Пульт оператора PDP-11/40

Posted by Unik on 02.10.2021

Пульт оператора PDP-11 позволяет осуществлять необходимое управление системой. Программы или информация могут вводиться вручную либо изменяться при помощи переключателей и клавиш на пульте. Более того, индикационные лампочки на передней панели пульта отображают состояние машины, содержание регистра адреса шины и данные на выходе магистрали данных. Хотя между пультами различных типов PDP-11 имеются некоторые отличия, в приложении они не учитываются. На примере устройства 11/40 мы рассмотрим лишь общие принципы функционирования пульта оператора. Он представлен на рис. 1. ЭВМ 11/34 и 11/60 имеют пульты с ключевой клавиатурой; их функции описаны в соответствующих руководствах.

Рис. 1. Пульт оператора PDP-11

Функции пульта 11/03(LSI-11) реализованы в микропрограммном мониторе, или мини-ODT. Таким образом, здесь рассматриваются пульты оператора моделей 11/05, 10, 15, 20, 35, 40, 45, 50, 55 и 70.

1. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ПУЛЬТА

Пульт оператора имеет следующие индикаторы и переключатели:

  1. Группа из 6 индикаторов, отображающих следующие условия или операции: работа, процессор, шина, пульт, пользозатель и диспетчер памяти включен (виртуальный режим).
  2. 18-битовый индикатор адресного регистра (регистра адреса шины).
  3. 16-битовый индикатор данных.
  4. 18-битовый регистр переключателей.
  5. Управляющие переключатели:
    a. LOAD ADRS (Load Address)
b. EXAM (Examine)
c. CONT (Continue)
d. ENABLE/HALT
e. START
f. DEP (Deposit)

    Лампочки индикаторов

Индикаторы отражают специальные машинные функции, операции или состояния. Все они определены ниже:

  1. Работа: лампочка горит, когда работает таймер процессора. Она погашена, когда процессор ждет асинхронного ответа от периферийного устройства или во время выполнения команды RESET. Она включена во время выполнения команд WAIT или HALT.
  2. Процессор: лампочка загорается, когда процессор управляет шиной.
  3. Шина: лампочка загорается, когда работает UNIBUS.
  4. Консоль: лампочка загорается при работе в режиме пульта (работа вручную). Машина останавливается, и программа не выполняется.
  5. Пользователь: лампочка загорается, когда CPU выполняет программу в режиме пользователя.
  6. Виртуальный режим: лампочка загорается, когда регистр адреса показывает 16-битовый виртуальный адрес.

Индикаторы регистров

Пульт оператора может отобразить 18-битовый адресный регистр и 16-битовые данные. Индикатор адресного регистра непосредственно подключается к выходу 18-битового тригерного регистра, называемого «Регистр адреса шины». Этот регистр отображает адрес проверяемых или хранимых данных.

16-битовый регистр данных на передней панели пульта делится с помощью указателя на два 8-битовых байта. Этот регистр связан с выходом потока данных процессора и отражает выход сумматора процессора. После выполнения команды HALT индикатор данных будет показывать содержимое регистра R0. Кроме того, он будет показывать проверяемые данные или данные, помещаемые в память во время выполнения управляющих операций чтения или записи с пульта.

Регистр переключателей

PDP-11/10 и PDP-11/20 могут ссылаться на адреса до 2(16) бит, в то время как PDP-11/40 и PDP-11/45, использующие диспетчер памяти, могут ссылаться на адреса до 2(18) бит. Следовательно, UNIBUS сконструирована с возможностью увеличения емкости до полной 18-битовой адресации. Чтобы пульт мог обеспечивать доступ к пространству 18-битовых адресов, регистр переключателей имеет разрядность 18 бит (от 0 до 17). Два самых старших используются только как адреса. Считается, что переключатель в положении «включено» имеет значение 1, а в положении «выключено» — значение 0.

Используя 18 переключателей, можно загрузить информацию в регистр адреса шины или в какую-то ячейку памяти при помощи соответствующих управляющих переключателей, которые будут описаны ниже. Аналогично, PDP-11/70, которая может адресовать 2(22) бита, имеет консоль с 22-битовым регистром переключателей.

Управляющие переключатели

Переключатели, упомянутые в разделе «Составные части пульта», выполняют следующие специальные функции управления:

  1. LOAD ADRS — передаст содержимое 18-битового регистра переключателей в регистр адреса шины.
  2. EXAM — отражает содержимое ячеек, определенных регистром адреса шины.
  3. CONT — позволяет машине продолжать работу без инициализации, в каком бы состоянии она ни находилась, при условии, что не было других команд с клавиатуры.
  4. ENABLE/HALT — разрешает или запрещает выполнение программы. Для того чтобы она могла выполняться, переключатель должен находиться в положении ENABLE (вверх). Переводя переключатель в положение HALT (вниз), можно остановить систему.
  5. START — запускает программу на выполнение, когда переключатель ENABLE/HALT находится в положении ENABLE. При нажатии переключателя осуществляется инициализация системы и ее запуск после того, как переключатель отпущен. Процессор начнет выполнение с адреса, который был загружен последним клавишей LOAD ADRS; при этом не возникает никакой необходимости выполнять дополнительные операции с клавиатурой. Если ENABLE/HALT находится в положении HALT, то нажатием переключателя START осуществляется сброс системы.
  6. DEP — записывает содержимое 16 младших бит регистра переключателей по адресу, который отображен адресным регистром (этот переключатель работает при поднятии его вверх). Когда в системе выполняется программа, функции LOAD ADRS, EXAM и DEPOSIT не могут предотвратить ее сбой. Если требуется остановить машину, то переключатель ENABLE/HALT переводится в позицию HALT. Машина остановится после выполнения текущей команды.

2. РАБОТА УПРАВЛЯЮЩИХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Остановив машину PDP-11, можно проверить и откорректировать ячейки шины. Для проверки специфической ячейки оператор устанавливает переключатели регистра переключателей в соответствии с ее адресом. Затем он нажимает клавишу LOAD ADRS, что приводит к записи содержимого регистра переключателей в регистр адреса шины. Адрес ячейки, которую нужно проверить, отображается при этом на индикаторах регистра адреса шины. После этого оператор нажимает клавишу EXAM. Данные, находящиеся в этой ячейке, отобразятся на индикаторе регистра данных.

При повторном нажатии клавиши EXAM содержимое регистра адреса шины увеличивается на 2, образуя адрес следующего слова, и проверяется новая ячейка. В PDP-11 регистр адреса шины всегда будет отображать текущее состояние регистра данных. При нажатии переключателя EXAM происходит увеличение адреса, после чего осуществляется проверка ячейки.

Функция проверки была сконструирована таким образом, что при нажатии клавиш LOAD ADRS и EXAM содержимое адресного регистра не меняется. В этом случае непосредственно проверяется ячейка, отраженная в индикаторе адресного регистра. Однако при втором и последующих нажатиях клавиши EXAM, содержимое регистра адреса шины увеличивается. Это продолжается до тех пор, пока не будет нажат другой управляющий переключатель.

Если оператор обнаруживает неверные данные в регистре данных, то он может ввести новые, набрав их на регистре переключателей и подняв клавишу DEP. При внесении этих данных содержимое адресного регистра не увеличится. Таким образом, нажимая клавишу EXAM, оператор может проверить только что внесенные данные. Однако, если он снова нажмет клавишу EXAM, адрес увеличится.

Если оператор попытается проверить данные, введенные в несуществующую ячейку памяти, то по «тайм ауту» шины возникнет ошибка. После этого на регистре данных высветится ячейка 4, т. е. вектор прерывания, соответствующий обращению к несуществующим адресам. Чтобы проверить это условие, оператор должен попробовать ввести какое-нибудь число (кроме 4) в ячейку, вызвавшую ошибку. Если по-прежнему высвечивается 4, то это означает, что либо в ячейку ничего не занесено, либо запись не может быть выполнена правильно.

При последовательной проверке или записи адрес будет увеличиваться на 2, выравниваясь на границу слова. Однако, если программист считывает регистры общего назначения, приращение осуществляется только на 1. Это обусловлено тем, что как только программист правильно установит регистр переключателей, он сможет использовать его 4 самых младших значащих бита для проверки общих регистров с передней панели.

Для запуска программы PDP-11 программист загружает ее начальный адрес в регистр переключателей, нажимает клавишу LOAD ADRS и, убедившись, что переключатель ENABLE/HALT находится в положении ENABLE, нажимает клавишу START. Программа начинает выполнение как только будет отпущена клавиша START. Лампочка индикатора работы загорается. Обычно, когда система работает, горит не только эта лампочка, но и другие (RUN, PROCESSOR, BUS, CONSOLE, USER, лампочки адресов, а также адресный регистр и регистр данных). Если светится только индикатор работы, а другие индикаторы не мерцают, то система, по всей видимости, выполняет команду WAIT. В этом случае на индикаторе данных отображается «1».

При режиме HALT, если оператору нужно выполнить единичную команду, он должен нажать клавишу CONT. Когда клавиша CONT нажата, пульт передает управление процессору, разрешая машине выполнить команду. Всякий раз при нажатии клавиши CONT ЭВМ будет выполнять только одну команду. Регистр адреса шины высветит последний адрес, на который ссылалась команда (но не обязательно адрес ее самой), а индикатор данных отразит содержимое этого адреса.

Для того чтобы процессор вновь начал выполнять программу, переключатель ENABLE/HALT устанавливают в положение ENABLE и нажимают клавишу CONT.

Источник: Richard H. Eckhouse, Jr., L. Robert Morris "Minicomputer systems organization, programming, and applications", 1981