А.Н. Томилин - Вычислительные системы (2006), страница 29

Имеется некая шина, к которой подключены вот эти все устройства. И по этой шине под управлением управляющего слова, которое находится в самом контроллере, после или постоянно, захватывая на передачу каждогообъёма данных.управляющееслово обменаПроцессорарбитршиныОПУУУУ...УУшинаадаптерадаптерУУУУУУУУ...адаптерУстройство управления (УУ) под управлением управляющим словом захватывает этушину, передавая данные в оперативную память (ОП) или забирая эти данные. Естественно,драйвер в своё время управляющее слово передал.Всегда кто-то является инициатором запроса.

За шину борются все компоненты, которые я нарисовал, в своё время являющиеся либо хозяином, либо слугой (master/slave). Естественно, они все будут бороться одновременно, поэтому имеется арбитр шины —устройство, которое эти конфликты снимает (пропускает сначала один, потом другой и т.д.).Т.е. всё то же самое, как мы с вами рассматривали, только уже контроллер устройства здесьон уже является либо контроллером устройства, которое ведёт обмен непрерывно,захватывая эту шину периодически, либо здесь какие-то другие есть устройства, они тожезахватывают.Делается так.

Вот такой вариант. Здесь подсоединяется достаточно небольшое количество устройств управления (контроллеров) — достаточно быстрые устройства, а сюда подключается некий адаптер, через который подключается другая шина, к которой подключаются тоже устройства управления с другими устройствами (ввода/вывода, например).

И такможет быть некоторое количество. Есть шина первого ранга, есть шина второго ранга. И,90сами понимаете, здесь может быть и третьего уровня. Таких шин может быть и несколько, идаже может быть вот так сделано:ОППроцессоршина 1шина 2И памяти может быть несколько и процессоров — вопрос комплектации.

Вот такойподход к управлению, который назвали по сравнению с тем подходом децентрализованным.Реально это предложила фирма DEC — Digital Equipment Corporation.Один симбиоз мы с вами увидим, когда будем рассматривать многомашинные комплексы АС-6. Вот этот симбиоз — средний (промежуточный) вариант во многих машинахсуществует.Вот собственно то, что мы хотели рассмотреть по разделу «Обеспечение обмена свнешними устройствами». Обращаю ваше внимание, что задача наша была показать возможность параллельной работы устройств, обмена с внешними устройствами и как этот обмен управляется.Многомашинные комплексыНу что же, у нас осталась одна последняя тема — это рассмотрение многомашинныхкомплексов.

Уж в который раз я говорю про то, что многомашинные комплексы возниклисразу, как только появились две машины, практически везде. Дальше они успешно существовали и продолжали существовать как комплексы сосредоточенные, т.е. когда вычислительные машины находятся относительно близко друг к другу и уже по этому признаку, конечно, достаточно быстродействующих каналов связи (из-за короткого расстояния быстродействие и определяется — на небольшом расстоянии при большой частоте передачи легчебороться с возможными искажениями передачи аппаратно), и второй класс — это рассредоточенные комплексы. Примеров таких комплексов, конечно, очень много.

Вы знаете многопроектов, которые вертятся действительно в огромном сообществе людей. Все всегда отмечают проект SETI (SETI@home: Search for Extraterrestrial Intelligence at Home) — это поисквнеземных цивилизаций, попытка расшифровывать сигналы, искать осмысленные сигналы,спектры разных излучений, идущих из разных мест вселенной. Т.е.

каждый, включающийсясо своей машины через средства массовой коммуникации (через Интернет), решает частьобщей задачи.Не так давно был активный эксперимент по решению биологической задачи. Она быларешена при параллельном использовании сотен компьютеров. Организатором был наш отечественный центр МГУ при поддержке вычислительного центра (ВЦ) МГУ, машиныЧерноголовки, машины Урала, многие институты были подключены для решения этойзадачи, и она была решена. Т.е. существовал многомашинный комплекс на базекоммуникаций сети Интернет.Можно говорить о сильносвязанных, о слабосвязанных комплексах.

Трудно решить такую задачу, но так можно определить, что сильносвязанный комплекс — это такой комплекс,где передача данных от одной машины к другой идёт приблизительно со скоростью работыоперативной памяти (ОП) этой машины, не на порядок отличается от этой скорости (скажемв 2 раза медленнее, в 3 раза медленнее, но не в десятки, не в сотни раз медленнее). Вот такиекомплексы называются комплексами с сильной связью. Что это такое? Это комплексы с общей памятью (мы такой комплекс рассмотрим — комплекс АС-6, а потом отметим, что былсоздан такой комплекс в университете Сан-Диего в Америке уже после того, как у нас былиразработаны эти комплексы АС-6, естественно, это произошло не потому, что они узнали, даэто и не нужно было, по необходимости сути такой обработки информации, они такой ком91плекс построили, который оказался идеологической копией комплекса АС-6, но был разработан и эксплуатировался в существенно более позднее время), либо с общедоступной памятью, к которой обращение идёт со скоростью её работы или несколько медленнее.

А второе— это высокоскоростные каналы. Тут зависит от того, какие это каналы. Если у вас гигабитные каналы (или многогигабитные каналы — самые современные достижения), то, смотрякакие машины, для некоторых это и будет как раз то самое. Поэтому даже если гигабитныйканал соединяет машины находящиеся в пределах здания, то это есть комплекс с сильнойсвязью. Раз так, были комплексы со слабой связью, они делались во многих случаях с использованием внешней памяти: на одной машине что-то обрабатывалось, и это что-тозаписывалось на внешнюю память (на магнитный диск, магнитную ленту), и уже другаямашина, имеющая доступ к устройству управления (об этом говорили), к контроллерунескольких входов, оттуда эти данные получала для использования в счётной задаче какихто там действий, объединённых этой системой.

Ясное дело, что поскольку скорость работывнешней памяти существенно медленнее скорости ОП, поэтому это комплекс со слабойсвязью. Такой комплекс существовал: было две машины БЭСМ-6 и общее поле дисков, и собоих машин селекторный канал подходил к контроллеру или устройству управления этимполем на магнитных дисках (большое количество дисководов), и вот так эти машиныработали, принимая друг у друга информацию.

Это был комплекс со слабой связью. Многиеговорили, что комплекс со слабой связью всегда мог организовать любой пользователь тем,что он брал ленту в одной организации (прятал для соблюдения секретности) и нёс её вдругую организацию, там ставил её на магнитофон, и пожалуйста вам, получал информациюили передавал кому-то, и там эта информация считывалась, использовалась при решениизадач.Я ещё раз повторяю, что когда был семинар по связи машины БЭСМ-6 с другими ЭВМв Киеве где-то в 70-х годах, выяснилось, что число комплексов, в которых участвует машинаБЭСМ-6, превосходит количество этих самых машин. Это значит, что каждая машина использовалась даже в нескольких вариантах многомашинных комплексов.Рассмотрим комплекс с общедоступной памятью (она не общая, конечно), которыйреализовывал конвейер.

Когда мы рассматривали многопроцессорные комплексы, мы говорили, что одним из первых многопроцессорных комплексов был макроконвейерный комплекс, т.е. комплекс из многих процессоров, созданный в Киеве, когда были процессоры,выполнявшие вычисления, были процессоры, на которых шли управляющие части программного комплекса. Всё это между собой связывалось по передаче данных. И вот этоткомплекс, обладавший свойством постепенной деградации — это когда у вас часть комплекса выходит из строя, то ухудшение параметров по времени, время удлиняется обработки информации, но она продолжает обрабатываться.

Это называется система, обеспечивающаяпостепенную деградацию. Не очень приятный термин, но такие системы всегда считалисьхорошими. Хотя при очень высокой надёжности сейчас современные кластерные системыуже отошли от принципа постепенной деградации просто потому, что выход из строя — этоЧП, которое случается очень редко, значит, в этом случае будет невыполненная обработкаповторена, конечно, долго придётся делать, но ничего страшного.Итак, этот комплекс называется многомашинный комплекс АС-6.

История начала этогокомплекса совершенно не связана с многомашинностью. Была поставлена задача где-то в 67м году, как только появилась машина БЭСМ-6, сделать для неё аппаратуру сопряжения (откуда и слово «АС») с телеграфными и телефонными каналами связи. Некоторое сопряжениес терминалами было с самого начала. Была связь, конечно, с телетайпами, потом были немецкие рулонные телетайпы (за рубежом ими часто пользовались). Такая связь была, но онане полностью удовлетворяла, и поэтому была поставлена задача, что приходящие из реальнодальних пунктов измерения параметров полётов космических аппаратов, получение телеметрии — всё это должно идти где-то телеграфным, где-то телефонным каналом.