PDF de programación - Tesis: Eduardo Cortes - INTERFAZ GRAFICA PARA LA MAQUINA MONOPUTER 2

CENTRO DE INVESTIGACION Y DE ESTUDIOS AVANZADOS DEL

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

SECCION DE COMPUTACION

CENTRO DE INVESTIGACION Y DE

ESTUDIOS AVANZADOS DEL

I . P . N .

B I B L I O T E C A

INTERFAZ GRAFICA P ARA LA MAQUINA M O N O P U T E R 2

Tesis que presenta el Ing. Eduardo Cortés Gil para obtener el
grado de MAESTRO EN CIENCIAS en la especialidad de INGENIERIA
ELECTRICA con opción en COMPUTACION.

Trabajo dirigido por el Dr. Jan Janecek Hyan.

C U T ira DE INVESTIGACI«« Y Dt

M T Ü 8 Í 0 S AV AN Z AD O S SEL

I. P. N.

■ I B L I O T E 1 C A
INGENIERIA E L E C T R I C A

México D. F. , Junio de 1990

A MIS PADRES Y HERMANOS CON PROFUNDO RESPETO Y CARINO.

AGRADECIMIENTOS

Antes que nada quiero expresar mi agradecimiento al Dr. Jan
Janecek por sus observaciones y sugerencias en el presente
trabajo.

Al CINVESTAV-SECCION DE COMPUTACION por la ayuda brindada. Y
al Sistema Nacional de Educación Tecnológica (COSNET), por la
ayuda económica que me proporcionó.

INDICE

INTRODUCCION

LA RELACION MONOPUTER-NODRIZA
1.1. El transputer y la máquina monoputer 2
1.2. La comunicación monoputer—nodriza
El primer nivel de comunicación
1.2.1.
El segundo nivel de comunicación
1.2.2.
1.2.3.
El tercer nivel de comunicación

EL CORAZON DE LA INTERFAZ GRAFICA
2.1. El nuevo protocolo básico de comunicación

y la interfaz del lado de la monoputer

2.2. El segundo y tercer niveles de comunicación

en la inter-faz gráfica

2.3. El programa interface del lado de la máquina nodriza
2.4. Los encabezados de las funciones del tercer nivel
2.5. La libreria de funciones de generación de gráficas

LA INTERFAZ COMO RECURSO DE LA NODRIZA
3.1. Como accesar a la monoputer desde un programa

de usuario en la nodriza

3.2. Descripción de la estrategia seguida

LA INTERFAZ COMO UN SERVIDOR RESIDENTE
4.1. Descripción de la estrategia seguida

EJEMPLOS DE APLICACION

CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA

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3
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55
55

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72
73

INTRODUCCION

Muchas tareas, como la generación de gráficas, la simulación
de procesos etc. son actividades con una gran avidez de potencia
de cálculo, de procesadores más potentes. Y esta necesidad de
cálculo es cada vez mayor en las nuevas aplicaciones. La máquina
monoputer2 debido a sus caracteristicas, explicadas más adelante,
nos presenta una forma de satisfacer esta necesidad. Sin embargo
esta no permite el manejo de gráficas, restringiéndose únicamente
a la manipulación de texto. Así el presente trabajo ofrece una
solución al proporcionar la herramienta necesaria para realizar
gráficas mediante esta máquina, empleando
una
computadora AT como nodriza.

ello

para

Primero se da una breve descripción de lo que es un
transputer y que es la máquina monoputer 2; y se describe el
sistema en el que se encuentra la monoputer, asi como la forma de
comunicación que se tiene en cuanto al menejo de texto; todo esto
en el primer capítulo.

En el segundo capítulo se presenta el centro de la interfaz
gráfica la cual consiste de una serie de programas que permiten
el manejo tanto de texto como de gráficas . Aqui se describe la
forma en que se realiza la comunicación entre la monoputer y la
nodriza para realizar la generación y el despliegue de gráficas.
Esta parte es muy importante ya que deja abierto totalmente el
camino para realizar posteriores cambios si es que se desea.

En el tercer capítulo se describe una forma diferente de
trabajo, ya que permite a cualquier programa de usuario que corra
en la nodriza, accesar a la monoputer. Esta parte consiste

1

de varios programas que permiten ver a la monoputer como un
recurso más de la máquina nodriza.

El cuarto capítulo muestra una mejora importante. Se trata
de un servidor residente el cual esta formado por varios
programas que permitirán el mejor empleo de la máquina nodriza
cuando se corren programas en la monoputer que consumen mucho
tiempo, ya que la nodriza estara libre en tanto la monoputer no
la accese.

Al final del trabajo, en el quinto capítulo, se muestran
comparación en cuanto a la
entre
y

algunos ejemplos de aplicación, como
velocidad para realizar gráficas,
otras máquinas.

la monoputer

Todos los programas fuentes de este trabajo, se encuentran
en la sección de computación del
departamento de Ingeniería
Eléctrica en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados
del Politécnico.

Eduardo Cortés Gil.

CAPITULO 1

LA RELACION MONOPUTER-NODRIZA

1.1.- EL TRANSPUTER Y LA MAQUINA MONOPUTER 2.

La necesidad cada vez mayor de cálculo exige la existencia
de computadoras más potentes. Sin embargo la arquitectura de las
supercomputadoras actuales no les permite extenderse mucho más
alia de sus actuales alcances. Por lo que se han estado haciendo
investigaciones para crear otro tipo de computadoras,
los
llamados procesadores paralelos. Así en 1979, un grupo de
investigadores que trabajaba para la empresa británica Inmos
comienza los trabajos sobre un nuevo componente, destinado a
trabajar en paralelo con muchos otros de su tipo, y de esta
manera en 1985 aparece el primer Transputer. Luego, el Transputer
se ha convertido en el nombre genérico de una nueva generación de
componentes usados como elementos independientes pero capaces de
ser integrados en grandes redes para trabajar en forma paralela.

Existen varios tipos de transputers sin enbargo todos ellos
cuentan con el mismo conjunto básico de instrucciones. El
T414
C63, el cual cuenta con un procesador capaz de manejar datos de
32 bits; con una memoria interna de 2Kb; con una interfaz muy
veloz la cual permite accesar una memoria externa; con dos timers
empleados para realizar los rápidos cambios de contexto; y cuatro
enlaces de
permiten
le
intercambiar datos a una velocodad máxima de 10 Mbits/s.

independientes

comunicación

que

El último miembro de los Transputers hasta ahora es el T800
C7D,C8D,(Fig. 1); del cual existen algunas variantes, cuyos
enlaces de comunicación tienen una velocidad máxima de 20
Mbits/s; cuenta además con una unidad de punto flotante; y
cuenta con 4 Kbytes de memoria interna en lugar de los 2 Kbytes

3

del T414. El T800 tiene por si solo un conjunto de ventajas
superiores a las de la mayoría de los procesadores comerciales,
ya que permite que sus seis unidades fundamentales

UNIDAD DE
CONTROL
DE SERÍALES
EXTERNAS

TIMERS

MEMORIA
INTERNA

INTERFAZ
DE LA
MEMORIA
EXTERNA

UNIDAD DE
PUNTO
FLOTANTE

PROCESAMIENTO

UNIDAD DE
CENTRAL

INTERFAZ

DEL ENLACE 1

INTERFAZ
DEL ENLACE 2

INTERFAZ
DEL ENLACE 3

INTERFAZ
DEL ENLACE 4

Fig. 1. Diagrama general del Transputer T800

4

(CPU, FPU y sus cuatros enlaces) trabajen simultáneamente, pero
esta ventaja se nota aún mucho más cuando se conecta a una red de
varios transputers, para que trabajen en forma paralela.

la

de

figura2.

ejemplos

un autentico procesamiento

Los transputers proporcionan diferentes formas y grados de
paralelismo. Permiten
paralelo
empleando un sistema de varios transputers interconectados, como
en los
un
cuasi-paralelismo, es decir la ejecución de más de un proceso en
un mismo transputer. Esto se logra gracias al administrador de
procesos microprogramado con que se se cuenta, el cual realiza
los cambios de contexto empleando tan solo uno cuantos micro-
segundos, dando como resultado un rápido cuasi-paralelismo. Asi
tanto el grado de paralelismo como el poder de procesamiento se
incrementa en proporción al número de transputers empleados en un
sietema.

permiten

También

Para

con

los

de

trabajar

transputers

un
lenguajeparalelo de alto novel, llamado Occam C1J,C23,C9Ü; el
cual permite explotar las características de esta máquina. La
comunicación entre procesos parelelos, es llevada a cabo mediante
unidireccionales
el
explícitamente definidos. Hay que hecer
esta
comunicación es síncrona.

mensages

canales

usando

emplea

envío

notar

que

se

Generalmente los transputers trabajan bajo el control de una
máquina nodriza. En nuestro caso, un T8Q0,
encuentra
implantada dentro de una máquina AT. Este transputer se encuentra
formando parte de la computadora llamada monoputer 2 la cual
cuenta con 2 libytes de memoria externa y se encuentra en una
tarjeta, como expanción para la AT que usa como nodriza.

se

5

Estructura de matriz

Estrucrura de árbol

Fig. 2. Estructuras de sistemas con varios Transput&rs

6

1.2.- LA COMUNICACION MONOPUTER-NODRIZA.

Como ya se mencionó en la introducción, la máquina monoputer
2 se encuentra implantada dentro de una máquina AT, la cual le
sirve como nodriza. La monoputer se comunica con
esta nodriza
através de un conjunto de puertos de ésta última. De esta forma
la nodriza ve a la monoputer simplemente como un conjunto de
puertos desde los cuales recibe o envía información. Por otro
lado la monoputer ve la nodriza como un par de canales de
comunicación, uno para enviar y el otro para recibir información.
Esto se muestra en el dibujo de la figura 3.

NODRIZA

PUERTOS

LINK.READ______
LINK.URITE
LINK.IN.STATUS
LINK.QUT.STATUS
LINK.RESET
LINK.ERRQR
LINK.ANALYSE

CANALES

FROM.LINK

MONOPUTER 2

Fig. 3. Enlace entre La momoputer y La nodriza.

7

En seguida daremos la descripción de cada uno de los puertos

y canales empleados para la comunicación.

LGS PUERTOS

Estos corresponden a varios puertos físicos de la máquina
nodriza, y son el