Tea

Готовности операндов

Рис. 15.19. Структура команды (а) и упрощенная структура процессора с управлением потоком данных (б) :

ОУ— операционное устройство

ном порядке при готовности их операндов. Тем не менее в конце концов получается один и тот же результат.

Можно считать, что активизация вершины сопровождается поглощением меток готовности на ее входах. По завершении операции меткой готовности отмечается выходная дуга верши­ны. Перемещение меток готовности по графу потока данных отображает протекание вычислительного процесса.

Возникает вопрос, как данные и соответствующие команды находят друг друга? Для ответа на него обратимся к рис. 15.19, поясняющему идею процессора, управляемого потоком данных [31, 34]. «Потоковая программа» размещается в массиве ячеек команд. Команда наряду с кодом операции содержит поля, куда заносятся готовые операнды, и поле, содержащее адреса ко­манд, в которые должен быть направлен в качестве операнда результат операции. Кроме того, каждой команде поставлен в соответствие двухразрядный тег (располагаемый в управляю­щем устройстве), разряды которого устанавливаются в I при занесении в тело команды соответствующих операндов. В со­стоянии тега 11 (оба операнда готовы) инициируется запрос к операционному коммутатору на передачу готовой команды в соответствующее коду операции (и тегу операнда, определяю­щему тип Данных) операционное устройство. Результат выпол­нения команды над ее непосредственно адресуемыми операнда­ми направляется через командный коммутатор согласно указан­ным в команде адресам в ячейки команд и помещается в их поля операндов. Далее указанная процедура циклически повторяется, причем управление этим процессом полностью децентрализовано и не нуждается в счетчике команд.

Контрольные вопросы

1. В чем различия в структурах и назначении многомашинных и мно­гопроцессорных систем и комплексов?

2. Какой из комплексов — многомашинный или многопроцессор­ный — и почему предпочтительнее для использования при параллельной обработке потока задач: а) со слабыми информационными взаимосвязя­ми; б) требующих интенсивного обмена промежуточными результатами в процессе решения задач?

3. Какие системные средства используются при организации в ЕС ЭВМ только в многомашинных и только в многопроцессорных ВК?

4. Что общего между двухканальным переключателем в ЕС ЭВМ и шинным переключателем в ЕС ЭВМ?

5. Какова природа конфликтов в многопроцессорных системах с межмодульными связями на основе общей (разделяемой) шины? Пол­ностью ли исключает возникновение конфликтов коммутатор межмодуль­ных связей?

6. Почему в системах с автоматической реконфигурацией предпо» чтительнее применение многопроцессорных структур?

7. Сравните по надежности и живучести структуры отказоустойчи­вых комплексов, описанных в § 15.4?

8. Какие подходы и структуры используются при построении супер­ЭВМ?

9. Как данные (операнды) и соответствующие команды находят друг друга в ВС с управлением потоком данных?

Глава 16

ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ 16.1. Вычислительные сети. Общие сведения

Развитие архитектуры, аппаратурных и программных средств ВС и успехи в развитии методов организации и аппара­туры систем передачи данных по каналам связи позволили приступить к созданию вычислительных систем качественно но­вого типа — вычислительных сетей.

Вычислительной сетью (ВСт) или сетью ЭВМ называется комплекс территориально рассредоточенных ЭВМ и терминаль­ных устройств, связанных между собой каналами передачи данных.

Целесообразность создания ВСт обусловливается возмож­ностью использования территориально рассредоточенными поль­зователями оборудования ЭВМ, программ и информационных баз, находящихся в различных вычислительных центрах сети, возможностью организации «распределенной обработки» данных путем привлечения вычислительных ресурсов нескольких вычис­лительных центров сети для решения особо сложных задач.

Вычислительную сеть можно рассматривать как систему с распределенным по территории аппаратурными, программны­ми и информационными ресурсами. Возможна реализация на основе ВСт распределенного (децентрализованного) банка дан­ных, отдельные информационные базы которого создаются в местных вычислительных центрах, например, в процессе фун­кционирования АСУ отдельных предприятий и объединений, а при решении задач более высокого уровня управления исполь­зуются как единая база данных.

Другая возможность — это создание централизованного банка данных, к которому имеют доступ многочисленные, в том числе находящиеся на значительном расстоянии абоненты через свои терминалы (абонентские пункты) и терминалы местных систем коллективного пользования.

Объединение в сеть ЭВМ нескольких вычислительных цент­ров способствует повышению надежности функционирования вычислительных средств, так как создается возможность ре­зервирования одних вычислительных центров за счет техниче­ских ресурсов других центров.

Вычислительная сеть позволяет оперативно перераспреде­лять нагрузку между ЭВМ сети и снижать пиковую нагрузку на вычислительные средства.

С созданием ВСт возникли предпосылки для специализации отдельных ВЦ сети на решении задач определенного класса, что по оценкам специалистов дает значительный эффект, так как позволяет существенно сократить общие затраты высококвали­фицированного труда на разработку моделей, алгоритмов и па­кетов прикладных программ. Специализация отдельных ВЦ сети становится возможной, так как пользователь имеет доступ к уни­кальным программам и данным, а также уникальным вычисли­тельным средствам (например, специализированным процессо­рам) любого ВЦ сети.

В ВСт с программно-несовместимыми ЭВМ теряет остроту проблема переноса программных средств с одних машин на