Hybrides Rechnersystem HRS 860 — Kurzbeschreibung
uN
EE DATENVERARBEITUNG
Kurzbeschreibung
Hybrides Rechnersystem
HRS 860
Inhalt
Einleitung
Eigenschaften der Rechnerarten
Einsatzgebiete, Anwendungen
eines hybriden Rechnersystems
Aufbau - Struktur -
Hardware - Bestiickung
des HRS 860
Arbeitsweise des HRS 860
Software des HRS 860
Technische Daten des HRS 860
Vertriebsanschriften
Digitalrechner
Analogrechner
Systemkomponente Digitalrechner
Eigenschaften
Peripherie
Minimalkonfiguration
Schnittstellen
Systemkomponente Hybrides Koppelwerk
Magazin B
Schrank A
Systemkomponente Analogrechner
Maximalausbau
Schnittstellen
Peripherie
Vorbereitungsphase
Rechenphase
Auswertephase
Betriebssystem BESY 70 des TR 86
Verkehrsprogramm VEPRO
(BESY 70 Erweiterung)
Programmiersystem
Compiler-Ebene (FORTRAN HYBRID)
Assembler-Ebene (Codeprozeduren)
Programmbibliothek
Hybride Standardunterprogramme HYSTUP
Erweiterte Einwortnumerik ERENUM
Unterprogramme fiir VEPRO-Benutzerkommandos
Dienstprogramme
Anlagentestprogramm TST860
Rechenschaltungsprüfprogramm VAMPIR
Seite
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Einleitung
Eigenschaften
der Rechnerarten
Einsatzgebiete, Anwendungen
eines hybriden Rechnersystems
In einem hybriden Rechnersystem arbeiten Digital- und Analogrechner
gemeinsam an der Lösung einer Aufgabe. Das Prinzip, der Aufbau, die
Programmierung und die Arbeitsweise dieser Rechner unterscheiden sich
wesentlich voneinander.
Digitalrechner
— Der Digitalrechner arbeitet sequentiell; d. h. alle Rechenoperationen
müssen in eine Folge einzelner arithmetischer Schritte aufgegliedert
werden.
— Die Speichermöglichkeit für Programme und Daten ist nahezu
unbegrenzt.
— Es können logische Variablen entsprechend logischen Anweisungen
beliebiger Komplexität verarbeitet werden.
— Der Rechner verkehrt mit einer Vielzahl von Standardperipheriegeräten.
Bei Prozeßrechnern:
— Mit Hilfe eines Programmunterbrechungswerkes sind schnelle
Reaktionen auf externe Ereignisse möglich.
— Für externe Steueraufgaben werden binäre Signale erzeugt.
Analogrechner
— Bei der Programmierung wird mit Hilfe von elektrischen Rechenele-
menten ein Modell entsprechend der zu berechnenden mathematischen
Beziehung aufgebaut.
— Zu den erwähnten Rechenelementen gehört der Integrierer. Dies er-
möglicht die Bearbeitung komplizierter Differentialgleichungssysteme.
— Die Ermittlung von Rechenergebnissen erfolgt durch Messung. Dadurch
wird das Experimentieren mit dem simulierten Objekt ermöglicht
(Nachbildung).
— Die parallele Datenverarbeitung ermöglicht das gleichzeitige Verfol-
gen des Zeitverlaufs aller im Modell vorkommenden Größen bei sehr
hoher Rechengeschwindigkeit (Echtzeit-Simulation).
— Durch einfache Änderung der Parameter während des Rechenlaufs
aufgrund der beobachteten Zwischenergebnisse ist eine gute und
schnelle Mensch-Maschine-Kommunikation gegeben.
Durch die Kopplung von Digital- und Analogrechner in einem hybriden
Rechnersystem können die Vorteile beider Rechnertypen kombiniert
werden. Die im jeweiligen Rechnerprinzip begründeten Nachteile können
bei geeigneter Problemaufteilung umgangen werden.
Die Anwendung von hybriden Rechnersystemen setzt sich in immer mehr
Bereichen von Wissenschaft und Technik durch.
Hervorragend bewährt es sich dort, wo Differentialgleichungssysteme
mit hoher Rechengeschwindigkeit gelöst werden müssen (Analogrechner)
und gleichzeitig umfangreiche algebraische Rechenoperationen mit hoher
Präzision durchgeführt, großen Datenmengen gespeichert und kompli-
zierte Funktionen mehrerer Variablen erzeugt werden müssen (Digital-
rechner).
Zu den Einsatzgebieten gehören:
Biologie, Medizin
Pharmazie
Chemie, Verfahrenstechnik
Mathematik
MeB- und Regelungstechnik
Mechanik, Kraftfahrzeugtechnik
Luft- und Raumfahrt
Kerntechnik
Elektrotechnik
Volkswirtschaft
mit den typischen Aufgaben:
« Optimierungen
Integration in mehreren Dimensionen
Lösung von Differentialgleichungssystemen
Simulationen
Lösung von Randwertaufgaben
Korrelationen
AEG-TELEFUNKEN stellt mit dieser Schrift das Hybride Rechnersystem
HRS 860 vor.
Die drei Systemkomponenten
+ Digitalrechner TR 86
e Hybrides Koppelwerk HKW 860
e Hybrider Präzisionsanalogrechner RA 770 (oder RA 800 H)
stammen aus eigener Entwicklung und Fertigung und konnten deshalb
optimal aufeinander abgestimmt werden.
Aufbau - Struktur -
Hardware - Bestiickung
des HRS 860
Systemkomponente Digitalrechner
TR 86
Folgende wesentliche Eigenschaften des Digitalrechners TR 86 machen
ihn für den Einsatz in hybriden Rechnersystemen besonders geeignet:
Wortlänge 24 Bits
Verarbeitung wortweise parallel
Hohe Rechengeschwindigkeit
Kernspeicherkapazität bis zu 64K Worte
Zykluszeit von 0,9 us
Speicherzugriffszeit von 0,3 us
Rechnerkernkanal mit max. 255 Geräteadressen
Autonome Standardkanalwerke
Sonderkanalwerke mit Direktzugriff zum Kernspeicher
(z. B. Hybridkanal)
« Prioritätsgesteuertes Programmunterbrechungswerk.
Peripheriegeräte
Der TR 86 ist für den standardmäßigen Anschluß einer Vielzahl von Peri-
pheriegeräte-Arten vorgesehen. Die gebräuchlichsten im Zusammenhang
mit einem Hybriden Rechnersystem HRS 860 sind:
« Lochstreifenleser (z. B. 500 Sprossen/s)
« Lochstreifenstanzer (z. B. 75 Sprossen/s)
« Trommelspeicher (Speicherkapazität 2- 10% Oktaden, mittlere Zugriffs-
zeit 17,2 ms, Transfergeschwindigkeit 291 000 Oktaden/s)
« Lochkartenleser (z. B. 600 Karten/min)
« Schnelldrucker (z. B. 160 Druckstellen/Zeile, ~ 1000 Zeilen/min)
« Sichtgerät (512 x 512 Punkte) erweiterbar mit Tastatur, Vektorgenerator,
Zeichengeneratoren, Flackergenerator, Rollkugel usw.
Minimalkonfiguration für das Hybride Rechnersystem HRS 860
« Rechnerbasis mit Bedienplatz
« 32 K Worte Kernspeicher
« Programmunterbrechungswerk mit 28 Ebenen
« Vorrangwerk für die Kanalwerke
« Hybridkanal
« Lochstreifenperipherie
« Trommelspeicher mit Standardkanalwerk.
Schnittstellen des TR 86 zum Hybriden Koppelwerk
Uber den Rechnerkernkanal werden folgende Aufgaben abgewickelt:
« Steuerdatentransfer mit den Registern des Analogrechners und des
Koppelwerkes
« Auslösen von Zustandsänderungen
« Kontrollieren von Einstellvorgängen
« Steuerung des Hybridkanals
Abfragen und Verarbeiten von Zuständen der Signalleitungen.
Der Austausch von Rechendaten erfolgt im HRS 860 über den Hybrid-
kanal, der bezüglich des Speicherzugriffs die höchste Priorität hat.
Das im HRS 860 eingesetzte Programmunterbrechungswerk des TR 86
(PUW 34) erlaubt die aktive Beeinflussung des Digitalrechners durch den
Analogrechner. Es verfügt über 28 Ebenen und bietet die Möglichkeiten
zum Normieren, zum selektiven Sperren und Freigeben einzelner Ebenen
und der prioritätsgesteuerten Mehrfach-Unterbrechung. Unterbrechungs-
signale können entweder über frei verfügbare Leitungen dem digitalen
Steuerprogramm des Analogrechners entnommen werden oder sind be-
stimmten Betriebszuständen des Koppelwerkes
« Zykluszeitende
« Analog/Digital-Umsetzer übersteuert
« Ende einer Datenübertragung
bzw. des Analogrechners zugeordnet
e Analogrechner übersteuert
« Analogrechner beginnt zu rechnen
« Analogrechner hält.
Hi
hi
Ir oo aoe
_* - a ees
5 i i ‚
Me \ -.
I 2
Hybrider
Präzisionsanalogrechner
Digitalrechner Hybrides Koppelwerk RA 770 oder
TR 86 HKW 860 RA 800 HYBRID
4 > re r j > 5
| — en Analog-
‘ | Programmieı
Daten- feld ale! Oszillo-
£ kanäle graph
x A
= | ry
2 E + |
>
Programm- 1 . \ Zweikoordi-
interbrech + + + Potentio- naten- (XY-)
werk a 4 meter: schreiber
7 einstellung
= 25 <4 T
Bu Ri hner- + - Ad | Steue-
werk kanäle anwahl rung bad
== 1
<= fan & Mh
+ us- t- A
7 1 teller >| zeitzähler generator Digital:
Unter-
brechungs-
leitungen Digital-
Trommel- Progr
speicher Abfrage. | Tteld
a u Eochsteifen: Lochstreifen: ingen
fernschreiber leser stanzer
Einzelbit-
steuerung
Blockschaltbild des Hybriden Rechnersystems HRS 860
Systemkomponente Die Kopplung des TR 86 mit dem Analogrechner übernimmt das HKW 860.
Hybrides Koppelwerk HKW 860 Seine Aufgabe ist, den Austausch von Rechendaten und Steuerinforma-
tionen zwischen den Rechnern vorzunehmen. Das HKW 860 besteht aus
zwei Einheiten:
dem Schrank A
und dem Magazin B
een Magazin B HMB 860
Tuatha Es ist räumlich in einem Schrank des TR 86 untergebracht und erfüllt
Srey robe folgende Aufgaben:
Ca « Erweitern des EA-Werks um einen Hybridkanal, der bezüglich des
Speicherzugriffs die höchste Priorität hat, über ein eigenes Adressen-
werk verfügt und mit direktem Speicherzugriff Daten blockweise oder
einzelwortweise übertragen kann
esse rel « Zwischenspeichern von Informationen zur Entlastung des Rechnerkerns
« Steuern der Verteilung dieser Informationen
« Anpassen der internen Pegel des TR 86 an die Pegel des HKW 860 und
RA 770 bzw. RA 800 H für Ein/Ausgabesignale.
Schrank A HKA 900
Er wurde in Bezug auf die Eigenschaften des Analogrechners konzipiert
und steht neben dem Analogrechner, um die analogen Datenleitungen
möglichst kurz zu halten.
Zu seinen Aufgaben gehören:
« Speicherung von Bitkombinationen in Steuerprogramm-Registern für
die Anwahl eines der Standardrechenprogramme des Analogrechners,
sowie für die Selektion der Analogrechner-Betriebsarten.
« Weitergabe der Adresse eines im Analogrechner anzuwählenden Re-
chenelementes in das Anwahladress-Register des Digital-Bediengerätes
« Zeitliche Koordination der Abläufe in Digital- und Analogrechner
(Zykluszeit) ;
« Speicherung von digitalen Steuerinformationen in Parallelausgabe-
Registern
« Steuerung der dynamischen Ausgabe von binärer Information an den
Digitalzusatz
« Zusammenfassung bestimmter Anlagenzustände (Abfrageleitungen)
« Weitergabe von Zustandsänderungen des Koppelwerkes und des Ana-
logrechners an den Digitalrechner über Unterbrechungsleitungen
« Erweiterung der Fehlermeldungen des TR 86 für spezielle Fehlermög-
lichkeiten im Hybridsystem
« Anwahl des benutzten Datenkanals für die Übertragung von Rechen-
daten in DA- oder AD-Richtung mit dem Leitungsadress-Register.
Außerdem enthält der Schrank A folgende Komponenten für die Daten-
umsetzung:
in DA-Richtung
DA-Umsetzer und Glättungseinheiten (maximale Anzahl gemäß Typ des
Koppelwerkes).
« Die DA-Umsetzer können in die Lage versetzt werden, den zu wan-
delnden Digitalwerk mit einem am Analog-Programmierfeld aufgeschal-
teten Analogwert zu multiplizieren.
« Die Glattungseinheiten ermöglichen bei der Datenübertragung eine
Extrapolation bzw. Interpolation grob oder fein zwischen je zwei Stütz-
stellen. Auf diese Weise kann man bei Interpolation und Approximation
1. Ordnung für eine in DA-Richtung übertragene Funktion erreichen.
in AD-Richtung
« je nach Ausbau 16 oder 32 Datenkanäle, die über einen Multiplexer
auf einen schnellen AD-Umsetzer geschaltet werden. Über einen dieser
Kanäle können außerdem die Ausgangswerte aller anwählbaren ana-
logen Rechenelemente in den Digitalrechner übertragen werden.
Es stehen fünf verschiedene Versionen des Schrankes A zur Verfügung,
die sich im wesentlichen in der jeweils maximalen Anzahl der einsetz-
baren Komponenten unterscheiden:
HKA 900—1
10 DA-Umsetzer
10 Glattungseinheiten
16 AD-Kanäle
HKA 900—2
20 DA-Umsetzer
20 Glattungseinheiten
32 AD-Kanäle
HKA 900-3
30 DA-Umsetzer
10 Glattungseinheiten
32 AD-Kanäle
Bei den Bestückungen HKA 900-4 und HKA 900-5 ist durch Einsatz von
doppelt gepufferten DA-Umsetzern bzw. Glättungseinheiten und durch
Einsatz von zusätzlichen Abtast- und Halteverstärkern in allen AD-Kanä-
len ein quasi-paralleler Datentransfer möglich.
HKA 900—4
20 doppelt gepufferte DA-Umsetzer
18 doppelt gepufferte Glättungseinheiten
32 AD-Kanäle mit je einem Abtast- und Halteverstärker
HKA 900—5 5
28 doppelt gepufferte DA-Umsetzer
10 doppelt gepufferte Glättungseinheiten
32 AD-Kanäle mit je einem Abtast- und Halteverstärker
Teil des Schrankes A ist auch das Bedienfeld, über das die Trennung
der Verbindung zwischen Koppelwerk und Digitalrechner ermöglicht wird,
wenn rein digital bzw. rein analog gerechnet werden soll. Im Wartungs-
falle ist über das Bedienfeld die Simulation des Digitalrechners möglich.
Dadurch wird eine Erleichterung bei der Fehlersuche erreicht, und der
TR 86 kann während dieser Zeit für andere Aufgaben eingesetzt werden.
Systemkomponente
Analogrechner Im Hybriden Rechnersystem HRS 860 können als Analogrechner der
RA 770 oder RA800H (jeweils mit Nebenrechnern) verwendet werden.
Beide sind flexibel ausbaubare 10 V-Rechner der Genauigkeitsklasse 10%.
Der Maximalausbau des Grundgerätes RA 770 umfaßt folgende Rechen-
elemente:
« 142 Rechenverstarker, davon 30 Integrierer
84 Koeffizentenpotentiometer, davon 68 Servopotentiometer
EHER NER
10 Komparatorverstarker
I [I |
20 Komparatorschalter
2 Einschübe Elektonische Resolver
8 variable Funktionsgeber mit je 20 Strecken zwischen festen
Knickpunkten
30 freie Eingangsnetzwerke
« 80 Funktionsplätze für nichtlineare Netzwerke, die in weitem Rah-
men frei gewählt werden können:
— Parabelmultiplizierer
— Quadratfunktionen
— Universal-Knickfunktionen (z. B. als Begrenzer beschaltbar)
— verschiedene Winkelfunktionen
— Logarithmenfunktionen
— Rauschgeneratoren
— variable Funktionsgeber (mit verschiebbaren Knickpunkten).
Der Elementenumfang läßt sich durch die Verwendung von Nebenrech-
nern versechsfachen.
Arbeitsweise des HRS 860
Schnittstellen des RA 770 zum Hybriden Koppelwerk HKW 860
« Das Digital-Bediengerät enthält festverdrahtete Programme und Be-
triebsarten und dient im autonomen Betrieb zur Steuerung des Analog-
rechners. Im Hybridbetrieb werden diese durch entsprechende Steuer-
befehle angesprochen. Zur Steuerung dienen die Zeitgeber, die im
Hybridbetrieb auch als Taktgeber für den Zykluszeit-Zähler benutzt
werden. Bestandteil des Digital-Bediengerätes ist auch das Anwahl-
adress-Register, das im Hybridbetrieb ebenfalls vom Koppelwerk an-
gesteuert wird.
« Am Analog-Programmierfeld des RA 770 sind die Ein- und Ausgänge
für den Datentransfer in AD- bzw. DA-Richtung zugänglich.
« Uber das Digital-Programmierfeld des Digitalzusatzes kann der Digital-
rechner mit Hilfe von frei programmierbaren logischen Schaltkreisen
die Steuerung des Analogrechners und seiner Peripherie übernehmen.
Der Digitalzusatz dient dabei zur Übernahme der digitalen Steuerinfor-
mationen vom Koppelwerk und zur Zurückmeldung aller wesentlichen
Analogrechner-Zustandsmeldungen an den Digitalrechner entweder
über Abfrageleitungen oder die Eingangsleitungen des Programm-
unterbrechungswerkes.
Peripherie
Zu den einsetzbaren Standardperipheriegeräten des Analogrechners
gehören:
+ Digitalvoltmeter
« Zweistrahl-Speicheroszillograph
« XY-Schreiber
« Mehrkanalschreiber
und bei autonomen Betrieb:
+ Digitaldrucker
» Laufzeitgerät
Aufgrund der bekannten Eigenschaften der Rechner übernimmt der Digi-
talrechner die System-Führung.
Im Ablauf eines Hybridprogramms lassen sich normalerweise drei Pha-
sen unterscheiden:
« In der Vorbereitungsphase befindet sich der Analogrechner im stationä-
ren Zustand und nimmt Anweisungen und Werte vom Digitalrechner ent-
gegen wie z. B. Einstellung von Betriebszuständen, Parametern und
Anfangswerten.
« In der Rechenphase läuft die eigentliche Rechnung oder Simulation ab.
Der Analogrechner beginnt entsprechend der programmierten Rechen-
schaltungen zu integrieren. Der Funktionsablauf kann dabei sowohl durch
eine eingebaute Programmsteuerung als auch durch Steuersignale des
Digitalrechners beeinflußt werden. Umgekehrt meldet der Analogrechner
festgelegte oder vom Programmierer ausgewählte Zustände an den Digi-
talrechner zurück, die vom Digitalrechenprogramm abgefragt bzw. über
das Programmunterbrechungswerk spontan verarbeitet werden können.
Auch während der Rechenphase ist der Datenaustausch zwischen Digital-
und Analogrechner möglich.
« In der Auswertephase befindet sich der Analogrechner wieder im sta-
tionären Zustand. Es folgt die Abfrage des Gesamtzustandes durch den
Digitalrechner. Anschließend wird die neue Rechenphase vorbereitet oder
der Abschluß des Hybridprogramms vorgenommen.
Bei der Entwicklung von Hard- und Software über das Hybride Rechner-
system HRS 860 wurde außerdem die Möglichkeit des allgemeinen Ein-
satzes in einem System mit schnellen externen Prozessen anstelle des
Analogrechners berücksichtigt.
Software des HRS 860
Die Software für das Hybride Rechnersystem HRS 860 von AEG-
TELEFUNKEN basiert auf der Standard-Grundsoftware des TR 86 erwei-
tert um hybridspezifische Softwareteile. Die folgende Übersicht zeigt
ihren prinzipiellen Aufbau:
Betriebssystem ]
Betriebssystem für Stapelverarbeitung BESY 70
mit Verkehrsprogramm VEPRO
Übersetzer Dienstprogramme
-— = —_= |
FORTRAN IV Assembler Rechenschaltungs- Anlagentest-
HYBRIDVERSION ASTR86-FL prüfprogramm programm
VAMPIR TST860
Bibliotheken
ee]
Erweiterte Hybride Standard-
Einwortnumerik unterprogramme
ERENUM HYSTUP
Betriebssystem BESY 70 des TR 86
10
BESY 70 ist ein plattenorientiertes (TSP 300) Betriebssystem für Stapel-
verarbeitung. Mit BESY 70 können neben den üblichen E/A-Geräten, wie
Lochstreifen- und Lochkartengeräten, Schnelldrucker, Magnetbandgeräten
und Wechselplattenspeicher, auch Sichtgeräte (SIG 100), Plotter und wei-
tere Fernschreiber bedient werden.
BESY 70 bietet zwei Möglichkeiten der Plattendateiverwaltung an: eine
einfache, speziell für Bibliotheksdateien gedacht, und eine komfortable
(mit mehreren Komfortstufen) für allgemeine Datenhaltung auf der Platte.
Die Systemdienste dafür können entweder dynamisch oder durch Kom-
mandos aktiviert werden.
Weitere Systemdienste sind:
« Binden und Laden von System- und Anwendermoduln
« Starten von Programmen
« DUMP-Programm zum Ausdrucken von Kernspeicherbereichen
« Programm für Änderungen im Kernspeicher (Testhilfe)
« Zeitverwaltung und Weckdienste
Die Programmbibliothek auf der Platte enthält weitere Dienstprogramme;
die wichtigsten sind:
QUELAM -— Verwaltung von Quellprogrammen auf Magnetbändern
ASTR86 -— Assembler für TAS 86-Programme
BANDAS -— Band-Assembler für TAS 86-Programme
MAKROP — Makrogenerator
BNDPLA — Verkehr mit Magnetbanddateien
TESUEB - Überwachung von Objektprogrammen während ihrer
Laufzeit
« GRAFSY — Graphiksystem (Plotter, Sichtgerät)
« GLEANU — Gleitpunktarithmetik für TAS 86-Programme
Unter Regie von BESY 70 laufen folgende Compiler:
« FORTRAN
« FORTRAN HYBRIDVERSION
e ALGOL
« COBOL
Verkehrsprogramm VEPRO
Zur Anpassung an die speziellen Bediirfnisse eines Hybridsystems wurde
BESY 70 um das Verkehrsprogramm VEPRO erweitert. VEPRO besteht
aus mehreren Systemteilen, die teils resident im Kernspeicher liegen,
teils auf dem Trommelspeicher untergebracht sind und von dort bei Be-
darf in den Uberlagerungsbereich des Betriebssystems geladen werden.
Die residenten Teile von VEPRO übernehmen folgende zusätzliche Auf-
gaben:
« Zentrale Rechnerkernkanal-Alarmabhandlung für die vom Hybridsystem
benutzten Rechnerkernkanäle
« Automatische Normierung der für das Hybridsystem reservierten Unter-
brechungsebenen 13—28 bei Programm- oder Jobende, bzw. bei Hard-
ware-Normierung des TR 86. Dies schlieBt ein:
— Anschluß von Leerroutinen (speziell auf das Programmunterbre-
chungswerk PUW 34 zugeschnitten)
— Sperren aller Hybrid-Ebenen, die nicht vom BESY 70 verwaltet werden
— Normierung des Protokollregisters des PUW 34
« Kollisionsschutz zwischen der Interuptverwaltung des Betriebssystems
und offenen Unterbrechungsprogrammen eines Hybridprogramms. Ge-
schlossene Unterbrechungsprogramme können nicht zu einer Kollision
führen.
« Anforderung und Entschlüsselung von neuen Parametern bei fehlerhaft
versorgten Programmen der erweiterten Einwortnumerik (ERENUM)
und der hybriden Standardunterprogramme (HYSTUP) während des
Objektlaufes.
« Bereitstelung von Routinen zur Erleichterung der Interuptverwaltung
der Hybrid-Ebenen durch die entsprechenden hybriden Standardunter-
programme.
» Bereitstellung von Routinen zur Aktivierung der eigentlichen VEPRO-
Dienste (Kommandos, mit denen z. B. von einer Konsole aus direkt
alle Funktionen des Hybridsystems ausgelöst werden "können; siehe
nächstes Kapitel)
Der nichtresidente Teil von VEPRO enthält den Kommandoentschlüßler
und die Kommandoprogramme für die oben genannten Kommandos.
Für den Einsatz der ERENUM-Unterprogramme an Anlagen ohne Pro-
grammunterbrechungswerk PUW 34 steht der residente Teil von VEPRO
in modifizierter Form zur Verfügung, da ERENUM grundsätzlich das Vor-
handensein eines BESY 70 mit VEPRO voraussetzt.
Dienstleistungen des Verkehrsprogramms VEPRO
Die Dienstleistungen, die VEPRO bietet, bestehen in der Hauptsache aus
einer Reihe von Kommandos, mit denen über Kontrollfernschreiber (oder
SIG 100-Tastatur, Lochkarten- oder Lochstreifenleser) sämtliche Funktio-
nen des Hybridsystems, soweit sie vom Digitalrechner aus steuerbar sind,
ausgelöst werden können. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, die
VEPRO-Standardkommandos um sog. Benutzerkommandos zu erweitern.
Alle Kommandos, einschließlich Betriebssystem-Kommandos, werden von
VEPRO auch während eines laufenden Programms ausgeführt. Damit
besteht die Möglichkeit, Langzeitprogramme oder Dauersimulationen je-
derzeit von außen beeinflussen zu können, ohne das Programm anhalten
zu müssen.
Beispiele für Beeinflussungsmöglichkeiten durch Standard-Kommandos
sind:
« Aufschalten einer oder mehrerer Störspannungen über DA-Umsetzer
« Beeinflussung einer Schaltung auf dem Digitalzusatz über die Parallel-
ausgabe-Register
« Veränderung der Zykluszeit (Abtastzeit-Intervalle)
« Auslesen von Rechenelement-Werten
« Zustandsabfrage der Abfrageleitungen
» Sperren oder Freigeben von Programmunterbrechungsebenen
Benutzerkommandos ermöglichen z. B:
« Eingabe neuer Parameter in das Digitalprogramm
« Aktivierung zusätzlicher Programmoduln oder Stillegung
« Ausdrucken von Ergebnislisten
« Zuführung neuer Datensätze usw.
11
Programmiersystem
Programmbibliothek
12
Wenn VEPRO als autonomes Programm gestartet wird, ist es möglich,
sehr schnell die einzelnen Komponenten des Hybridsystems auf ihre
Funktionsfähigkeit zu prüfen, oder vergessene Voreinstellungen für ein
anschließend zu startendes Hybridprogramm nachzuholen. Durch ein ein-
faches Kommando ist es möglich, ein beliebiges Unterprogramm (z. B.
Testroutine) an eine der Unterbrechungsebenen 13—28 anzuschließen.
Compiler-Ebene (FORTRAN-HYBRID)
Der FORTRAN-HYBRID-Compiler bietet die Möglichkeit, Hybridprogram-
me ausschließlich in FORTRAN zu schreiben. Gegenüber der Normal-
version des FORTRAN-Compilers ist die Hybridversion deshalb mit fol-
genden Erweiterungen ausgestattet, wobei besonderen Wert auf die Op-
timierung der Objektlaufzeit gelegt wurde:
« Zwei zusätzliche Einwort-Zahlentypen (FRACTIONAL u. FLOATSHORT)
« Konstanten vom gleichen Typ
« Operationen und Standardfunktionen für FRACTIONAL- und FLOAT-
SHORT-Zahlen (vgl. ERENUM)
« INTEGER * 2- und Sedezimalkonstanten (zur Darstellung v. Bitmustern)
« Funktionen zur Manipulation von Bitmustern (vgl. ERENUM)
« Direkter Zugriff auf die HYSTUP-Unterprogramme durch CALL+- Aufruf
oder durch Aufruf als Standardfunktion
« Direkter Aussprung aus SUBROUTINES in das übergeordnete Pro-
gramm durch GOTO+ i
« Mehrfachzuladung von Standardfunktionen (inklusive HYSTUP- und
ERENUM-Unterprogramme), für die Programmierung von Unterbre-
chungsroutinen gesteuert durch die Anweisung. SPECIAL i
(erheblicher Zeitgewinn gegenüber reentranten Programmen)
» Weitere Objektlaufzeitbeschleunigung durch optimale Übergabe von
Parametern und Ergebnissen bei Standardunterprogrammen (ERENUM,
HYSTUP) sowie durch Abprüfung von Typ, Art und Anzahl der Para-
meter schon während des Compilierens.
Der FORTRAN-HYBRID-Compiler enthält mit Ausnahme des Zahlentyps
„Doppelt-genau-komplex“ alle Sprachelemente des Normalcompilers.
Assembler-Ebene (Codeprozeduren)
Hybridprogramme können ganz oder teilweise in TAS86 geschrieben
werden und zwar als Codeprozeduren der Hybridversion des FORTRAN-
Systems. Der FORTRAN-Montierer sorgt dafür, daß alle aufgerufenen
ERENUM-, HYSTUP-, aber auch alle normalen Standardunterprogramme
des FORTRAN-Systems an das Assemblerprogramm angeladen werden.
Das Mehrfachzuladen bei Unterbrechungsprogrammen wird ebenfalls vom
Montierer durchgeführt. Darüberhinaus kann auch auf die normalen
TAS 86-Bibliotheksunterprogramme zugegriffen werden (SUZ-Befehle).
Der für die Übersetzung von Codeprozeduren vom Compiler benutzte
Assembler ASTR86-FL ist gegenüber dem Normalassembler um ein
Sprachelement für FLOATSHORT Konstanten erweitert.
Für die Erstellung von Hybridprogrammen steht eine umfangreiche Pro-
grammbibliothek zur Verfügung, die die Programmierung wesentlich er-
leichtert. Diese Bibliothek enthält als Erweiterung des normalen FOR-
TRAN-Systems die drei Programmpakete HYSTUP, ERENUM und VEPRO-
Benutzerkommandos.
Hybride Standardunterprogramme HYSTUP
Mit den HYSTUP-Programmen können die verschiedenen Elemente und
Funktionen des Koppelwerkes sowie des Analogrechners oder eines
stattdessen angeschlossenen Prozesses angesprochen, ausgelöst oder
abgefragt werden.
Es gibt Unterprogramme für:
« Datentransfer über AD- und DA-Kanäle (einzelwortweise oder Block-
transfer, synchronisiert oder nicht synchronisiert, Einstellung der ver-
schiedenen Betriebsarten der DA-Umsetzer)
« Ein -und Ausgabe von digitaler Zustands- bzw. Steuerinformation
e Anwahl und Messen der Ausgangsspannungen von Analogrechner-
elementen
« Einstellen von Servopotentiometern
« Einstellen von Programm- und Betriebsarten des Analogrechners
« Steuern von Rechenabläufen im hybriden Rechnersystem
Dienstprogramme
« Zeitliche Steuerung periodischer Vorgänge (Abtastvorgänge, Rechen-
abläufe) durch Zykluszeit-Register und -Zähler
« Anschluß von Benutzer-Unterbrechungsprogrammen an die Unterbre-
chungsebenen 13—28 mit extrem kurzen Reaktionszeiten auf Unter-
brechungssignale
« Steuerung und Abfrage des Programmunterbrechungswerkes PUW 34
« Dynamische Fehlerbehandlung
« Graphische Ausgabe digitaler Information (Achsenkreuz, Kurven, Be-
schriftung) über das HKW 860 an den analog angesteuerten XY-Schrei-
ber.
Erweiterte Einwortnumerik ERENUM
Die erweiterte Einwortnumerik entspricht den Anforderungen der Real-
zeitprogrammierung und ermöglicht kurze Programmlaufzeiten bei gerin-
gem Speicherbedarf und einer Genauigkeit, die den Anforderungen eines
Hybridsystems und weiten Bereichen der Meßwertverarbeitung ange-
paßt ist.
ERENUM enthält Standardunterprogramme für die Zahlentypen FLOAT-
SHORT (Gleitpunktzahl), FRACTIONAL (Festpunktzahl, echter Bruch) und
INTEGER * 2. Für FLOATSHORT bestehen Standardunterprogramme im
gleichen Umfang wie beim Zahlentyp REAL, jedoch ohne Exponentiation,
für FRACTIONAL in einer geeigneten Auswahl.
Die Unterprogramme sind in folgenden 6 Gruppen zusammengefaßt:
Arithmetische Operationen
Trigonometrische Operationen
Vergleichsoperationen
Binäroperationen für die Bearbeitung von Bitmustern (INTEGER * 2)
Konvertieroperationen für die Umwandlung von Zahlen in andere Zah-
lentypen
«e Dynamische Fehlerbehandlung bei arithmetischen Fehlern
eeeee
Unterprogramme fiir VEPRO-Benutzerkommandos
Für die Programmierung von VEPRO-Benutzerkommandos und Weiter-
verarbeitung der per Kommando eingegebenen Parameter stehen eine
Reihe von Unterprogrammen zur Verfiigung, die sich in folgende Gruppen
einteilen lassen:
« Erstellung und Anmeldung einer Kommandoliste
« Abarbeitung des Kommandopuffers
« Abprüfung von eingegebenen Parametern nach Zahlentyp und Größe;
Übergabe an das Arbeitsprogramm
« Ausgabe von standardisierten Fehlermeldungen
« Weitere Hilfsroutinen
Anlagentestprogramm TST860
Das Testprogramm TST860 ermöglicht die Überwachung und Kontrolle
des technischen Zustandes des Koppelwerkes und des Analogrechners.
Das Programm liefert für das Programmier- bzw. Wartungspersonal
eine umfassende und genaue Fehlerdiagnose der einzelnen Funktionen
und Elemente des Systems.
Besonderer Wert wurde auf den Test der Genauigkeit der Datenübertra-
gung gelegt. Anhand der ausgedruckten Fehlerstatistiken kann sich der
Benutzer sehr schnell ein Bild vom Abgleich der Übertragungselemente
machen. Jeder der 15 Programmoduln von TST860 erfaßt eine bestimmte
Funktion oder Funktionsgruppe des Systems. Für einfachere Tests kann
VEPRO angesprochen werden.
Rechenschaltungsprüfprogramm VAMPIR
Das Dienstprogramm VAMPIR besteht aus den Programmteilen SAVE
und SETUP.
e SAVE protokolliert den Analogrechnerzustand in den Betriebsarten
Potentiometereinstellung, Pause und statisches Programmprüfen. Fest-
gehalten werden die Werte von Potentiometern, Verstärkern, AD-Um-
setzer und Abfrageleitungen. Diese Werte werden gleichzeitig auf Loch-
streifen gestanzt, der als Eingabe für die SETUP-Funktion dient.
« SETUP verkürzt durch Einstellung der Potentiometer und Vergleich der
Lochstreifenwerte mit dem aktuellen Analogrechnerzustand die Rüstzeit
eines bereits erprobten Analogprogramms erheblich.
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Technische Daten des HRS 860
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Systemkomponente Digitalrechner TR 86
und
Systemkomponente Analogrechner RA 770
Für diese beiden Systemkomponenten und de-
ren Peripheriegerate sind technische Daten
aus den entsprechenden Informationsblattern
zu entnehmen.
Systemkomponente Hybrides Koppelwerk HKW 860
« Digital-Analog-Umsetzung
(maximale Anzahl der Kanäle siehe Seite 8)
— DA-Umsetzer
Stellenzahl (einschl. Vorzeichen) 14 Bits
Umsetzzeit je Wort 5us typ. (max. 10 us)
Umsetzgenauigkeit + 0,01% + 4/2 LSB
— Glättungseinheiten
Betriebsarten: Umsetzen
Multiplizieren
Interpolierenu.Extrapolieren
(grob und fein)
Auswahl der Betriebsarten 2 Bits
Zusatzbits für Interpolation 8 Bits
Bei blockweisem Datentransfer beträgt
die Folgefrequenz bei einem Umsetzfeh-
ler von 10”? 550 000 Worte (24 Bits) pro
Sekunde.
« Analog-Digital-Umsetzung
(maximale Anzahl der Kanäle siehe Seite 8)
— AD-Umsetzer
Stellenzahl (einschl. Vorzeichen) 14 Bits
Umsetzzeit je Wort 5 us
Umsetzgenauigkeit bezogen auf + 10V + 0,01% + 1/2 LSB
— Multiplexer
Statischer Fehler tom
Einstellzeit auf 10-4 10 us typ.
Haltefehler über 50 us 1mV
Bei blockweisem Datentransfer beträgt
die Folgefrequenz bei einem Umsetzfeh-
ler von 10? 100 000 Worte (24 Bits) pro
Sekunde.
« 1 Zykluszeit-Zähler mit -Register 7 Bits
(programmierbar)
« 16 Unterbrechungsleitungen
(davon 10 am Digital-Programmierfeld
frei verfügbar)
« 24 Abfrageleitungen
(davon 15 am Digital-Programmierfeld
frei verfügbar)
Schrank A HKA 900
+ Stromversorgung 220 V + 10%
50Hz + 2Hz
maximal 2kVA
« Gewicht 220 kg
« Abmessungen
Höhe 1348 mm
Breite 690 mm
Tiefe 630 mm
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