The Atlas Supervisor

       本文主要是对The Atlas Supervisor一文的简要翻译(对不关注的地方简略翻译),而对系统研究放在下个博客讨论。

       

一、Atlas Supervisor 简介

       Atlas Supervisor是一个能把Manchester University的Atlas计算机资源交由管理程序来控制的系统。依此来实现计算机的多任务及用户程序的并发执行。

      它的功能多样,包括能运行在Atlas计算机上的虚拟存储。Atlas Supervisor被认为是第一个可被识别的上操作系统,而Brinch Hansen则认为它是操作系统史上最重大的突破。(From Wikipedia, the free encyclopedia


二、The Atlas Supervisor

       1、引言

       本文简单介绍下起源于Manchester University的计算机群组工作情况。 Atlas计算机是一台大型通用计算机,其中包含各种类型的外部设备和大容量的存储器,他们都受到计算机内部的管理程序控制。磁芯是主要的存储器,周期为2微秒。如果采用多路选择方法,实际周期还可以缩短。磁芯存储器划分成若干页面每一页包含512个字,这等于磁鼓、磁带上固定字组的容量。访问磁芯和磁鼓的方式是一样的,从磁鼓到磁芯的信息能自动 进行。固定存储器由在金属网上插入许多金属棒组成,它的读取时间很短,可以用来存储标准程序,包括管理程序。辅存作为管理程序的工作单元。

       累加器执行浮点运算,其中数字部分长48位,阶8位。有128个变址寄存器,每个24位。指令是单地址型的。每条指令都与2个变址寄存器关联,它可以执行地址修改。平均执行一条指令的时间在1-2微秒之间。主控制寄存器是目的程序使用的,当主控制器工作时,封锁访问辅存和v存储器。固定存储器大约有250个子程序,这些子程序可以通过在目的程序中称作外加码的单指令去访问。中断控制是当管理程序中的子程序在处理外部设备时使用的。第一台安装在Manchester University的Atlas计算机包含以下设备:16384个字的磁芯存储器,8192个字的固定存储器,1024个辅助存储器,98304个字的磁鼓等等。

       2、程序之间的协调

       管理程序的结构

       管理程序控制计算机中仅用目的程序所控制的中央计算机的操作以及用外部设备线路执行的局部操作所不能实现的操作。所以,管理程序对于计算机中的任一部件都是必要的。第一,当目的程序要求时。第二,当计算机中某些部件已执行完指定操作而要求继续工作时。第三,当中央计算机的存储器发生故障,外部设备要求管理程序继续进行工作。

       因此,执行管理程序与目的程序时,需要对中央计算机进行分时。管理程序由很多分支组成,分支序列的选择是随机的。

       中断程序

       中断程序是管理程序中最常用也是能很快启动的一部分。当外设要求操作时,由相应的一个中断触发器被激励到工作状态,并产生中断。中断程序的作用是控制各种外部设备,磁鼓与磁带的操作,有时也处理一些意外情况。为了避免中断程序与目的程序或管理程序之间的干扰,中断程序仅用到中央计算机的一部分,就是中断控制寄存器。中断程序在处理操作时具有最小延迟和最短执行时间。

       管理程序中的外加码程序

       外加码程序构成管理程序中主要分支。在很多情况下用作控制外设、磁带与磁鼓程序,有时也用它去控制计算机中完整的操作。管理程序中的这些分支都可以启动,同时也可以被中断程序中断而转去启动另一个外加码程序。因此同时可能有几个外加码程序要求工作。但是,显然在某一瞬间却不能有一个以上的外加码程序在操作。

       在外加码程序执行过程中未必完全占用中央计算机。最常用的程序放在固定存储器中,不常用的放在磁鼓中,使用时才送到磁芯。

       目的程序

       管理程序的全部职能是用最小的延迟通过计算机去组织解题过程。目的程序由插在目的程序表中的外加码程序所启动,然后再由协调程序引进操作。为使目的程序最小限度的具有程序管理的功能,它们不能直接使用外加码控制与中断控制,这样就可能利用设备去保护主程序与管理程序。

       只有利用外加码才能间接地访问专用存储器。程序的编译亦是由管理程序处理的,这时它作为目的程序的一种特殊情况处理,此时编译程序由一个将源语言程序作为初始输入信息的目的程序组成。

       3、存储器的结构

       间接访问与级存储器

       Atlas计算机的磁芯存储器能提供一种间接访问的形式,利用它使管理程序能重新分配存储区域和变换实际操作地址,能自动完成在磁鼓到磁芯的自动传送。

       磁鼓传送程序

       管理程序对主存储器的使用

       4、磁带的管理程序

       5、外部设备

       6、操作系统

       输入

       Atlas采用快速计算与多种输入输出设备,使它能处理大量不同类型的问题。在有的问题中数据可能属于不同类型的存储部件,另一些输入信息可以聚集起来放在卡片或穿孔纸带上。一个问题可能要求用到若干张文件卡,并且只有当所要的文件卡都输入后才开始去执行程序。输入信息的字组是由管理程序将他们复写到特定磁带。采用这种结构的结果之一就是一条磁带可以同时用来顺序地写输入字组以及当有必要时独处前面已写的字组,以便重新取得特定文件卡。

       输出

       中央计算机的输出速度可以超过外设所能接受这些输出信息的速度。所有输出设备都放到同一条磁带的不同字组。当某一输出任务发生中断,在系统输出磁带中相应字组就将空出来。

       操作系统的使用方法

       通常操作方法中可使计算机与任何一个外设按照任何次序连接起来使用。标题与工作说明书使管理程序聚集起来执行完整的程序,输出是分担到各个外部设备。文件卡同样可以从磁带传送到计算机。这些文件卡可以看做构成输入站B的一部分,并在需要时读到主存中。同样可通过某些装置来修改系统的运行方式。

       7、结论

       Atlas Supervisor也许目前为止遇到的程序涉及许多相似的情况下最先进的系统,他们都是密切联系着。虽然大部分的在编码时候考虑到了,仍然有一些细节没有考虑周全。毫无疑问,许多变化将必须作出适应现有的在不同的安装条件。因此,对整个系统体系结构最重要的是:只有当这种结构是足够的,健全的,系统的,才有可能圆满完成编码,并能不断升级。

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