15. Средства уменьшения влияния ввода-вывода на длительность всего процесса обработки информации в высокопроизводительных системах обработки данных.
Общее правило: для сокращения длительности всего процесса обработки от момента поступления запроса до выдачи результатов необходимо ускорять наиболее длительные его этапы или организовывать их совмещение по времени. Это достигается рядом мер, в том числе структурными методами, к которым относятся методы и средства аппаратной и программной организации параллелизма низкого уровня. К ним относятся:
- автономные системы ввода – вывода (СВВ – аналог СУО применимо к одному компьютеру), обеспечивающие совмещение во времени процессов обработки и ввода – вывода;
- многомодульная память, обеспечивающая ее «расслоение»;
- конвейеры команд, которые позволяют совместить во времени выполнение различных фаз нескольких последовательных команд;
- средства сопроцессирования и функционально распределенной организации обработки.
Организация систем ввода – вывода для высокопроизводительных машин имеет чрезвычайно важное значение, т.к. с увеличением быстродействия средств обработки увеличивается потребность в исходных данных и увеличиваются объемы результатов обработки.
Для высокопроизводительных СОД (систем обработки данных) характерно наличие внешних запоминающих устройств, содержащих магнитные и оптические диски с большим объемом хранимой информации, а для СОД, работающих в реальном масштабе времени характерно наличие источников информации, характеризуемых высокими скоростями ее передачи. Во всех высокопроизводительных СОД реализованы автономные СВВ, обеспечивающие совмещение процессов обработки и ввода – вывода.
14. Дать определения основных характеристик квв.
Основные характеристики КВВ.
1) Номинальная пропускная способность
(байт в секунду), т.е. число байтов данных,
которые могут быть переданы с помощью
КВВ между ПУ и ОЗУ за единицу времени
при условии, что никакие другие
вычислительные средства не мешают
выполнению функции КВВ;
2) Нагрузочная способность
,
т.е. наибольшее число ПУ, которое может
обслуживать КВВ не вызывая потери
информации и снижения скорости их
работы.
В реальных условиях совместная работа
ЦП и СУО оказывают значительное влияние
друг на друга. Пропускная способность
КВВ снижается относительно номинальной,
снижается и производительность ЦП, что
объясняется неполным перекрытием
операций обработки и ввода – вывода
.
13. Прямой доступ к памяти, цели и задачи.
Прямой доступ к памяти (ПДП).
Обеспечивает обслуживание быстрых ПУ и ВЗУ, в которых хранятся большие массивы данных и к которым происходит частое обращение. Обмен в режиме ПДП означает, что ввод – вывод данных осуществляется с помощью аппаратных средств, входящих в Квв, независимо от основной программы. На Квв в этом случае возлагается буферизация и преобразование форматов данных.
Определение текущего адреса для каждой передачи в память или из нее слова определяется моментами завершения обмена. Основные функции Квв, такие как установление связи, образование канала между ПУ и ОЗУ в начале операции, окончание операции и проверка состояний компонентов СУО, выполняются либо программный путем с привлечением аппаратуры ЦП, либо дополнительными средствами Квв.
В ряде случаев функции Квв выполняются специальной аппаратурой, работающей под управлением собственной программы. Реализованный таким способом Квв называется процессором ввода – вывода (Пвв). Пвв является подчиненным специализированным процессором, работа которого инициируется с помощью ЦП. Пвв используется высокопроизводительными ЭВМ.