Организационно проектирование ММПС аналогично проектированию существующих вычислительных систем. Структуру и выполняемые функции при этом представляют на системотехническом, схемотехническом и конструктивном уровнях. На системотехническом уровне структура технических средств определяется с точностью до устройств и интерфейсов. Состав программного обеспечения задается перечнем программ лингвистического и информационного обеспечения системы. Функционирование системы определяется в терминах процессов, реализация которых связана с использованием памяти, устройств, программ и наборов данных. На схемотехническом уровне определяется структура устройств в форме структурных, функциональных и принципиальных электрических схем, детально представляющих организацию отдельных подсистем и устройств системы. Функционирование устройств описывается в виде микропрограмм, временных диаграмм, автоматов, булевых функций и электрических процессов. На конструктивном уровне вычислительная система описывается как совокупность конструктивных единиц.
При проектировании ММПС разрабатывается комплект конструкторской и проектной документации для изготовления и эксплуатации.
Стадии проектирования установлены ГОСТ 2.103—68.
Проектирование ММПС на основе МП К БИС отличается от проектирования систем на основе ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ или на основе стандартных ИС. Например, на системотехническом уровне проектировщик сталкивается с нетрадиционными проблемами выбора аппаратных средств и состава требуемого ПО. На схемотехническом уровне для функционально сложных изделий, каким является ММЛС, по ряду причин невозможно с достаточной точностью построить подробную временную диаграмму. К таким причинам относятся нетривиальные алгоритмы функционирования БИС, недостаток подробной нормативно-технической документации, быстро расширяющаяся номенклатура БИС и т. п.
При разработке ММПС на МП К БИС используется метод нисходящего проектирования, основные этапы которого следующие: описание выполняемых функций и требуемых характеристик системы; разработка архитектуры системы (сюда входит решение вопросов об обосновании и выборе однопроцессорной или мультимикропроцессорной системы); разработка МПМ, выбор запоминающих устройств и способов организации связи МП с оперативной памятью данных; определение состава аппаратных и программных средств и разработка системного программного обеспечения; разработка способов и средств тестирования системы.
Проектирование ММПС тесно связано с распределением реализуемых системой функций по аппаратным (hardware), микропрограммным (firm ware) или программным (software) средствам. Следует отметить тенденцию перераспределения реализуемых функций как между перечисленными средствами, так и среди однотипных. Для определения функций системы и организации ее работы используют средства моделирования, методики и средства автоматизированного проектирования, методики количественной оценки ММПС. К средствам моделирования, используемым для исследования характеристик сложных вычислительных систем, к которым относятся ММПС, предъявляются следующие требования: модель должна иметь такую же логическую структуру, как и моделируемая система; модель должна учитывать аппаратное и программное обеспечение системы; необходимо предусмотреть возможность моделирования отдельных подсистем системы; модель должна включать в себя достаточное количество параметров, изменение которых позволит менять свойства моделируемой или проектируемой системы; средства моделирования должны обеспечивать получение статических данных о функционировании модели при минимальном объеме повторных вычислений.
Задача глобального моделирования ММПС практически трудно разрешима из-за необходимости формализации большого числа факторов. Представляет практический интерес разработка методик и средств автоматизированного
проектирования различных аппаратных и программных подсистем ММПС. В качестве формализованной модели проектирования структуры вычислительного ядра ММПС использована многофазная многоканальная система массового обслуживания с ожиданием. После выбора структуры внутрисистемного интерфейса и вычислительного ядра ММПС осуществляется комплексирование системы периферийными устройствами и решается задача обеспечения необходимой жизнеспособности системы.
Наряду со средствами моделирования и автоматизированного проектирования разрабатываются методики количественной оценки ММПС. На основании сформулированных в работе положений для выбора одной из нескольких структур вычислительных систем при решении конкретной задачи необходимо определить набор критериев, описывающих системы, которым присваивается численное значение; численное значение критериев для решаемого класса задач; степень соответствия значений критериев каждой системы требованиям к вычислительным средствам для решения задачи; относительную важность критериев с точки зрения решаемой задачи.
В качестве критериев можно выбрать производительность, модульность, устойчивость к сбоям и отказам, удобство обслуживания и т. д. Каждому из критериев присваиваются весовые функции, которые необходимо соотнести с ресурсами системы и требованиями задачи. Методика позволяет осуществить выбор типа системы среди потенциально пригодных. Выбрав и обосновав тип системы, необходимо, зная требования по быстродействию и объему перерабатываемой информации, перейти к разработке ее архитектуры.
17.4 Состав программного обеспечений мультимикропроцессорных систем
Программное обеспечение ММПС по своей структуре и составу строится с учетом преемственности к ПО существующих средств вычислительной техники. Программное обеспечение, необходимое для функционирования ММПС, условно разделяют на системное ПО языки программирования, инструментальное ПО (дополнительные средства к основным программам) и прикладное ПО. К системному ПО относятся программы, которые обеспечивают выполнение прикладных программ, хотя сами непосредственно в решении задач пользователя не участвуют. Системное ПО управляет совместно используемыми физическими и логическими ресурсами.
Системным ПО являются ОС и системы управления базами данных (СУБД). ОС представляет собой набор программ, которые управляют аппаратурой и выполняют необходимые для работ прикладных программ функции. В ММПС используются централизованные и распределенные ОС.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.