А.Н. Томилин - Вычислительные системы (2006), страница 4

Какому угоднопользователю: прикладному, системному. Вот это — структура ЭВМ. Сколько у вас памятисверхбыстродействующей, в которой автоматически накапливаются наиболее часто используемые данные (память cache). Одноуровневый, двухуровневый. Это к программированиюникак не имеет отношения. Вот это структура — внутренняя организация, которая никак неотражается на проблемы программирования. А вот архитектура ЭВМ… Есть два основныхподхода. Первый — чёткий — система команд машины.

Например: вот у вас система команддля выполнения действий над числами, представленными с фиксированной запятой; другаясистема команд — для чисел с плавающей запятой. Наборы команд совершенно разные. Ещёпример: содержаться команды обработки векторов или не содержаться. Если таких команднет, то выполняется обработка циклом.

Вот это существенно. Второй подход — более расплывчатый в том смысле, что описывается система в виде некоторой многоуровневой системы. Естественно уровни аппаратуры, уровни системного ограничения, уровни библиотек,уровни middleware, прикладные программы, административный уровень и т.д. И обязательноинтерфейсы между уровнями.Мы с вами обсуждали, что был период «золотого века» отечественной вычислительнойтехники, когда наши разработчики, инженеры, программисты находились над уровнем зарубежных коллег.

Это признавалось и сейчас во всех исследованиях признаётся. Сейчас же нассущественно обошли. Этому есть ряд причин. Что же на самом деле произошло?Статья «Москва компьютерная» (www.computer-museum.ru — сайт виртуальногокомпьютерного музея — раздел «Развитие вычислительной техники в СССР») была заказанак 850-тилетию Москвы:«…Компьютеростроение стимулировало и вбирало в себя лучшие достижения смежных областей науки и техники: сначала – электроники, а затем и микроэлектроники, вложившей информационную мощь в миллионы мельчайших транзисторов.

Микроэлектроника в последние 15–20 лет сталаглавной движущей силой компьютерной революции. В результате в условиях открытого информационного пространства в мире сформировалась массовая компьютерная индустрия, осуществляющаяпринципиально новую социальную функцию: обеспечение лавинообразного накопления информации,которая становится главной регулирующей силой жизни человечества.…В конце 40-х годов к созданию ЭВМ оказались готовы только три страны: США, Англия, СССР.Для разработки, развития и применения средств вычислительной техники (ВТ) необходимыследующие условия:• постановка масштабных актуальных задач, не поддающихся решению без применения средствВТ;• наличие технической инфраструктуры и передовых технологий для разработки и примененияВТ;9•наличие вузов с профессорско-преподавательским составом, способным вести подготовкукадров в данной области…Быть или не быть?Всякое новое социально-значимое явление в жизни человеческого общества подвергается состороны власть предержащих самой тщательной проверке и экспертизе.

Так велит закон самосохранения власти. Колоссальная роль вычислительной техники для будущего – не только как новой области науки и техники, но и как принципиально нового фактора социального влияния – стала предметом пристального внимания политиков и идеологов с обеих сторон "железного занавеса".В начале 50-х годов в США по инициативе правительства (о чем у нас почти совсем неизвестно)была развернута общественная дискуссия на тему "Несут ли компьютеры угрозу американскому образу жизни?". Правящие круги испытывали серьёзные опасения из-за возможного нарушения балансана рынке труда. К экспертизе социальных последствий были подключены активно работавшие в области кибернетики ученые с мировыми именами: Дж.

фон Нейман, Н. Винер, К. Шеннон и др. Вердиктвсесторонней и независимой экспертизы поражает своей дальновидностью: при грамотном использовании компьютер усилит позиции общества, основанного на свободной конкуренции. Только послеэтого власти США дали зеленый свет свободному рыночному развитию вычислительной техники.Этот шаг, на первый взгляд, локального (для одной страны) значения воспринимается сегоднякак открытие, масштабы которого только начинают осознаваться социологами. Широкое и свободноеразвитие вычислительной техники с неизбежностью приводит к созидательной информационнойтрансформации общественного сознания в целом.Так искали и находили ответы на вопрос "быть или не быть" власти на Западе. В нашей странеблюстители идейной чистоты, к сожалению, поспешили определить кибернетику, а вместе с ней ивычислительную технику, как "буржуазную лженауку".

Чтобы лечить "болезни" с таким диагнозом,надо было иметь гражданское мужество. В защиту вычислительной техники активно выступили академики А. И. Берг, А. А. Дородницын, С. А. Лебедев. В результате в эшелонах власти вычислительнаятехника получила зеленую улицу, но только для решения задач достижения военного паритета. Ревнители идей обобществления вслепую отвергли для широкого общества то огромное богатство обобществленной собственности, которое сейчас лавинообразно реализуется в среде мировых информационных ресурсов.

Таковы парадоксы истории…»Раньше был лозунг: «От каждого по способности, каждому по труду, его общественнополезных результатов». Первое как-то достигалось: никто не мешал работать, кто не хотел— тот не работал (недостаток был). А вот «каждому по труду» — это не получалось. Такимобразом, выдвинутый лозунг для существования общества оказался нереализованным. Отсюда и крах общества: уравниловка и прочие.Когда мы работали, мы видели — вокруг дело новое, а вот это — дело тёмное. Поэтому,конечно, хотелось что-то сделать, да ещё к тому же, понимая, что это нужно для развитияобщества.

Нас поддерживало то, что оценивалась наша работа не хуже других направленийдеятельности в нашей стране. И это создавало хорошее настроение.Сейчас этот лозунг тоже не достигается (от каждого по способности, каждому по труду). К сожалению, произошло резкое расслоение. И те, кто получает что-то большое, это ужене по труду, не по количеству вложенного в общество.

А просто-напросто у него оттягивает.Т.е. переход на новые рельсы жизни лоббируют в первую очередь те, кто потащили на себяодеяло государственных средств.Что делается в Америке? А в Америке делается следующее: как только подназреваетновый этап, чтобы поддержать конкурентную способность Америки, они выделяет сотнимиллиардов долларов на развитие программного обеспечения супермашин. Куда? Конечно,безвозвратно!«…История не злонамеренна.

Она дает шанс всем, кто в нем нуждается. Сегодня мы должны иможем начать вторую попытку. Но для этого надо до конца выправить идейные ошибки прошлого,которые обрекли страну на самоизоляцию.Вплоть до переломного момента начала реформ Москва оставалась для страны компьютернымлокомотивом. Налицо парадокс: лидеры реформ, сумевшие снять с великой страны "железный занавес", не видят для нее своих путей к информационно-компьютерному суверенитету…»Им не дают видеть негодяи, которые всю страну направили на собственное накопление.10«…Накопленный в стране интеллектуальный потенциал, способный активно влиять на будущеестраны, остается невостребованным. Неужели на ухабах реформ Москва отказалась от бремени лидерства? Не хочется думать, что после 850 лет преодолений на очередном затяжном подъёме сталоневмоготу крутить компьютерные педали».Статья давняя, но всё-таки достаточно актуальная.А.А.ЛяпуновМ.Р.Шура-БураЛ.Н.КоролёвЭ.З.ЛюбимскийВ.П.ИванниковС.С.ЛавровА.П.ЕршовА.А.Ляпунов считается основателем программирования.

М.Р.Шура-Бура — долго возглавлял кафедру Системного программирования, затем был В.П.Иванников. М.Р.Шура-Буравозглавлял всё это дело в Институте прикладной математики (ИПМ), Л.Н.Королёв — в Институте точной механики и вычислительной техники. И всюду работали до кафедры и всодружестве, и в соперничестве по вопросам системного программного обеспечения.С.С.Лавров — он работал и по программированию космических дел, потом возглавлял программистов по тем же делам в Вычислительном Центре Академии наук. Э.З.Любимскийсейчас возглавляет центральную комиссию в Институте прикладной математики (ИПМ).А.П.Ершов — член-корреспондент Академии наук, выдающийся человек, есть школы и институты его имени по информатике.Ладно, теперь к делу.Есть 5 групп вопросов.

Первая группа — это вопросы по параллелизму как внутри вычислительной машины, так и по параллелизму многопроцессорному. Вторая группа — этосредства поддержки работы операционных систем. Третья — это организация памяти. Четвертая — это тоже для параллелизма важно — это различные способы подключения, различные каналы связи с внешними устройствами. И пятая — это многомашинные комплексы.Классификация архитектур вычислительных системМы с вами говорили о том, что вначале были многомашинные комплексы, пока ещё небыло многопроцессорных.

Потом появились многопроцессорные, параллельно существовалимногомашинные комплексы. Существуют многомашинные многопроцессорные — каждая измашин многопроцессорная, машины соединены между собой. Логическое подмножествомногомашинных комплексов — это сети ЭВМ. Мы с вами изучать сети не будем.Напомним классическую классификацию архитектур:ОКОДОКМДМКОДМКМД∅МВКSMPNUMAsymmetricmultiprocessornon uniformmemory access11ММВКMPPmassiveparallelprocessorsОКОД — одиночный поток команд одиночный поток данных — один процессор.

Чтоважно — одно устройство управления (УУ). Общее арифметико-логическое устройство(АЛУ). По-английски это — SISD (single instruction single data).ОКМД (SIMD) — одна команда выполняется на разных процессорах над разными данными. Но одно УУ. Классический пример — ILIAC IV.МКОД (MISD) — много команд, один поток данных. Попробуйте написать программу,которая бы имела операции +, −, ×, ÷, &, ∨, сдвиг только над одними данными (например,находящимися в ячейках памяти 3 и 6).