Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » PDF-файлы » А.Н. Томилин - Вычислительные системы (2006)

А.Н. Томилин - Вычислительные системы (2006), страница 30

Описание файла

PDF-файл из архива "А.Н. Томилин - Вычислительные системы (2006)", который расположен в категории "лекции и семинары". Всё это находится в предмете "вычислительные системы" из седьмого семестра, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 30 страницы из PDF

И вотдолжно приниматься машиной БЭСМ-6 (наиболее мощной машиной того времени), и тамдолжно оставаться 80% процессорного времени на решение самих задач, а 20% могло бытьпотеряно на поддержку этого всего операционной системой. Такая аппаратура была создана,но она в чистом виде не пригодилась, поскольку «Лунная программа» (как вы поняли, всё92делалось для «Лунной программы», поскольку в 67-м году) не осуществилась у нас в Советском Союзе.И делая эту аппаратуру, постепенно стало ясно, что в тех организациях, где действительно ведётся многоплановая обработка информации, где существует система обработкиинформации в реальном времени, очень полезно иметь комплекс машин, которые бы обеспечивали несколько основных функций для систем обработки информации.

Первое — этообеспечить скорость обработки информации, которая фактически складывается из скоростиобработки отдельных компонент. Т.е. обеспечить конвейер, где какая-то ступень или частьобработки информации производится на одной машине, затем для последующего этапа обработки информации данные передаются по коммуникации на другую машину.ЭВМ1ЭВМ2∆t1∆t2ЭВМ3За это время (∆t2) проводится как второй этап обработки первой порции информации,так за это время проводится первый этап обработки следующей порции информации.

Ну ивот этот конвейер машин можно было обеспечить для ускорения обработки больших потоков данных. Это первая задача.Вторая была задача такая. У машины имеются свои внешние устройства. При объединении в коллектив (в комплекс) желательно, чтобы эти устройства могли быть использованыдля любой задачи (любое устройство любой машины чтоб могло быть использовано в интересах обработки информации в любой задаче на любой машине комплекса).

Это очень важно.Таким образом, в случае чего, в явлениях постепенной деградации, устройства одной машины могли бы обслужить задачи, идущие на других машинах. И наоборот, чтобы все устройства всех машин могли быть использованы гротескно в одной задаче. В основном это, плюсразумное резервирование, которое в реале можно было осуществить.Что же собой представлял сей комплекс? Имелось некоторое количество решающих узлов. Таким решающим узлом могла быть машина БЭСМ-6, и где-то ещё там внешние устройства (ВУ). Такая машина была одна или несколько. Были разработаны, так называемые,центральные процессоры (ЦП), которые использовались как машины, в том смысле, что каждый ЦП управлялся собственной операционной системой (процессор в этом случае становился машиной), но не имел своих внешних устройств, а иногда не имел собственной оперативной памяти (ОП).канал 2-го уровняВУБЭСМ-62процессорЦПОП5ОП7ОПСканал- процеслерсорВУПМ-6АК1К1АТМОК150 мплечипередачиинформацииотображениетелеметрияЦПОПF19канал- процеслерсорПМ-6ВУРис.

19 Многомашинный комплекс АС-6Центральный процессор (ЦП) отличался от машины БЭСМ-6 тем, чем и должен былотличаться, спустя определённый период времени, потому что система работала в 70-х годахуже полностью, машина БЭСМ-6 — в 60-х годах. У машины БЭСМ исторически (мы это свами рассматривали, говорили причины этого дела) была очень небольшая виртуальная память. И в какой-то момент, тоже мы отмечали, уже физическая память превзошлавиртуальную память для задачи.

В данной машине был этот недостаток исправлен, ипоявилась очень большая виртуальная память, в ряде случаев существенно превосходившаяфизическую память — ситуация качнулась в обратную сторону. Ну и далее ещё были93мять — ситуация качнулась в обратную сторону. Ну и далее ещё были введены много новыхопераций для нечисловой обработки данных. Например, обычные операции нечисловой обработки — все операции алгебры логики (конъюнкция, дизъюнкция, сложение по модулю 2),т.е. какое-то количество операций, существенно поддерживающих решение логических задач.

И любую обработку с использованием этих операций можно было делать. Ну не былоопераций над битами, над полями бит, над байтами, над полями байт, вот в центральныхпроцессорах они были сделаны, какие-то задачи этими операциями воспользовались. И в тоже время, где-то к концу разработки, замечательный инженер Андрей Андреевич Соколовсказал такую замечательную фразу: «Машина не должна превышать разумного уровнясложности».

Она очень хорошо проверена была на машинах Эльбрус, потому как на машинах Эльбрус, что касается внутренней организации процессора, системы команд, работыопераций с данными было взято за основу направление Burroughs с многими стеками, совсякими скрытыми стеками и т.д., т.е. с использованием безадресной системы команд. Быломного молодых интересных программистов, математиков, инженеров, которые один из нихчто-то сделал — «Ах ты сделал вот это вот?! А я ещё вот так вот и вот так сделаю! Вот, знайнаших!» И сделал. В результате, понимаете, в чём дело, машина не сразу пошла в строй. Нутам были и причины чисто технические, подвела элементная база чуть ли даже не в моментгосударственных испытаний.

Но это тоже вот как-то сказалось, незримо, может быть. Должен быть разумный какой-то уровень сложности. Вот эта вот гениальная фраза, мне кажется,совершенно правильная.И вот это всё объединялось неким адаптером, выходило на, так называемую, сеть быстродействующего канала первого уровня. Что собой представлял этот канал первого уровня? Вот я рисую коммутатор (К1) не потому, что это первый коммутатор, это просто коммутатор канала первого уровня. И к этому адаптеру подсоединяю по 2 регистра. Здесь организуется полный дуплекс: в тот момент, когда сюда передаются данные, отсюда данные могутпередаваться сюда.

Понятно, что это могут быть и данные из оперативной памяти, и с регистров центрального процессора. Этот коммутатор (К1) был на 4 входа/выхода. Для того,чтобы обеспечить высокую скорость, эти коммутаторы находились друг от друга на расстоянии не более 50 метров. Вот такой сосредоточенный комплекс с 50-ти метровым расстоянием между коммутаторами вполне нормальный, скажем один здесь, другой — в концедома. Это вполне нормально. Реально эти комплексы были в соседних больших залах, или взалах вверху, внизу (в залах на соседних этажах или через один). И этого вполне хватало,чтобы скорость высокую поддерживать. А какая это скорость? Здесь передавались многоразрядные данные. Здесь были данные 96 разрядные.

Что это такое? Это 12 байт. И вот такихпередач на каждом плече здесь осуществлялось 2 миллиона. 24 Мб/с ≈ 200 Мбит/с — к томувремени это была очень рекордная скорость передачи данных. Вот откуда сейчас мы видим исильная связь. Центральный процессор (F) мог иметь программу и данные, которые он использовал, в ОП (5), (1) или даже (2) (см. Рис. 19).Каналом первого уровня считалось это всё вместе: коммутатор плюс наш русскоязычный канал (коммутаторы и плечи).Я почему вот здесь говорю 200 Мбит/с, потому что потом, когда мы сравним с комплексом, который был в Сан-Диего через 10 лет, там была труба повыше и дым погуще, тамбыло 800 Мбит/с.Давайте теперь здесь подсоединим два очень интересных объекта. Реально комплекстакой использовал порядка 8 узлов, которые что-то делали (считали или хранили данные), ав принципе был рассчитан на 16 узлов.

И вот здесь находилась периферийная машина (ПМ6). Она была названа периферийной потому, что её была цель управлять внешнимиустройствами (ВУ). На этой машине никакой целевой обработки данных не велось.Фактически на ней работала только операционная система, состоящая из 2-х слоёв — этопрограмма управления устройствами (т.е.

драйвер — нижний слой, канальныеподпрограммы, имея в виду каждое устройство как подканал). На самом деле здесь тоже былнекий канал второго уровня, об этом чуть позже (см. Рис. 19). Так он был назван посравнению с этим первым. И плюс к слою канальных программ, конечно, было какое-токоличество мониторных программ. Они не управляли устройствами. И состояла эта94не управляли устройствами. И состояла эта периферийная машина из двух частей. Одна называлась процессор для выполнения этих программ. Собственной памяти у ПМ-6 не было,сама операционная система и данные находились в памяти (5) или (6).

Этот процессор ужене был полноразрядным, если иметь в виду ЦП. Здесь были 2-х байтовые регистры и операции над двумя байтами, что вполне достаточно было для некоей обработки передаваемой/принимаемой информации. Конечно, здесь не было операций с плавающей запятой.Вторая часть — каналлер.

Фактически — это был некий симбиоз селекторного и мультиплексного каналов.Были комплексы с двумя ЦП, но их было не много. В основном были с одним ЦП. Такие были поставлены в Институт прикладной математики, было 3 основных центра управления полётами космических аппаратов.Здесь я нарисую ещё одно очень интересное устройство — адаптер телеметрии иотображения (АТМО). Сюда входили потоки телеметрической информации (так называемой, широкополосной) — потоки информации телевизионного типа (с высокой скоростью).Телеметрия шла через телефонные каналы разные, от радиотехнических станций, которыенаходились на бортах космических аппаратов (сейчас на МКС десятка полтора).

Свежие статьи
Популярно сейчас