Центральные устройства ЭВМ, страница 3

2.  позволяет ЦП вести параллельную работу на ряду с организацией обмена между внеш. устройствами и ОЗУ. В итоге этот режим обеспечивает скорость обмена данными ограниченную только пропускной способностью канала связи между ОП и внеш. устройствами.

Классификация вычислительных систем (ВС)

В процессе развития и смены поколений ЭВМ можно выделить следующие закономерности:

1.  развитие средств ВТ происходило на базе доминирования классической структуры ЭВМ (архитектура фон Неймана) основанные на методах последовательных вычислений.

2.  Основной целью совершенствования ЭВМ было увеличение быстродействия и повышение интеллектуальности вычислительных средств.

3.  Совершенствование ВТ имело комплексный характер (элементная база, структурная организация, ПО)

4.  Исчерпание традиционных путей совершенствования ЭВМ как точки зрения классической структуры, так и с точки зрения современной микроэлектроники.

В связи с наметившимся кризисом в области архитектуры ЭВМ основанной на классической схеме фон Неймана были предприняты попытки для поиска новых идей и методов совершенствования ВТ.

Одним из путей совершенствования средств является переход к использованию принципа параллельных вычислений, а также использование идей построения многопроцессорных систем, объединенных в несколько объединенных ЦП или ЭВМ. В этом направлении большой возможности для совершенствования средств ВТ, однако пока отсутствует единая теоретическая база, которая подвела бы более целенаправленно и оптимально разработаны новые варианты ВТ.

С середины 60 гг. ХХ в. поступило развитие ВС на базе совершенствования микроэлектронной технологии при этом возникают новые тех. решения: разделение процессов I\O и процессов обработки, множественный доступ и коллективное использование вычислительных ресурсов в пространстве и времени, появились новые более сложные режимы работы ЭВМ,  и именно многопользоват. и многопоточные.

Вычислительная система – совокупность взаимодействующих процессоров или ЭВМ, а также соответствующие пер.о. ( средств интерфейса и ПО), предназанченные для подготовки и решения пользовательских задач. Отличительной особенностью ВС от автономных ЭВМ является наличие в них нескольких вычислителей, обеспечивающие параллельную обработку данных.

Путем создания ВС стремятся к достижению следующих целей:

1.  повышение производительности за счет ускорения процессов обработки данных

2.  повышение надежности и достоверности вычислений

3.  предоставление дополнительных сервисных услуг и т.д.

Режим параллельных вычислений усложняет управление этим процессом. Этот пункт выполняет ОС ВС.

Важнейшими предпосылками возникновения и развития ВС является экономические факторы. Для классической ЭВМ связь стоимости и производительности выражается квадратической зависимостью, называемой «законом Гроша»:

, где С – стоимость, П - производительность

Кроме стоимости появляются дополнительные преимущества, а и. повышение надежности (за счет децентрализованного управления процессами) и ряд других.

Основные принципы построения ВС:

1.  возможность работы ВС в разных режимах

2.  модульность структуры тех. и программных средств, что позволяет модернизировать ВС без коренных изменений

3.  унификация и стандартизация тех. средств и ПО

4.  иерархия управления вычислительных процессов

5.  адаптивность ВС к условиям применения

6.  сервисное обслуживание пользователей

В настоящее время опят по разработке и использованию ВС различного назначения…

ВС могут быть классифицированы по назначению и функциям, по типам и числу ЭВМ (или ЦП), по архитектуре ВС, режимам работы, методам управления и т.д.

Основные – принцип структурной и функциональной организации ВС.

1.  По назначению

·  универсальные

·  специализированные

2.  По типу

·  многомашинные

·  многопроцессорные

3.  По типу использования ЦП или ЭВМ

·  однородные

·  неоднородные

4.  По степени территориальной обобщенности модулей

·  система совмещенного типа

·  распределенного типа

5.  По методам управления модулями ВС делятся на системы

·  централизованного типа

·  децентрализованного типа

·  смежного типа

6.  По закреплению функций между ЭВМ и ЦП

·  ВС с жестким закрепление функций

·  ВС с плавным закрепление функций

7.  По режиму работы

·  с оперативным временным режимом

·  с  неоперативным временным режимом

Архитектура ВС

Разнообразие структур ВС затрудняет их изучение и анализ. Целесообразнее классифицировать на основе обобщенных характеристик, для этого вводится понятие:

Архитектура ВС – совокупность параметров и характеристик ВС, определяющих ее функционально-логическую структурную организацию

Т.к. ВС появились как системы параллельного типа, целесообразнее рассматривать классификацию систем с этой точки зрения. Такая классификация архитектуры ВС была предложена М. Флином в 60х гг.

Основа классификации – одинарность\множественность потоков, команд и данных

Согласно классификации можно выделить 4 типа:

·  одиночный поток команд, один. поток данных (ОКОД, SISD)