9. Понятие вычислительной системы

Каждая ЭВМ состоит из аппаратной и программной частей. В аппаратную часть входит комплекс технических средств, включающий процессор, оперативную память и группу ПУ. В программную часть входят операционные системы, средства программирования, программы технического обслуживания и пакеты прикладных программ. Аппаратные и программные средства взаимосвязаны и дополняют друг друга, поэтому они должны рассматриваться и восприниматься пользователем совместно, в едином комплекте (затраты на разработку программных средств превышают стоимость аппаратных средств ЭВМ). Следовательно, вычислительная система (ВС)– представляет собой совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих автоматическую обработку информации. Состав этих средств может изменяться и дополняться в соответствии с назначением системы и условиями ее применения.

Дополнение этого комплекта различными устройствами и модулями образует расширенный комплект системы или комплекс, который может быть типовым, специфицированным и проблемно-ориентированным. Состав специфицированных комплексов определяется требованиями пользователей и включает в себя, во-первых, базовый комплект или типовой комплекс, дополненный необходимым оборудованием из имеющейся номенклатуры технических средств, и, во-вторых, стандартное программное обеспечение.

Проблемно-ориентированные комплексы предназначены для выполнения множества задач определенного класса, объединенных общей технологией обработки информации. Они формируются на основе базовых комплектов или типовых комплексов с включением в их состав нестандартных и специально разработанных аппаратных и программных средств. Примерами являются измерительно-вычислительные комплексы и автоматизированные рабочие места. Обычно АРМ организуется на базе персонального компьютера, дополненного специфическими периферийными устройствами, отражающими характер работы пользователя. Так, например, в состав АРМ конструктора обычно входят графический дисплей, кодировщик графической информации и графопостроитель.

Повышение производительности вычислительных средств может быть достигнуто лишь за счет разработки и использования новых структурных решений. Одно из основных таких решений связано с реализацией принципа распараллеливания вычислений, с созданием параллельных вычислительных систем. Весь путь развития структуры и архитектуры ЭВМ основан на совмещении и распараллеливании основных внутренних процессов, происходящих при выполнении программ: процессов управления вычислениями, обработки, хранения информации и обращения к ней, обмена данными. Нераспараллеленными остались процессы обработки и управления, реализуемые центральным процессором. Поэтому очевиден следующий шаг развития ЭВМ и ВС – включение в их состав нескольких процессоров с целью распараллеливания процессов обработки. Параллельные вычислительные системы представляют собой совокупность из двух или более взаимосвязанных и согласованно действующих вычислителей (процессоров или ЭВМ), выполняющих совместную параллельную обработку информации.