Раздел 1. Основы вычислительной техники

Тема 1.4 Вычислительные системы

Тема 1. 4 Вычислительные системы

Классификация вычислительных систем

Закономерности развития электронной ВТ

• Преобладает классическая структура фон Неймана - метод последовательных вычислений;

• Постоянный рост быстродействия и интеллектуальности;

• Комплексное совершенствование:

  • элементная база,

  • структурно-аппаратные решения,

  • алгоритмы;

  • системное и прикладное ПО;

• Сегодня резервы классической структуры исчерпаны

Перспектива:

• параллельные вычисления,

• многопроцессорные системы и сети,

Вычислительная система

Термин вычислительная система подчеркивает возможности построения параллельных ветвей в вычислениях, что не предусматривалось классической структурой ЭВМ

Отличительные черты:

• наличие нескольких вычислителей

• разделение процессов обработки информации и ее ввода-вывода,

• многопользовательская и многопрограммная обработка.

Вычислительная система (ВС) - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенная для сбора, хранения, обработки и распределения информации

Цели ВС

• Повышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных,

• Повышение надежности и достоверности вычислений,

• Предоставление пользователям дополнительных сервисных услуг и т.д.

Принципы построения ВС

• возможность работы в разных режимах;

• модульность структуры технических и программных средств

• унификация и стандартизация технических и программных решений;

• иерархия в организации управления процессами;

• способность систем к адаптации, самонастройке и самоорганизации;

• обеспечение необходимым сервисом пользователей при выполнении вычислений

Классификация ВС

По назначению:

1. Универсальные ВС - предназначаются для решения широкого круга задач.

2. Специализированные ВС:

• структура м.б. ориентирована на определенные виды обработки информации:

  • матричные вычисления,

  • решение алгебраических, дифференциальных и интегральных уравнений и т.п.;

• включение в состав ВС специального оборудования и пакетов обслуживания техники.

По типу:

1. Многомашинные

2. Многопроцессорные

Многомашинные системы

• Используются для повышения:

  • производительности,

  • надежности,

  • достоверности вычислений.

• Могут работать в режимах:

  • с резервированием (режим повышенной надежности)

  • параллельных вычислений:

    • режим повышенной достоверности (ВМ решают одну задачу параллельно)

    • режим повышенной производительности (ВМ работают над собственными подзадачами)

Многомашинные системы

• Используются для повышения:

  • производительности,

  • надежности,

  • достоверности вычислений.

• Могут работать в режимах:

  • с резервированием (режим повышенной надежности)

  • параллельных вычислений:

    • режим повышенной достоверности (ВМ решают одну задачу параллельно)

    • режим повышенной производительности (ВМ работают над собственными подзадачами)

Многопроцессорные системы - это

• комплексирование нескольких процессоров;

• общая оперативная память;

• работа под управлением единой операционной системы

• (+) обеспечивается режим повышенной оперативности

• (-) конфликты доступа к памяти

• (-) сложные алгоритмы приоритетного обслуживания

• (-) сложные схемы аппаратной коммутации

По типу ЭВМ или процессоров