реализованной в процессоре ЭВМ. Запись программ и данных на диски и считывание с них средствами программы пользователя не производится.

Внутренний диск в ДОС имеет обозначение "Диск А" и расположен внутри корпуса ЭВМ. Внешний диск имеет обозначение "Диск В" и подключается к разъему "ВУ" на задней панели. При отсутствии внешнего диска операции с ним не выполняются. В остальном функционирование внутреннего и внешнего дисков одинаково.

Информация на диске хранится в виде отдельных файлов, расположенных в каталогах. Каждый файл или каталог имеет собственное имя, длиной не более 20 произвольных символов (в том числе русских букв), уникальное в пределах текущего каталога. При записи файла сохраняется информация о дате и времени его создания.

Файлы имеют различный тип в соответствии с содержащейся информацией. Тип файла выводится рядом с именем при просмотре каталога. Файлы различного типа могут иметь одинаковое имя, образуя пакет. Файлы, входящие в пакет, могут быть одновременно загружены с диска в соответствующие участки памяти ЭВМ.

Структура каталогов древовидная. Количество уровней вложения каталогов не ограничено. В каждом отдельном каталоге может быть размещено не более 64 других каталогов или файлов.

При записи на диск информация заносится в области, называемые кластерами. В одном кластере может быть сохранено 256 байт информации. Каждый файл или каталог на диске занимает целое число кластеров. Их общее количество, а также по отдельности количество свободных, занятых и сбойных кластеров выводится при просмотре информации о диске.

Средствами ДОС возможен просмотр как информации о файле, так и содержимого файла любого типа без загрузки в память программ или данных ЭВМ. Кроме этого, ДОС позволяет выполнять создание, удаление и копирование файлов. Копирование производится при помощи буфера и выполняется как в пределах диска, так и с одного диска на другой.

Программы или части программ хранятся в виде файлов типа "P". Запись и считывание программ производится целыми страницами. Файл программы может быть записан в память начиная с произвольной страницы. Таким образом может быть выполнено перемещение программы с одной страницы на другую.

Примечание. Для обеспечения возможности корректного выполнения после перемещения с одной страницы на другую программа должна использовать только прямую короткую адресацию.

Размер файла программы зависит от количества занятых страниц и составляет от 100 до 10000 байт. При просмотре содержимое файла выводится в виде текста программы.

Десятичные данные хранятся в виде файлов типа "D". В файл этого типа записывается содержимое регистров от 0 до 999. При считывании содержимое регистров перезаписывается содержимым файла. Размер файла составляет 8000 байт. При просмотре содержимое файла выводится в виде таблицы.

Двоичные данные хранятся в виде файлов типа "B". В файл этого типа записывается содержимое регистров байтовых данных с номерами от 1000 до 5095. Размер файла составляет 4096 байт. При просмотре содержимое файла выводится в виде таблицы.

Текстовые данные хранятся в виде файлов типа "T". В файл этого типа записывается содержимое регистров байтовых данных с номерами от 5096 до 8167. Размер файла составляет 3072 байта. При просмотре содержимое файла выводится в виде текста, разбитого на строки. Кодировка русских символов соответствует кодовой таблице 866.

ДОС обеспечивает устойчивость файловой системы к отключению питания в процессе выполнения дисковых операций. После подачи напряжения питания начатая операция полностью завершается, либо диск возвращается в состояние, предшествующее началу выполнения.

Примечание. Для завершения операции с внешним диском, в случае его отсоединения, после включения ЭВМ может потребоваться подключение диска. Системой автоматически распознаётся диск, операция с которым не была завершена.

Несмотря на это, не рекомендуется выключать питание ЭВМ или отсоединять внешний диск в момент выполнения дисковых операций.

3.4.2. Электронный блокнот

Электронный блокнот (в дальнейшем блокнот) предназначен для хранения данных пользователя в энергонезависимой памяти в табличном виде.

Блокнот состоит из 16384 групп по четыре записи. В каждой записи хранится одно десятичное число. Доступ к числам в блокноте осуществляется через регистры функций с использованием номера группы и номера записи.

Блокнот может применяться для хранения значительных объемов информации при проведении вычислений, для накопления данных в системах мониторирования и т.п.

Примечание. Использование блокнота для хранения часто изменяющихся данных не желательно в связи с относительно большим временем обращения и ограниченным ресурсом. Блокнот позволяет выполнить не менее 100000 операций записи до возникновения сбоев в кластерах. Для увеличения срока службы рекомендуется выполнять запись равномерно в различные группы.

3.4.3. Графический экран

Графический экран представляет собой внутреннюю структуру ЭВМ размером 1024 байта и предназначен для вывода на индикатор ЭВМ произвольных изображений, текстов, графиков, диаграмм и т.п.

Графический экран имеет 128 точек по горизонтали и 64 точки по вертикали. Начало координат расположено в левом верхнем углу индикатора. Экран монохромный, каждая точка экрана может быть установлена или сброшена. Установленная точка имеет темный цвет, сброшенная - светлый.

Управление графическим экраном осуществляется при помощи регистров функций.

Доступ к графическому экрану возможен также побайтно с использованием индексного регистра. Каждый байт содержит информацию о восьми точках изображения (рис. 6).

Рис. 6. Структура графического экрана.

Индикация графического экрана в режиме калькулятора выполняется подачей команды "К ГРФ". Содержимое графического экрана не сохраняется при выключении питания.

3.4.4. Строка комментариев

Строка комментариев представляет собой внутреннюю структуру ЭВМ размером 24 байта. Строка расположена в нижней части экрана при работе в режиме калькулятора и предназначена для вывода текстовых сообщений. В эту строку записывается информация, выводимая ЭВМ, в том числе сообщения об ошибках.

При работе в автоматическом режиме строка выводится на индикатор постоянно. Индикация строки комментариев в режиме выполнения программы пользователя производится подачей команды "К ЭКР". При этом на экране одновременно обновляются значения регистров стека и прочая информация.

Управление строкой комментариев осуществляется при помощи регистров функций. Кодировка русских символов соответствует кодовой таблице 866. Содержимое строки не сохраняется при выключении питания.

3.4.5. Буфер клавиатуры

Буфер клавиатуры представляет собой структуру ЭВМ размером 4 байта, в которой сохраняется информация о нажатых клавишах для дальнейшей обработки в порядке очереди.

Буфер клавиатуры доступен в программе пользователя через соответствующий регистр функции и позволяет организовывать взаимодействие с пользователем без останова выполнения программы.

3.4.6. Универсальный байтовый буфер

Универсальный байтовый буфер представляет собой структуру ЭВМ размером 256 байт и предназначен для преобразования данных. Доступ к байтовому буферу выполняется через два независимых индексных регистра. Преобразование данных из одного формата в другой осуществляется путем обращения к регистрам функций.

3.4.7. Генератор случайных чисел

Генератор случайных чисел ЭВМ основан на использовании регистра сдвига длиной 33 двоичных разряда. Перед использованием содержимое регистра преобразуется в псевдослучайное число c равномерным распределением в интервале от 0 до 1, включая число 0 и не включая 1.

Очередное значение случайного числа вызывается в регистр X стека после выполнения команды "К СЧ". Текущее значение генератора сохраняется в памяти после выключения питания.

Для получения повторяющихся последовательностей генератор может быть проинициализирован начальным значением, которое записывается в соответствующий регистр функции.

3.4.8. Таймеры и звуковая сигнализация

Для формирования интервалов заданной длительности от 0,01 до 655,35 секунд и измерения аналогичных временных промежутков в ЭВМ предусмотрено два программируемых таймера.

Звуковые сигналы в ЭВМ формируются в диапазоне частот от 25 Гц до 25 кГц с той же длительностью. Генерируемый звуковой сигнал выводится как на встроенный динамик, так и на разъем ВУ, что позволяет передавать сигнал на другие устройства. Громкость звукового сигнала ЭВМ настраивается переменным резистором, расположенном в отсеке регулировок. Задание нулевой частоты позволяет использовать устройство звуковой сигнализации в качестве третьего таймера без формирования сигнала.

Управление таймерами и звуковым сигналом выполняется при помощи соответствующих регистров функций.

3.4.9. Часы реального времени

ЭВМ содержит часы реального времени, совмещенные с календарем. Питание часов осуществляется от литиевого элемента, расположенного в отсеке регулировок.

Значения текущего времени и даты могут быть считаны и записаны с использованием регистров функций. Перед первым использованием часов или после замены элемента питания следует ввести в регистры значения, соответствующие текущей дате и времени.

3.4.10. Универсальный последовательный порт

Универсальный последовательный порт предназначен для организации обмена данными с внешними устройствами из программы пользователя по протоколу Стык С2 (RS-232C). Порт содержит буфер передаваемых данных размером 256 байт, буфер принятых данных размером 256 байт, а также регистры настройки и управления. Режим работы порта - полудуплексный, т.е. одновременно может происходить только передача или прием данных. Для подключения внешних устройств используются разъемы ИПС и ВУ.

Обращение к последовательному порту производится при помощи соответствующих регистров функций.

При помощи универсального последовательного порта возможен удаленный доступ к содержимому дисков, блокнота и памяти ЭВМ. Поддержка многоточечного соединения позволяет объединять несколько ЭВМ в сеть.

3.4.11. Универсальный параллельный порт

Универсальный параллельный порт предназначен для организации однонаправленного или двунаправленного обмена данными с внешними устройствами из программы пользователя. Для подключения устройств используется разъем ИПР.

Порт может работать в нескольких режимах, которые настраиваются пользователем. Работа с портом производится при помощи соответствующих регистров функций.