PRAKLA-SEISMOS Report 2 / 1971  
Information CD 6600
Großrechnersystem CD 6600

Die Rechenanlagen aus der Serie 6000 der Control Data Corporation gehören seit mehreren Jahren zu den leistungsfähigsten der Welt. Es ist das organisatorische Konzept, das diesen Systemen eine überlegene Kombination von Geschwindigkeit, Vielseitigkeit und leichter Benutzbarkeit verleiht. Die zentrale Verarbeitung der Daten ist vollständig von deren Ein-und Ausgabe getrennt, beide Arten von Arbeiten werden gleichzeitig ausgeführt. Die Abbildung auf dieser Seite zeigt das Aufbauprinzip des Systems CD 6600. Die Skizze läßt erkennen, daß die 12 Datenkanäle und 10 peripheren Rechner durch den Zentralspeicher vollständig von dem Zentralrechner getrennt sind.

Zunächst einige technische Daten:

 

Large Computer System CD 6600

The computer plants from Control Data Corporation's Series 6000 have belonged to the world's most efficient on es for several years. It is the organizing design concept which gives these systems an outstanding combination of speed, flexibility, and simplicity in use. The central processing of data is completely separated from the data input and output, both being carried out simultaneously. The figure on this page gives the structural principle of the CD 6600 system. The sketch shows that the 12 data channels and 10 peripheral processors are completely separated from the central processor by the central memory.

A few technical data:

Zentralrechner (CP) mit Mehrfachfunktionen:   The multiple function central processor (CP) consists of:
10 Rechenwerke sowie 24 Arbeitsregister und Instruktionsspeicher für den Zentral rechner mit 8 Registern zu je 60 Bit.
Die Rechenwerke sind wie folgt aufgeteilt:
dummy2 für Multiplikation
dummy1 für Division
dummy1 für Sprungbefehle
dummy2 für Umsetzung von Indizes (Adressenänderung)
dummy1 für Shift-Befehle
dummy1 für Addition von Gleitkommazahlen
dummy1 für Addition von Festkommazahlen
dummy1 für logische Operationen
  10 arithmetic units, 24 working registers and an instruct memory unit for the central computer with 8 registers per 60 bits. The arithmetic units are subdivided as folIows:
dummy2 for multiplication
dummy1 for division
dummy1 for jump instructions
dummy2 for transposition of indices (changes of addresses)
dummy1 for shift instructions
dummy1 for addition of floating point numbers
dummy1 for addition of fixed point numbers
dummy1 for logic operations
Zentralspeicher (CM):   Central core memory (CM):

32 K-Worte zu je 60 Bit Magnetkernspeicher, aufgebaut in Bänken zu je 4 K-Worten (K = 1024).

 

32 K-words (each word 60 bits), built up in 8 blocks of 4 K-words (K = 1024).

Zehn peripherie Rechner (PP):   10 peripheral processors (PP):

Enthalten je 4 K-Worte Kernspeicher zu je 12 Bit für Programme und Daten.

 

Each contains 4 K-words core memory (each word 12 bits) for programs and data.

Zwölf Datenkanäle:   12 data channels:

In beiden Richtungen können je Kanal 1 Mio 12 Bit-Worte in der Sekunde übertragen werden.

 

Each channel can' transmit up to 1 million 12 bit words per second in both directions.

Zwölf schnelle Datenregister   12 fast data registers
     
Real-Zeit Uhr   Real time clock
Durch geschickte Programmierung kann man nun erreichen, daß alle diese zehn Rechenwerke zur gleichen Zeit arbeiten. Bis zu 10 Millionen Befehle sind während einer Sekunde möglich. Das bedeutet z. B., daß während einer Sekunde ausgeführt werden können:
dummy2,0 Millionen Multiplikationen von 14stelligen Dezimalzahlen
dummy330000 Divisionen von 14stelligen Dezimalzahlen
dummy3,3 Millionen Festkomma-Additionen
dummy2,5 Millionen Gleitkomma-Additionen
dummy6,0 Millionen Index-Umsetzungen
dummy1,2 Millionen logische Entscheidungen

Trotz der enormen Rechenleistung kann das Programmieren in gewohnter Weise erfolgen (FORTRAN, ALGOL, COBOL u. a.). Das Betriebssystem SCOPE der 6000-Serie führt überwachungsund Betriebsaufgaben automatisch durch.
Letztlich hängt es aber vom Aufbau der Programme ab, ob die Möglichkeiten des Systems CD 6600 genutzt werden, d. h. ob die 10 Rechenwerke und die 10 peripheren Rechner gleichzeitig und sinnvoll eingesetzt werden. Um eine Optimierung der Programme zu erreichen, muß man bei den einzelnen Aufgaben, die gelöst werden sollen, genau überlegen, in welcher Art und Weise man die einzelnen Operationen zeitlich ablaufen läßt. In der Praxis werden vorgegebene Termine oft verhindern, daß ein Programm optimiert wird. Da aber wirtschaftliche Uberlegungen beim Betrieb des PRAKLA-SEISMOS-Datenzentrums eine ausschlaggebende Rolle spielen müssen, wurde von uns die Programmsprache GEOPLAN entwickelt, die die Probleme der Geophysik in ähnlicher Weise zu lösen gestattet, wie z. B. die Sprache FORTRAN das in der Mathematik tut. GEOPLAN ist die Abkürzung für Geophysical Language. Man nimmt bei dieser geophysikalischen Sprache als Einheiten die Prozesse, die immer wieder in der Datenverarbeitung der Geophysik auftauchen, z. B. Kreuzkorrelationen, Korrigieren, Falten, Normieren, Spurzusammenfügen.
Aus diesen elementaren optimierten Programmteilen, die wir Moduln nennen, lassen sich mit relativ wenig Programmieraufwand beliebige Prozeßfolgen aufbauen, die eine vorteilhafte Ausnutzung der Rechenkapazität des Systems CD 6600 garantieren.
Die Abbildung auf der nächsten Seite zeigt den schematischen Aufbau des im PRAKLA-SEISMOS-Datenzentrum installierten Systems CD 6600 einschließlich der durch das Betriebssystem GEOPLAN vereinbarten Arbeitsteilung der 10 peripheren Rechner.

  By ski lied programming, it is possible to work with all these 10 arithmetic units simultaneously. Up to 10 million instructions can be executed during one second. This means for example that the following processes can be carried out during ONE SECOND:
dummy2.0 million multiplications of 14 digit decimal numbers
dummy330,000 divisions of 14 digit decimal numbers
dummy3.3 million fixed point additions.
dummy2.5 million floating point additions
dummy6.0 million index transpositions
dummy1.2 million logic decisions.

Despite the vast computation performance, programming can follow the usual pattern (FORTRAN, ALGOL, COBOL, etc.). The SCOPE operation system of the 6000 series carries out operational and control tasks automatically. However, it depends ultimately on the structure of the programs, whether or not the capacity of the CD 6600 system is fully used, i. e. whether the 10 arithmetic units and the 10 peripheral processors are employed simultaneously and meaningfully. To achieve an optimation of the programs one must consider closely, for each problem to be solved, by which ways and means one should let the individual processes run off successively. In practice pre-set terms often hinder the optimizing of a program. As however economic considerations must play a decisive role in the PRAKLA-SEISMOS Data Center, we have developed the GEOPLAN programming language. This language serves to solve geophysical problems in a way similar to the solving of mathematical problems by the FORTRAN language. GEOPLAN is the abbreviation for Geophysical Language. The units in this language are the processes which always reoccur in data processing in geophysics, for example cross correlations, corrections, folding, normalizing, compositing of traces, etc. On these fundamental and optimated program components, which we call modules, optional process sequences can be built up with relatively little programming work, process sequences which guarantee profitable exploitation of the computing capacity of the CD 6600 system. The figure on the next page shows the schematic structure of the CD 6600 system installed in the PRAKLA-SEISMOS Data Center, together with the operating subdivision of the 10 peripheral processors organized by the GEOPLAN operation system.

Hier die Funktionen der 10 peripheren Rechner (PP):
PP 0 Steuerung des Zeilendruckers
PP 1 Steuerung des Lochkartenlesers
PP 2 Verwaltung des Betriebs-und Programmsystems GEOPLAN.
dummyVon hier wird die Verarbeitung der Programme gesteuert.
PP 3 Verwaltung der Parameter
PP 4 Bereitstellung der statischen Korrekturen.
PP 5 Steuerung der Ein-bzw. Ausgabe für die Magnetband
PP 6 laufwerke.
PP 7 Steuerung der 2 Bildschirme, auf denen bestimmte Zustände
dummydes Systems oder Daten sichtbar gemacht werden können. -
PP 8 Steuerung des Transfers von Daten zu dem Plattenspeicher
dummyCD 6603 (Kapazität: 486088704 bits).
PP 9 soll später den DatenfluB zu einem direkt angeschlossenen
dummyProfilographen steuern.

Die optimale Ausnutzung des Systems CD 6600 in der derzeitigen Konfiguration setzt voraus, daß z. B. die zu verarbeitenden seismischen Daten entsprechend vorsortiert sind. Diese Vorarbeiten werden mit dem Programmsystem DSY an den 3000-Systemen durchgeführt. Im Normalfall bedeutet dies: Einlesen der Daten eines Seismogrammes vom Feldband, Demultiplexen und Sortierung nach Untergrundpunkten, Ausgabe auf 7-Spur-Magnetband im 30-bit-Wort-Format (Gleitkomma).
  The functions of the 10 peripheral processors are:
PP 0 Control of the line printer
PP 1 Control of the punched card reader
PP 2 Management of the GEOPLAN operation and prograrn
dummysystem. From here the processing of the programs is controlled.
PP 3 Management of parameters
PP 4 Provision of static corrections
PP 5 Control of input and output for the magnetic tape units
PP 5
PP 7 Control of the two screens on which particular states of the
dummysystems or data can be made visible
PP 8 Control of the transfer of data to the disc unit CD 6603
dummy(capacity 486088704 bits)
PP 9 Will later control the flow of data to a directly connected
dummyprofilograph.

The optimal utilization of the CD 6600 system in its present configuration presupposes for example, that the seismic data to be processed are correspondingly presorted. This preliminary work is carried out with the DSY program system on the 3000 series computers. Normally this means the input of records from the fjeld tapes, demultiplexing and sorting of data according to subsurface points and output on 7 track magnetic tapes in 30 bit word format (floating point).
Zentralrechner und Zentralkernspeicher