Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:avs:question9

№9 Этапы развития вычислительных систем и основные принципы, закладываемые при их создании

В своем развитии вычислительные системы прошли несколько этапов. Одним из факторов, определяющих развитие вычислительных систем в целом и вычислительных сетей в частности, является высокая производительность. Следовательно, метод увеличения производительности – организация управления параллельной обработки данных.

Этапы:

  1. Мультипрограммная обработка (начало – 60-е гг.; существовали однопроцессорные машины). Основной признак этапа: совмещение этапов вычислений в однопроцессорных ЭВМ. При мультипрограммной обработке параллельные вычисления выполняются путем совмещения во времени различных этапов разных задач. Мультипрограммная обработка возможна даже в однопроцессорных ЭВМ и широко используется в современных системах обработки данных.
  2. Независимые параллельные вычисления несколькими обрабатывающими устройствами (70-е гг.). Особенность: наличие физического параллелизма. Основные признаки: параллелизм независимых задач, параллелизм независимых ветвей, параллелизм объектов или данных.
  3. Векторно-конвеерные супервычисления (с появлением микропроцессоров; благодаря усложнению процессора, вычислителя; начало – 80-е гг.). Особенности этапа: появление параллельных вычислений в АЛУ, RISC- архитектура.
  4. Параллельные вычисления на множестве процессоров, связанных коммуникационной средой передачи сообщений (связано с появлением сложных многомашинных комплексов, многопроцессорных систем). Особенность: кластерные системы и параллельная обработка в кластерных системах.
  5. Системы микропроцессоров с кэш-памятями и разделяемой физически распределенной основной памятью (разрабатывается в наше время). Особенность: получение новых возможностей повышения производительности вычислений за счет слияния стратегий вычислительных систем и сетей ЭВМ (связано с использованием разнородного оборудования и разнородных сред).

Системы с параллельной обработкой данных принято называть вычислительными системами.

Начиная с 60-х годов, для повышения надёжности и производительности несколько вычислительных систем связывались между собой, образовывая многомашинный вычислительный комплекс, который включает в себя 2 или более ЭВМ, состоящих из ЦП, ОЗУ, набора периферийных устройств и работает под управлением собственной ОС. При этом связи между ЭВМ в МВС обеспечивают выполнение функций возложенных на комплекс в целом.

Под вычислительной системой будем понимать совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и ПО, которое предназначено для подготовки и решения задач пользователей. Отличительной особенностью вычислительной системы по отношению к ЭВМ является наличие нескольких вычислителей реализующих параллельную обработку.

Цели вычислительной системы:

  • повышение производительности системы за счёт ускорения процессов обработки данных
  • повышение надёжности и достоверности вычислений
  • предоставление пользователям дополнительных сервисных услуг

Параллелизм в вычислениях значительно усложняет процесс управления, а также усложняет использование технических ресурсов. Функцию управления в вычислительной системе выполняет ОС вычислительной системы.

Кроме выигрыша в стоимости технических средств, вычислительные системы предоставляют дополнительные преимущества: наличие нескольких вычислителей в системе позволяет по-новому решать проблемы надёжности и достоверности результатов обработки, резервирования, централизации хранения и обработки данных, децентрализации управления и т.д.

Основные принципы построения, закладываемые при построении вычислительной системы:

  • возможность работы в различных режимах
  • модульность структуры технических и программных средств. Это позволяет совершенствовать и модернизировать вычислительные системы без коренных их переделок.
  • унификация и стандартизация технических и программных решений
  • иерархия в организации управления процессами
  • способность системы к адаптации, самонастройке, самоорганизации
  • обеспечение необходимым сервисом пользователей системы при выполнении вычислений

Структура вычислительной системы – совокупность комплексируемых элементов и их связи.

В качестве элементов вычислительной системы выступают как отдельные ЭВМ, так и процессоры. Причём в вычислительных системах, относящихся к классу больших систем, разделяют структуры:

  • структуры технических средств
  • структуры программных средств
  • структуры управления
  • и т.д.

Признаки классификации вычислительных систем:

  1. по целевому назначению и выполняемым функциям
  2. по типам структур и числу ЭВМ или процессоров
  3. по архитектуре системы
  4. по режимам работы
  5. по методам управления элементами системы
  6. по степени разобщенности элементов вычислительной системы.

Основными из них являются признаки структурной и функциональной организации вычислительной системы.

examination/avs/question9.txt · Последние изменения: 2014/01/15 08:10 (внешнее изменение)