Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
а
б
Рис. 4.159. Многомашинный вычислительный комплекс с косвенной (а) и прямой (б) связями между ВМ
399
гается за счет прямой связи через адаптер, обеспечивающий обмен данными между каналами ввода-вывода (КВВ) двух ВМ (рис. 4.159, б) и передачу сигналов прерывания. За счет этого создаются хорошие условия для координации процессов обработки данных и повышается оперативность обмена данными, что позволяет вести параллельно процессы обработки и существенно увеличивать производительность АИС. В настоящее время многомашинные вычислительные комплексы широко используются для повышения надежности АИС и совместного использования периферийного оборудования.
В многомашинных вычислительных комплексах взаимодействие процессов обработки данных обеспечивается только за счет обмена сигналами прерывания и передачи данных через адаптеры канал-канал или общие внешние запоминающие устройства. Лучшие условия для взаимодействия процессоров создаются тогда, когда все процессоры имеют доступ ко всему объему данных, хранимых в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ), и могут взаимодействовать со всеми периферийными устройствами комплекса. Вычислительный комплекс, содержащий несколько процессоров, оперативную память (общую или разделенную между процессорами) и общие периферийные устройства, называется многопроцессорным вычислительным комплексом. Принцип построения таких комплексов иллюстрируется рис. 4.160. Процессоры, оперативная память (ОЗУ) и каналы ввода-вывода, к которым подключены периферийные устройства (ПУ), объединяются в единый комплекс с помощью интерфейсных средств, обеспечивающих доступ каждого процессора к оперативной памяти и каналам ввода-вывода, а также возможность передачи данных между последними. В многопроцессорном комплексе отказы отдельных устройств влияют на работоспособность АИС в меньшей степени, чем в многомашинном. То есть многопроцессорные комплексы обладают большей устойчивостью к отказам и большей производительностью. Каждый процессор имеет непосредственный доступ ко всем данным, хранимым в общей оперативной памяти, и к периферийным устройствам, что позволяет параллельно обрабатывать не только независимые задачи, но и блоки одной задачи (нити).
Рис. 4.160. Многопроцессорный вычислительный комплекс
400
Многомашинныё и многопроцессорные вычислительные комплексы рассматриваются как базовые средства для создания АИС различного назначения. Поэтому в состав вычислительного комплекса принято включать только технические средства и общесистемное (базовое), но не прикладное программное обеспечение, связанное с конкретной областью применения комплекса. Таким образом, вычислительный комплекс есть совокупность технических средств, включающих в себя несколько ВМ или процессоров, и общесистемного (базового) программного обеспечения.
Вычислительные системы. АИС, настроенная на решение задач конкретной области применения, называется вычислительной системой. Вычислительная система включает в себя технические средства и программное обеспечение, ориентированные на решение определенной совокупности задач. Существует два способа ориентации ВС. Во-первых, вычислительная система может строиться на основе ВМ или вычислительного комплекса общего применения. Здесь ориентация системы обеспечивается за счет программных средств
— прикладных программ и, возможно, операционной системы. Во-вторых, ориентация на заданный класс задач может достигаться за счет использования специализированных ВМ и вычислительных комплексов. В этом случае удается при умеренных затратах оборудования добиться высокой производительности.
Специализированные вычислительные системы наиболее широко используются при решении задач векторной и матричной алгебры, цифровой обработки сигналов, систем реального времени, а также связанных с обработкой изображений, распознаванием образов и т.д.
Вычислительные системы, построенные на основе специализированных комплексов, начали интенсивно разрабатываться в начале 70-х годов. В таких системах использовались процессоры со специализированными системами команд, а конфигурация комплексов жестко ориентировалась на конкретный класс задач. В последнее десятилетие начались исследования и разработка адаптивных ВС, гибко приспосабливающихся к решаемым задачам. Адаптация вычислительной системы с целью приспособления ее к структуре реализуемого алгоритма достигается за счет изменения конфигурации системы. При этом соединения между процессорами, а также модулями памяти и периферийными устройствами устанавливаются динамически в соответствии с потребностями задач, обрабатываемых системой в текущий момент времени. В связи с этим адаптивные вычислительные системы иначе называются системами с динамического структурой. За счет адаптации достигается высокая производительность в широком классе задач и обеспечивается устойчивость системы к отказам.
401
вм
или
ВК
АС
I
Передатчик
X
Приемник АС Приемник
Приемник АС Приемник
Приемник АС Приемник
Рис. 4.161. Система телеобработки данных (АС — адаптер связи)
