⟦eeb3a928b⟧

TextFile

(cwnetart=set 150
lookup netdiablo
if ok.yes
mode 15.yes
if 15.yes
(cwnetartl=set 100
cwnetartd=set 100
scope day cwnetartd cwnetartl
cwnetartd=typeset machine.diablo proof.cwnetartl
if ok.yes
;c=copy message.no cwnetartl
convert netartl
)
if 15.no
(
cwnetart=typeset
if ok.yes
scope day cwnetart
c=copy message.no cwnetart
)
)
*pl 297,12,255,0,0*
*pn 0,0*
*lm0**lw 170* *ld16* *ps15*
*ct*
DATAMATNETVÆRK TIL FORSKNING
af
Anders Lindgård
lektor lic. scient.
*RJ*
*np*
H. C. Ørsted Institutet under Københavns Universitet huser
instituter for kemi, fysik og matematik. Forskerne og de
videregående studerende anvender edb integreret i deres
hverdag.
*np*
Institutet har egen edb-afdeling med en RC8000 datamat fra
Regnecentralen af 1979 som hovedmaskine. Der er ca. 75 brugere
som anvender anlægget til beregninger på eksperimentelle data,
til tekstbehandling og til styring af eksperimenter.
*np*
Edb-afdelingen startede i december 70 og det var starten 
en hovedopgave at forsøge at automatisere eksperimenter.
I de første par år anvendte vi traditionelt process udstyr
beregnet til styring af fabrikker og kraftværker.
Da de første mikrodatamater kom frem startede vi op med
et projekt baseret på en Intel 8008. Den blev brugt
til at styre en tegnemaskine og et eksperiment til undersøgelse
af oscillerende kemiske reaktioner. Dens indre lager var kun
3/4 k. Den var koblet til RC4000 som en traditionel ydre enhed.
Alle programmer blev udviklet på RC4000 og overført af denne
til 8008's indre lager hvor de blev udført.
*np*
Da projektet var en stor sucess gik vi i gang med at lave
et første multidatamat system, se figur 1. Det skulle baseres på
Intel 8080 og Motorola 6800 mikrocentralenheder.
Vi lavede i dette system en generel styreenhed for tegnemaskiner
hvor en Motorola 6800 styrede op til 8 tegnemaskiner og desuden
lavede arbejdet med at lave vektorer om til enkelt skridt.
*np*
Nogle af forskerne på HCØ er meget interesserede i at lave
Monte  Carlo simulationer af forskellige fysiske og kemiske
systemer. Dette kræver typisk meget regnetid men ikke
meget andet. For løse deres problemer blev der anskaffet en
Texas 980A minidatamat. Den blev koblet på RC4000 som en
slave datamat og havde ikke andre ydre enheder end RC4000.
De der brugte den havde simulationer kørende i månedsvis
ad gangen. RC4000 blev efter programindkøringen mest
anvendt til sikkerhedskopiering af data, hvilket skete
med få timers mellemrum.
I 74-75 da vi designede det nuværende netværk til eksperiment
styring var netværk noget man endnu kun var begyndt at tale om
her i landet.
Der eksisterede kun ganske få netværk og de havde alle
eksperimentel karakter. Jeg besøgte en del universiteter i USA
for at se på netværk. Det der dengang slog mig mest var, at 
brugerne havde egentlig meget lidt gavn af netværkene og det
skyldtes især 1) at netværkene var meget inhomogene i strukturen
 2) at man forsøgte at koble virkelig mange fabrikater sammen
således at man ikke fik nogen resourcedeling på bruger programmel
siden
og 3) at de lokale anlæg alle var ret dyre, idet man jo var nødt
til at have en hel del lokale ydre enheder for at kunne udvikle
det nødvendige programmel til den opgave som datamaten skulle løse.
*nl2*
Netværk design på HCØ*nl**np*
Vores mål var at designe et system som skulle gøre det nemt og billigt
at automatisere eksperimenter og som samtidig gav adgang til få
foretaget kompliseret databehandling enten medens eksperimentet var i 
gang eller umiddelbart efter.
Det der er karakteristisk for en mikrodatamat er at den er billig og
det er billigt at købe kredse til den som er velegnede til
at styre ydre enheder. Og defor også til at styre eksperimenter med
da de fleste moderne apparater har digitale ud- og indgange.
Man kan sige at i denne forbindelse er en mikrodatamat en generel
og billig erstatning for det komplicerede udstyr man ellers måtte
bygge for at få data ud af eksperimentet.
Det var vores mål at prøve at lave et "computer utility" begreb.
På samme måde som man får strøm til et apparat får man via
vægstik datakraft til rådighed til sin mikrodatamat, terminal og
eventuelt tegnemaskine.
*np*
Vi var (og er) en ret lille edb-afdeling så vi var tvunget til
at finde løsninger som ikke krævede den store udviklingsindsats.
Det var derfor vigtigt at lave et netværk med en meget ensartet
struktur og som var styret. Begge dele for at holde programmel-
indsatsen nede. Vi kunne ikke anvende noget dengang eksisterende
programmel da det ville have krævet en større indsats af os
at omforme dette programmel end at lave tingene helt fra bunden.
*np*
Som det så ofte sker, så viste det første design vi lavede sig
at være både for kompliceret og ufleksibelt.
Det gjaldt såvel materiel som programmel. Vi omdesignede derfor
hele systemet til det vi bruger i dag. Det er baseret på den
stjernenetværks ide som er vist i figur 2.
*nl*
Materiel
*np*
Den enkelte mikrodatamat er opbygget på Europa-kort. Der er et
kort med centralenheden (Motorola 6800) og et monitor program
i en EPROM. Lagerkortet rummer 32 k byte. Til at forbinde
mikrodatamaten med netværket findes et system i/o-kort.
Alle disse kort er standard kort og findes i enhver mikrodatamat.
Til de enkelte eksperimenter er der et for dette eksperiment
særligt designet i/o-kort.
*nl2*
Programmel*np*
Programmellet består af følgende enheder: *nl*
*nl*1) et monitor program i den enkelte mikrodatamat. Dette
program sørger for kontakten med netværket og giver en for-
nuftig opstart procedure når man tænder for mikrodatamaten.
For brugeren giver den nogle stærke værktøjer til kommunikation
med bruger ydre enheder på blok niveau og til kommunikation
med RC4000. Alle monitorens konventioner ligner så vidt muligt
de tilsvarende i RC4000 for at gøre det hele nemmere.
2) et program som del af RC4000 monitoren (operativsystemet)
der giver brugerne på RC4000 nem adgang til at bruge en
mikrodatamat som var den en anden ydre enhed på RC4000.
3) Et multiplekser program i en lokal mikrodatamat som gør
at den kan styre op til 15 andre mikrodatamater eller ydre
enheder (bortset fra terminaler).
4)Et sæt af procedurer til RC4000 ALGOL dialekt som gør
at man kan skrive den del af styreprogrammet til eksperimentet
som ligger i RC4000 (og det er det meste) i et højere programmeringssprog.
5) Endelig to modelprogrammer for typisk dataopsamling. Det ene
er et meget kort program til M6800 skrevet i assembler og det andet
er et algol program som kan styre mikrodatamaten og sørge for
at de opsamlede data ender i en fil på pladelagret.
Modelprogrammerne anvender en multibufferstrategi således
at overførsler fra mikrodatamaten til RC4000 finder sted
samtidig med at der samles data op fra process udstyret.
*nl2*
Bruger fordele
*np*Brugeren opnår for det første de samme fordele med hensyn
til sikkerheds- og responskrav, som hvis han/hun havde koblet
en minidatamat direkte til eksperimentaludstyret. Det er endvidere
en meget økonomisk løsning, da der ikke skal andre ydre enheder
på mikrodatamaten end RC4000. En typisk minidatamat løsning vil
blive væsentlig dyrere på grund af diverse ydre enheder, og dette
vil blive særligt kostbart, hvis brugerprogrammellet også skal
udvikles på minidatamaten. Blot 5-6 anlæg af den slags kan forsvare
anskaffelsen af et RC8000 anlæg inc. de lokale mikrodatamater. Denne
sammenligning er blot baseret på materielprisen, d.v.s. der ikke
taget hensyn til de betydelige fordele af drifts- og programmel-
mæssig karakter man opnår ved et middelstort anlæg med
store pladelagre, rigtig linieskriver, magnetbånd og flydende regninger.
De lokale mikrodatamater, der er placeret geografisk tæt ved eksperimentelle
opstillinger kan være flere hundrede meter væk fra maskinstuen, hvorfor
forbindelsen mellem den lokale mikrodatamat og RC4000 er opbygget med
3 serieledninger hvor data overføres med en hastighed på 50 kbaud.
Da mikrodatamaten minimum er forsynet med 32k byte brugerlager er denne
signal hastighed rigelig stor til langt de fleste anvendelser. Ved at
anvende et begrænset antal standard seriesignaler opnås endvidere den
fordel at mikrodatamaterne elektrisk kan gøres helt uafhængige af
RC4000. Selvom man fjerner kablet eller RC4000 "går ned" på grund
af systemfejl, får det ingen indflydelse på mikrodatamaternes
afvikling af deres opgave. Forbindelsen behøver kun at fungere
når mikrodatamaten skal startes op og når den ikke kan rumme
flere data og derfor skal have tømt sine buffere. Hvor tit dette
skal ske afhænger specifikt af forsøget.
*np*
De lokale mikrodatamater har som ydre enheder kun det pågældende
processudstyr og RC4000. Eksperimentet startes normalt fra en
terminal koblet direkte til RC4000. Disse forhold medfører,
at basisprogrammellet til de lokale mikrodatamater er yderst
beskedent. Mikrodatamaterne har et læselager (EPROM), der
indeholder en multiprogrammeringsmonitor. Der er et læse/skrive-
lager til det egentlige brugerprogram. Monitorprogrammet
indeholder bl.a. den indlæsningsrutine der gør at brugerprogrammer
simplet kan overføres fra RC4000 via de omtalte serielinier.
Monitoren kan foretage blokoverførsler til/fra RC4000 samtidig med
at det specielle process udstyr behandles.
*np*
Netværket har været i regelmæssig drift siden 1977. Der er blvet
lavet 15 lokale mikrodatamater. Disse anvendes fortrinsvis som
erstatning for multikanalanalysatorer. Enkelte eksperimenter er
dog væsentligt mere komplicerede. Et eksempel er et forsøg til
at styre oscillerende kemiske reaktioner, hvor der både er
dataopsamling og eksperimentstyring i samme program. Dette 
program udnytter i høj grad de multiprogrammeringsfaciliteter
der er i monitoren for den lokale mikrodatamat.
*np*
Erfaringerne fra det nuværende system med lokale mikrodatamater til
dataopsamling og styring har vist, at et af de alvorligste problemer
er, at brugerne skal programmere de lokale mikrodatamater i
symbolsk maskinsprog (assembler). De modelprogrammer vi har lavet til
brugerne klarer dog de fleste anvendelser. Da de fleste apparater
bliver mere og mere komplicerede og kan styres fra en datamat vil
programmeringsarbejdet i fremtiden være et stadigt voksende
problem. Ligeledes er der en tendens til at programmer i
et forskningsmiljø aldrig bliver "færdige" idet eksperimentet
stadig udkvikler sig.
Det er derfor et uomgængeligt krav til et moderne netværk at man
skal kunne programmere de lokale datamater i et ordentligt
højere programmeringssprog.
*np*
*nl2*
Et multidatamatsystem med netværk
*nl**np*
Vores erfaringer som ovenfor beskrevet inittierede et nyt
forskningsprojekt. Vi ville lave et generelt multidatamatsystem
som kunne anvendes til både langvarige beregninger, styring
af tegnemskiner og et geografisk spredt datamatnetværk.
Dette system skulle kobles til vores nye hovedmaskine en
RC8000 fra Regnecentralen af 1979. 
Systemet skulle være så generelt som muligt og virkelig
kunne understøtte de anvendelser vi havde i tankerne.
Samtidig skulle strukturen være så ensartet som muligt
så programmeludviklingen kunne begrænses.
*np*Vi endte med at designe vores egen version af en RC8000
som vi kalder en HC8000. HC8000 har samme instruktionssæt
som RC8000. Der er to typer. En type beregnet til at sidde
i det egentlige multidatamatsystem og en beregnet til at
stå ude hos brugerne. Til at forbinde RC8000 med multidatamat-
systemet blev der lavet en ekstra centralenhed til RC8000
som vi kalder for RH8000. 
*np*
RH8000 er både en ekstra centralenhed på RC8000's interne bus
og en datamat på den bus der forbinder datamaterne i multi-
datamatsystemet, se fig 3. I RC8000's monitorprogram har vi
implementeret RH8000 som en ægte ekstra centralenhed således
at en RC8000 bruger kan vælge om hun vil køre på den
normale RC8000 centralenhed eller på RH8000 eller eventuelt
på begge.
*np*
Den normale HC8000 består af 4 moduler. 1) en centralenhed
baseret på AM2903 "bit-slices" der udfører RC8000 instruktioner
2) en lagerstyreenhed baseret på AM2901. Denne enhed
sørger for både lagerstyring og styring af multidatamatbussen,
samt de ydre enheder. 3) et lagerkort med 64 k ord a 24 bit.
4) et kort med de ydre enheder.
*nl2*
Multidatamatprogrammel*nl**np*
I hver HC8000 er der en monitor baseret på RC8000 monitoren.
Der er udviklet programmel til process-process kommunikation
mellem processer i forskellige maskiner. Der er således
for brugeren ikke megen forskel på om han kører i en
HC8000 eller RC8000. En HC8000 har ikke noget baggrundslager
(disk) hvilket forudsættes af oversætterne på RC8000.
Vi har modificeret både ALGOL og PASCAL systemerne således
at de oversatte programmer kan køre i HC8000'erne.
Systemdesignet gør, at det er simpelt at ændre operativsystemerne
således at de også kan behandle brugerprocesser der ligger i
andre datamater.
*np*
Systemet er i skrivende stund ved at være færdigt og består
foruden RC8000 af en RH8000, en HC8000 i multidatamatsystemet og
en lokal HC8000.
*ef*
▶EOF◀
DataMuseum.dk

RC4000/8000/9000

⟦eeb3a928b⟧ TextFile

Derivation

TextFile
