Strategiczne cele

Podstawowym celem systemu komputerowego SKOK było utrzymanie zgodności programowej z procesorem Odra 1305 wraz z zachowaniem fizycznej konstrukcji równoległych (8-, 9- lub 24-bitowych) kanałów interfejsowych, łączących procesor z urządzeniami zewnętrznymi. Takie rozwiązanie pozwalało w dowolnym momencie, w ciągu kilku godzin usunąć wysłużoną jednostkę centralną Odra 1305 i zastąpić ją silniejszą wersją procesora, bez jakiejkolwiek zmiany istniejącego oprogramowania użytkowego. Identyczność funkcji procesora miała zapewnić przenoszenie oprogramowania użytkowego bez modyfikacji na poziomie kodów, nośników, zbiorów czy baz danych. Szybka procedura wymiany komputera mainframe umożliwiała więc prawie natychmiastową kontynuację przetwarzania w trybie wsadowym lub online, z wykorzystaniem całego istniejącego parku urządzeń zewnętrznych, których koszt wielokrotnie przekraczał cenę samego procesora.

Drugim istotnym założeniem projektowym było zwielokrotnienie mocy obliczeniowej procesora (EMCX 1305) oraz podwyższenie efektywności przetwarzania tam gdzie to było możliwe - jako, że nie są to równoważne parametry określające wydajność systemu komputerowego do przetwarzania. Moc obliczeniowa procesora, uzyskana przez wdrożenie nowych technologii oraz zainstalowanie układów dużej skali integracji, takich jak: DRAM, LSI, VLSI oraz układów plasterkowych firmy AMD (bit slices), pozwoliła standardowo uzyskiwać na teście Gibbsona (Gibbson Test) szybkość 1 miliona operacji na sekundę na słowach 24-bitowych (czyli około 2,2 MIPS według bajtowej struktury maszyn IBM). Była to prawie czterokrotnie większa moc obliczeniowa, niż dostępna za pomocą najszybszych procesorów Odra 1305. Maszyn o takiej wydajności w ogóle nie wytwarzano w krajach RWPG.

Trzecią charakterystyczną cechą systemu był wzrost niezawodności, a zwłaszcza dostępności (gotowości do pracy) całego systemu komputerowego, uzyskanego głównie przez wyeliminowanie wszelkich ruchomych części mechanicznych używanych dotąd w urządzeniach zewnętrznych. Dotychczas stosowane w procesorach Odra 1305 mechaniczne konsole operatorskie (Teletype, Facit, DZM) zastąpiono systemowym terminalem ekranowym klasy IBM PC (XT lub AT), a ponadto w miejsce czterech urządzeń zewnętrznych z nośnikami papierowymi (czytniki i dziurkarki taśm oraz kart perforowanych) wprowadzono zmodyfikowany terminal PC wyposażony w program emulujący wszystkie te urządzenia znakowe (jako 4 kanały interfejsowe SI 1300). Dwa takie zintegrowane terminale pozwalały na instalację wszystkich potrzebnych użytkownikowi urządzeń zewnętrznych, i to w dowolnej konfiguracji znakowych modułów wejścia-wyjścia.

W ekonomicznie oszczędnej wersji procesora EMCX 1305 wszystkie emulatory zewnętrznych urządzeń papierowych (a także drukarek znakowych wedle potrzeb użytkownika) znajdowały się na tej samej konsoli systemowej. Nośnikami danych bajtowych były wyłącznie dyskietki magnetyczne FDD (5,25" lub 3,5") w standardzie PC, a dostęp operatora do poszczególnych urządzeń realizowano przez uaktywnienie odpowiednich okien użytkowych na konsoli systemowej (podobnie jak teraz w Windows). Dane można więc było przygotowywać offline na dyskietkach poza ośrodkiem przetwarzania, korzystając z licznych komputerów PC, i wprowadzać je do systemu przez konsolę.

Elastyczna i modułowa struktura

Nowy procesor miał kilka nowatorskich rozwiązań, które nie były jeszcze w tamtych czasach powszechnie stosowane. Jedną z nich była całkowicie otwarta architektura mikroprogramowania, dzięki której można było dowolnie zmieniać (!) zawartość bloku mikroprogramów procesora, a tym samym rozszerzać (!) funkcje podstawowej listy rozkazów komputera - uzyskując za każdym razem inny typ systemu komputerowego. Standardowa zawartość mikrorozkazów EMCX 1305 (lub jej kolejne zmodyfikowane wersje) znajdowały się na dysku twardym konsoli systemowej, i stamtąd były one ładowane do szybkiej pamięci statycznej SRAM (112 bitów, cykl 35 ns), spełniającej funkcję bloku pamięci stałej mikroprogramów. Ta czynność dokonywała się automatycznie, za każdym razem podczas porannego włączenia i restartu systemu.

Zmienną zawartość mikroprogramów pamięci stałej systemu można było wykorzystać do szczegółowego diagnozowania układów wewnętrznych jednostki centralnej za pomocą testów technicznych oraz do rozszerzania sprzętowej realizacji listy rozkazów ekstrakodowych, w miarę narastających potrzeb użytkownika. Na podobnych zasadach dokonano sprzętowej realizacji rozkazów zmiennego przecinka (48 bitów), potrzebnych w aplikacjach wymagających dokładnych obliczeń naukowo-technicznych. Jako pamięć operacyjną (minimum 128 ksłów) wykorzystano półprzewodnikowe układy pamięciowe DRAM z czasem dostępu 120 ns (cykl 250 ns), a więc wielokrotnie krótszym niż w procesorze Odra 1305.

Całkowitą nowością procesora była dogodna dla operatora komunikacja z systemem, którą zapewniała ekranowa konsola IBM PC, z emulowanym w niej fragmentem programu monitor systemu operacyjnego. Konsola ta ponadto spełniała funkcje inżynierskiego pulpitu (procesor nie miał żadnego pulpitu technicznego), łącznie z prowadzeniem logu z możliwością pracy krokowej i sekwencyjnej oraz obserwacją na bieżąco interesujących fragmentów bądź rejestrów technicznych procesora w trakcie pracy. Kilka trybów pracy konsoli wybieranych za pomocą menu i okien umożliwiało emulację funkcji niektórych urządzeń zewnętrznych. Istotne zwiększenie efektywności przetwarzania danych uzyskano przez sprzętową realizację niektórych funkcji systemu operacyjnego oraz integrację z procesorem szybkich kanałów autonomicznych - przeznaczonych do współpracy z zewnętrznymi pamięciami dyskowymi i taśmowymi.

Integralnym wyposażeniem systemu komputerowego SKOK do przetwarzania danych były standardowe moduły konstrukcyjne (19", o wysokości 6U/3U/1U) do tworzenia zewnętrznych pamięci dyskowych (CD) i taśmowych (MT), realizowane w nowej technologii dużej skali integracji LSI (Large Scale) i VLSI (Very Large Scale). W produkcji seryjnej znalazły się dwie wersje urządzeń dyskowych jako: pamięć CXPD 1300/8M z czterema wymiennymi nośnikami informacji na dyskach twardych typu Winchester 20 MB (programowo maksymalnie do 64 MB) oraz pamięć CXPD 1300/60M z dwoma lub sześcioma wymiennymi dyskami typu Winchester 80 MB (zalecana pojemność zestawu dyskowego 480 MB). Na one czasy były to niespotykane wtedy, bardzo duże pojemności zestawów dyskowych.