- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 4599
Одним из принципиальных моментов разработки МВК “Эльбрус-2” является создание внутренней машинной организации, позволяющей достичь значительного упрощения системы математического обеспечения за счет приближения аппаратных возможностей к нуждам программирования.
Система команд и внутренняя структура МВК “Эльбрус-2”, включающая универсальный стековый механизм, приспособлены для программирования на языках высокого уровня и позволяют осуществлять эффективную компиляцию программ в машинный код. Рекурсивное использование процедур, работа нескольких пользователей с общими данными, практически неограниченный объем математической памяти, предоставляемый в распоряжении пользователя, динамическое распределение и защиты памяти, разветвленная система прерываний существенно облегчают программирование и повышают производительность машины. Высокая производительность МВК “Эльбрус-2” обеспечивается также архитектурными особенностями системы, среди которых прежде всего необходим отметить параллелизм обработки.
Параллельная обработка данных реализуется на двух уровнях — параллельных процессов и параллельного выполнения независимых команд. Первый уровень — это реализация эффективной многопроцессорной системы. второй уровень — обработка команд по принципу поточной линии с максимально возможным совмещением выполнения во времени.
Формально многопроцессорность системы “Эльбрус” заключается в том, что модули центральных процессоров (ЦП) и процессоров ввода-вывода (ПВВ) работают с общей оперативной памятью (ОП) параллельно и независимо друг от друга. Однако такое определение неполно.
Многопроцессорность — это не простое механическое объединение нескольких процессоров с общей памятью. Эффективная мультипроцессорная работа обеспечивается доступом в ОП по восьми независимым каналам, системой взаимного программного прерывания процессоров для синхронизации параллельной работы, аппаратно-реализованными семафорными операциями для синхронизации доступа к общим данным, динамическим распределением ресурсов, прежде всего памяти, повторной входимостью программ, универсальной и совершенной защитой памяти, специальной организацией сверхоперативной буферной памяти и др.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 3995
Большинство из описанных выше структурных и архитектурных способов увеличения производительности ВС были открыты в 60-х годах и вначале применены на отдельных моделях ЭВМ 2-го и 3-го поколений, потом стали использоваться в ВС высокой производительности и, наконец, после усовершенствования апробирования нашли применение в серийных ЭВМ и ВС различных классов 3-го и 4-го поколений. Это обычный путь внедрения новых технических решений и не только в ЭВМ. Но бывает и так, что появляется машина, в которой сразу и успешно внедрены многие “революционные” технические идеи. Такие машины вместо жизненного цикла (морального старения) в десяток лет выпускаются 20 и более лет и кладут начало новому семейству.
В гражданской авиации такими машинами были ПО-2, ЛИ-2,. (ДС-3), Ил-62; в автомобильной промышленности – первая модель “Фольксваген”; среди ЭВМ – серия 6000 Control Data, семейство IBM-360/370, БЭСМ-6. За созданием таких моделей в вычислительной технике стоят имена выдающихся архитекторов-конструкторов ЭВМ: Сеймура Крея, Дж. Амдала, академика Лебедева – людей не только генерировавших передовые идеи, но и организаторов, создавших вокруг себя коллективы талантливых коллег и последователей.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 5397
В основу классификации многопроцессорных вычислительных систем (МВС), предложенной Ф.Г. Энслоу [1], положены разновидности топологии соединительной сети и методы ее работы, определяющие метод соединения аппаратных модулей в единую многопроцессорную вычислительную систему. Эта классификация учитывает степень параллельности потоков информации степень и возможность одновременной работы модулей МВС. Предполагается, что МВС сосредоточена в одном месте таким образом, что расстояния между отдельными ее модулями позволяют передавать информацию со скоростью, согласующейся с производительностью процессоров и пропускной способностью остальных элементов.
Согласно классификации Ф.Г. Энслоу существует несколько типов структурной организации МПВК:
- с общей шиной;
- с перекрестной коммутацией;
- с многовходовыми ОЗУ;
- ассоциативные;
- матричные и векторные,
- конвейерной обработкой.
Подробнее: Классификация аппаратных средств вычислительных систем по Ф.Г. Энслоу
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 20912
Вычислительная техника в своем развитии по пути повышения быстродействия ЭВМ приблизилась к физическим пределам. Время переключения электронных схем достигло долей наносекунды, а скорость распространения сигналов в линиях, связывающих элементы и узлы машины, ограничена значением 30 см/нс (скоростью света). Поэтому дальнейшее уменьшение времени переключения электронных схем не позволит существенно повысить производительность ЭВМ. В этих условиях требования практики (сложные физико-технические расчеты, многомерные экономико-математические модели и другие задачи) по дальнейшему повышению быстродействия ЭВМ могут быть удовлетворены только путем распространения принципа параллелизма на сами устройства обработки информации и создания многомашинных и многопроцессорных (мультипроцессорных) вычислительных систем. Такие системы позволяют производить распараллеливание во времени выполнения программы или параллельное выполнение нескольких программ.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 6391
1. Монопольный режим.
Это самый простой режим, при котором ЭВМ передается полностью со всеми ресурсами одному пользователю. В таком режиме работали ЭВМ 1-го поколения. В них пользователь сам осуществлял операции ввода-вывода, производил отладку и запуск задачи, следил за ходом ее решения. Режим, удобный для программиста, - машина всегда в его распоряжении, он работает в диалоге с ней. Неудобство - чрезвычайно низкий коэффициент использования оборудования. Компромисс был найден позднее в больших машинах введением режима разделения времени.
В настоящее время монопольный режим вновь нашел применение в персональных ЭВМ, но он существенно отличается от монопольного режима работы машин 1-го поколения. Пользователь на персональной ЭВМ действительно один, но в помощь ему работает целая операционная система с большим набором сервисных и прикладных задач. Все управление работой ВС осуществляется пользователем через ОС, о всех ситуациях, требующих его вмешательства, пользователь получает сведения не непосредственно от источника, вызвавшего эту ситуацию, а от ОС, которая уже произвела анализ и, как правило, предлагает пользователю альтернативу дальнейших действий.
