Лекция 13. Классификация вычислительных систем, типы
Классификация систем
Понятие вычислительная машина обычно применяют к вычислительному устройству, имеющему небольшие габариты и единую конструкцию. Обычно это устройство включает минимально необходимые функциональные узлы. Система относится к более сложным устройствам и объединяет функциональные блоки территориально разнесенные, чаще однотипные. В составе системы может быть несколько функциональных однотипных блоков. Понятие комплекс выше системы, его применяют к устройствам занимающим определенное пространство, т.е. разнесенные, имеющие каналы связи и разнотипные повторяющиеся функциональные блоки. Поскольку между комплексом и системой граница размыта, обычно их разделяют по конструктивному признаку. Комплекс — это множество самостоятельных конструктивно устройств. Сети — территориально разнесенные вычислительные устройства, использующие стандартные способы связи между собой. Обычно система — вычислительная, сегодня информационно-вычислительная система (ИВС). Как правило информационно-вычислительная система или информационно-вычислительный комплекс имеют прикладное назначение. Те или иные конфигурации предназначены для сбора и обработки информации, управления, диагностирования, автоматизированных рабочих мест. В этих приложениях непосредственно вычислительные процедуры занимают не основную роль. Основным становится передача, хранение информации. В зависимости от состава системы изменяется конфигурация, динамические характеристики, надежность устройств. В процессе эволюции системы прошли длинный путь, поэтому появились различные конфигурации вычислительных систем.
|
|
|
Наиболее традиционно системы делят на два типа по режиму использования: однопрограммные и мультипрограммные. Первые, как бы последовательные и начав обработку одной программы, последовательно выполняют ее до завершения, даже если процедура предусматривает ввод-вывод (простой процессора) программа не прерывается. На этом подходе построены большинство небольших вычислителей, разнообразием в которых является введение режима пакетной обработки: сразу после выполнения i-й задачи, программа без участия оператора переходит к следующей задаче. Режим пакетной обработки вводится для повышения производительности. Мультипрограммная система также может работать в режиме пакетной обработки и как система коллективного пользования. Во втором случае система может решать как бы одновременно несколько задач для нескольких абонентов. Мультипрограммный режим ориентирован на полную загрузку процессора вычислительными процедурами, во время работы с внешними устройствами процессор занят решением другой задачи. На конфигурацию режим работы влияния не оказывает. Основное — программное обеспечение.
|
|
|
Второй подход — по количеству процессоров: одномашинные (типовая структура, причем сопроцессор объединяется с основным) и многопроцессорные (многомашинные). Отличие в том, что многопроцессорные системы могут иметь единый конструктив, многомашинные — различные конструктивы, каждая машина свой конструктив. Многопроцессорные комплексы могут работать в режиме реального времени или в обычном пользовательском режиме. Режим реального времени предусматривает выполнение законченных процедур до обновления информации. Например, с внешнего устройства вводится массив, он обрабатывается за Dt, выносится решение и только после этого времени поступает новый массив. Такие системы необходимы в информационно-вычислительных комплексах, в АСУТП, в устройствах слежения и управления.
По территориальному расположению системы подразделяют на: сосредоточенные конструктивно в одном месте, с телеобработкой (вычислители разнесены на небольшое расстояние), сети ЭВМ. Принципиальным различием телеобработкой и сетями является то, что обмен информации в сетях происходит по последовательному принципу.
|
|
|
Помимо этой классификации существует деление многопроцессорных вычислительных устройств по принципам передачи информации. Поскольку многопроцессорные системы ориентированы на модульный принцип построения, их ресурсы могут увеличиваться за счет наращивания функциональных блоков.
Типовая структура ЭВМ имеет представление: 1 поток команд, 1 поток данных. Однородная матричная система имеет структуру: 1 поток команд, множественный поток данных. Такие структуры обрабатывают большие данные (матричные процессоры). Если применить несколько программ для обработки массивов данных, получаем структуру: множественный поток команд, множественный поток данных. Как поток данных, так и потоки команд функционируют по конкретным шинам, поэтому аппаратно эти структуры требуют значительных затрат процессоров, так и каналов связи процессор-память. Одно из перспективных направлений мультипроцессорных систем — потоковые машины. Рассмотренная классификация не затрагивает многих вопросов, например способов управления (микрокоманды, команды, макрокоманды, теги), способов разделения памяти, обращения к ней, протоколов связи, интерфейсов и т.д.
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!