Арифметическо-логическое устройство (АЛУ). Структура АЛУ. Регистровая АЛУ разрядно-модульного типа, страница 20

          Эта система может быть распределённой, т.е. элементы вычислительной системы могут находиться  в непосредственной близости от исполнительных устройств или датчиков. Объединение их в единую систему возможно через их единый ресурс.

            Пример: Cm* (Карнеги-Меллана).

При построении вычислительной системы использованы процессоры LSI-11 (ADP-11)

a)

b)

A. 1)

 


B. 1)

            Эти структуры позволяют иерархическое развитие ВС. Процессор Р и модуль памяти М через интеллектуальный коммутатор К связываются через межпроцессорные сигналы с любым процессорным элементом ВС. Этот коммутатор обеспечивает полный протокол обмена информацией между процессорными элементами: это может быть режим ПДП или процессор ввода-вывода.

            Этот модуль А) может служить как отдельная вычислительная машина или как элемент ВС.

            Рис. А. 1) – каноническая структура Cm*

            Вариант В) включает в свой состав процессор Р и модуль памяти М и 4 коммутатора К’. Он обеспечивает формирование двухмерной вычислительной структуры.

            Рис. В. 1) – двумерная вычислительная структура.

          Характеристики:

1.  Наращиваемость. В системе нет принципиальных ограничений на число ЭМ и число связей между ними. Состав системы и структуру сетей связи можно формировать в соответствии с конкретными требованиями.

2.  Общедоступность и распределённость памяти. Память в этой системе состоит из общей и локальной памяти. Общая память подключена к микропроцессорной шине, а локальная – входит в состав ЭМ.

Пример 2: Flex /32

           

            Эта структура сформирована на применении ВМ на базе Моторола. ЭМ=20.180. Производит 105-108 над 32-разрядными словами.

            Ограничение быстродействия в этой системы обусловлено динамическими характеристиками аппаратуры обмена.

            Все вычислительные машины 32-разрядного интерфейса представляют собой шину VME.

1.  Эта система позволяет задание конфигурации как многомашинной, так и многопроцессорной.

2.  Использование ЭМ для выполнения независимых программ.

3.  Формирование нескольких подсистем с разделёнными ресурсами для реализации нескольких параллельных программ.

Перспективные архитектурные решения в области мультипроцессорных (МУП) вычислительных систем (ВС)

1.  TRAC (Вашингтон)

Обладает возможностью реконфигурации. МУП представляет собой систему из трёх уровней:

-  ЭП;

-  КОМмутаторы;

-  Память.

Связи между процессорами – динамические, обеспечивающие в случае необходимости реконфигурацию ВС для выполнения микрокоманды, макрокоманды и оператора высокого уровня в соответствии с требованиями решаемых задач.

2.  Blue Chip.

 


          Каждый ЭП обладает своей памятью. Планируется, что эта система будет реализована на одной пластине.

Транспьютерные ВС

          Коммутатор обеспечивает связь с четырьмя соседними транспьютерами (Т). Т Т-424 – это 32-разрядная машина, 8 Мб памяти, 107 операций над 32-разрядными словами.

          На пластине – 256 Т (16´16), соединённых между собой.

RISC – процессоры

          Основные характеристики:

1.  Ограниченный набор или сокращённый набор команд.

2.  Использование аппаратных средств или компиляторов для достижения максимальной нагрузки внутренних регистров для того, чтобы свести к минимуму число обращений к основной памяти.

3.  Структура, как правило, конвейерного типа.

В настоящее время создаётся сильное различие между операторами языка высокого уровня и системой микрокоманд микропроцессора (МП). Одна из основных проблем – создание эффективных компиляторов, которые обеспечивали бы оптимальный вариант перевода из языка высокого уровня в машинные коды. На сегодняшний день наиболее известные компиляторы обеспечивают увеличение длины программы (относительно программы, которую бы писал программист на Ассемблере) от 1,2 раза до 2-х.  При этом имеются недостатки: