Вычислительные системы.
Юстиция Франции.
Общие и АС.
1. Суд большой юрисдикции.
2. Суд 1 инстанции.
3. Коммерческий суд.
4. Суд по трудовым спорам.
5. Суд по социальным вопросам.
6. Суд по делам несовершеннолетних.
7. Местный суд.
8. Полицейский суд.
9. Уголовный суд.
10. Суд ассизов.
8, 9, 10 – уголовные дела.
1, 2, 3, 4, 5 – гражданские дела.
6, 7 – гражданские и уголовные дела.
1 – 9. Второе звено – апелляционный суд.
10. Второе звено – апелляционный суд ассизов.
Высшее звено – кассационный суд.
АС. Нижнее звено – административные трибуналы. Второе звено – административный апелляционный суд. Третье звено – Государственный совет.
Другие административные суды, чьи решения подлежат контролю со стороны государственного совета.
Уголовные суды являются частью судов, рассматривающие гражданские дела. Полицейские суды находятся в судах 1 инстанции. Уголовные суды – подразделения судов большой юрисдикции.
Суд ассизов. Непостоянный, обычно каждые 3 месяца на 2 недели. 3 судьи и 9 присяжных – единая коллегия. Самые сложные дела.
о
о
Под вычислительными системами будем понимать, сложные вычислительные устройства с разнесенными в пространстве компонентами и выполняющие, как правило параллельную обработку информации.
1.1. Признаки и схема классификации.В качестве основных признаков (классификации), характеризующих организацию структуры и функционирования вычислительных систем, с точки зрения, главным образом. параллельности работы, выберем следующие:
1) тип потока команд в центральной части вычислительной системы;
2) тип потока данных в нейтральной части вычислительной системы;
3) способ обработки данных в центральных устройствах обработки;
4) степень связанности компонент вычислительной системы;
5) степень однородности основных компонент вычислительной системы;
6) тип внутренних связей в вычислительной системе.
Эти шесть признаков определяют базовую схему классификации, которая содержыт семь уровней иерархии. Переход от каждого i-го уровня к следующему более низкому Н-1-му уровню определяется соответствующим i-М признаком (рис. 1). В этой схеме используются следующие условные обозначения:
а) ВС —вычислительные системы;
б) ОК, МК — одиночный и множественный потоки команд соответственно;
в) ОД, МД — одиночный и множественный потоки данных соответственно;
г) С, Р—пословная и поразрядная обработка данных в центральных обрабатывающих устройствах соответственно;
д) Нc, Вс—низкая и высокая степень связанности вычислительной системы соответственно;
е) Ор, Нр—однородная и неоднородная вычислительная система соответственно;
ж) Кн, Пм, Пр — системы со связями «канал-канал», через общую внешнюю память и непосредственно между процессорами соответственно;
з) Ош, Мш, Пк — системы со связями через одну общую шину с разделением ее времени или со связями через множество шин при использовании многовходовых модулей оперативной памяти и с перекрестными связями при помощи матричного коммутатора соответственно.
1.2. Описание классов вычислительных систем.
Первые три признака классификации характеризуют организацию и функционирование вычислительных систем и определяют, в общих чертах, их структуру. Эти признаки являются двузначными и поэтому образуют, в совокупности, 8 уровней классов систем.
Переход от первого ко второму уровню соответствует разделению систем по типу потока команд - одиночный или множественный - между модулями оперативной памяти и устройствами управления или процессорами.
При переходе к третьему уровню, системы разделяются по типу потока данных -одиночный или множественный - между центральными обрабатывающими устройствами и модулями памяти.
Далее при переходе к четвертому уровню иерархии, системы разделяются по способу обработки данных в центральных устройствах обработки - пословная или поразрядная обработка.
Системы с одиночными потоками команд и данных и с пословной обработкой данных -ОКОДС представляют собой обычные процессоры, а с поразрядной обработкой данных ОКОДР - одноразрядные процессоры.
Системы с одиночным потоком команд и множественным потоком данных имеют в качестве характерных представителей, для случая пословной обработки - данных ОКМДС, матричные системы и ансамбли процессоров, а для случая поразрядной обработки ОКМДР -ассоциативные системы.
Типичными представителями класса систем с множественным потоком команд и одиночным потоком данных, при пословной обработке информации, МКОДС являются
магистральные (конвейерные) системы. В качестве систем с поразрядной обработкой МКОДР можно представить системы с конвейером одноразрядных обрабатывающих устройств.
Многомашинные и многопроцессорные системы образуют класс систем с множественными потоками команд и данных, и с пословной обработкой МКМДС. В качестве систем с поразрядной обработкой МКМДР можно представить системы однобитовых процессоров, связанных между собой.
Последние три признака схемы классификации (рис. 1) определяют классы систем со сложной структурой. На схеме показаны классы пятого, шестого и седьмого уровней для реально существующих вычислительных систем.
При перехода к пятому уровню схемы происходит разделение на системы с низкой и высокой степенью связанности.
К шестому уровню - разделение на однородные и неоднородные системы.
И, наконец, при переходе к седьмому уровню, системы разделяются по типу связей между устройствами их центральной части.
Низкая степень связанности для систем типа ОКМДС означает, что обрабатывающие устройства имеют индивидуальные блоки оперативной памяти и связаны с устройством управления, но не имеют непосредственных связей между собой. Высокая степень связанности для систем такого класса означает, что обрабатывающие устройства имеют индивидуальные блоки оперативной памяти и, по меньшей мере, связаны линиями с соседними обрабатывающими устройствами. Типичные представители первых систем -ансамбли процессоров, а вторых матричные системы (а также системы с векторным потоком данных, имеющие общую оперативную память).
Наиболее сложную структуру имеют многомашинные и многопроцессорные системы. Первые из них характеризуются низкой степенью связанности, а вторые - высокой степенью связанности, поскольку многопроцессорные системы, в отличие от многомашинных, имеют общую оперативную память. Многомашинные системы содержат обычно конструктивно законченные выделительные машины и могут состоять как из машин одного типа, так и из машин различных типов. В состав многопроцессорных систем могут входить как однотипные так и разнотипные процессоры. Поэтому предусмотрены классы однородных и неоднородных, многомашинных и многопроцессорных систем (МКМДС/НсОр и Нр, МКМДС/ВсОр и Нр). соответственно.
Характерными типами связи в (однородных и неоднородных) многомашинных системах являются связи типа канал-канал (Кн) которые осуществляются при помощи адаптера, через внешнюю память (Пм), а т.ж. непосредственно между процессорами для обмена сигналами о состоянии друг друга, прерывания работы и для прямого управления (Пр). Многомашинные системы могут иметь различные комбинации этих типов связей, что условно показано на рис. 1 путем плотного расположения друг к другу узлов схемы Кн, Пм и
Характерными типами связей в (однородных и неоднородных) многопроцессорных системах между их процессорными модулями и модулями оперативной памяти являются связи, которые осуществляются при помощи одной шины (с разделением времени обмена информацией при помощи этой шины (Ош)), многошинные связи осуществляются, с применением многовходовых модулей оперативной памяти (Мш) и перекрестные связи осуществляются при помощи сосредоточенного/распределенного перекрестного (матричного) коммутатора (Пк). Отметим, что шины и матричный коммутатор используются и для присоединения внешних устройств.
Ряд параллельных вычислительных систем обладает признаками более чем одного класса. Так, например, ортогональные системы являются комбинацией систем типа ОКОДС и ОКМДР. Такого рода системы, с признаками отличающихся друг от друга классов, естественно считать системами с комбинированной структурой. Некоторые системы в процессе работы могут так изменять режим функционирования, что «переходят» из одного
класса в другой.? Такие системы естественно считать системами с перестраиваемой структурой.
1.4 Пословная и поразрядная обработка.
Современные вычислительные системы имеют сложную организацию структуры и функционирования. Описание систем на базе четырех классов ОКОД ОКМД, МКОД, МКМД оказывается слишком грубым. Для более детального описания целесообразно учитывать признаки пословной и поразрядной обработки следующим образом .
Схему четырех классов вычислительных систем ОКОД, ОКМД, МКОД, МКМД можно представить в виде квадрата (рис. 6). Верхняя вершина соответствует классу ОКОД.
Переход из нее к левой вершине связывается с размножением потока данных, в результате чего получается класс ОКМД, а переход от верхней к правой вершине связывается с размножением потока команд, в результате чего получается класс МКОД. Переход из левой и правой вершин к нижней связывается с размножением потока команд и потока данных соответственно, в результате чего получается один н тот же класс МКМД
Схема четырех классов обладает рядом недостатков. Так, например, структурно различные ассоциативные и матричные системы попадают в один и тот же класс ОКМД. Системы с комбинированной и перестраиваемой структурой могут занимать два и даже три
класса из четырех.
В целях улучшения схемы ее можно модифицировать так, чтобы обеспечивалось различие между пословной обработкой (С) и поразрядной обработкой (Р). Такая схема изображена на рис. 7. Она содержит восемь классов. Ассоциативные и матричные системы занимают в этой схеме разные классы - ОКМДР и ОКМДС соответственно. Схема обладает лучшими возможностями локализации классов систем с комбинированной и перестраиваемой структурой. Так, например, если в исходной схеме системы занимают два или три класса из четырех, то в модифицированной схеме они могут занимать два или три класса из восьми соответственно, т. е. их описание при помощи классификации становится более определенным, хотя, конечно, не однозначным.
Модифицированная схема восьми классов включена в базовую схему классификации и составляет ее четвертый уровень (рис. 1).
1.5. Основные структуры.
Упрощенные структурные схемы типовых представителей вычислительных систем указанных выше восьми классов изображены на рис. 8.Номера структурных схем вычислительных систем на этом рисунке соответствуют номерам классов вычислительных систем, представленных в четвертом уровне схемы классификации на рис. 1. Отметим, что разделение памяти по типам на рис. 8отражает, в первую очередь, ее функциональные признаки, а не конкретную конструкцию.
Системы ОКОДС и ОКОДР представляют собой обычный и одноразрядный процессоры соответственно и осуществляют последовательную обработку информации. Остальные системы являются параллельными и осуществляют параллельную обработку информации.
Параллельная обработка информации представляет собой одновременное выполнение двух или более частей одной и той программы Двумя или более процессорными модулями вычислительной системы. Ее следует отличать от мультипрограммирования, основное содержание которого составляет разделение времени и оборудования между двумя или более программами, функционирующими одновременно и размещенными полностью или частично в оперативной памяти. Возможен мультипрограммный режим параллельной обработки.
Вычислительные системы параллельной обработки информации или, более коротко, параллельные вычислительные системы содержат два или более процессорных модулей и подразделяются на три основных класса: ОКМД, МКОД и МКМД. Они представляют собой такие системы, в центральной части которых имеется два или более потока команд и (или) данных.
Системой типа ОКМД называется некоторая параллельная вычислительная система с единственным общим модулем управления работой множества процессорных модулей, причем все или часть этих модулей одновременно выполняют поток команд Такие системы подразделяются на системы с пословной обработкой ОКМДС и системы с поразрядной обработкой ОКМДР.
Основными типами систем ОКМДС являются ансамбли процессоров, системы с векторным потоком данных и матричные системы Характерной особенностью таких систем является то, что они обрабатывают данные параллельно и обращаются к ним при помощи адресов, а не при помощи тэгов (признаков - флажков, меток) или выборки по содержимому ячеек памяти.
Ансамбли процессоров представляют собой такие параллельные системы типа ОКМДС, в которых процессорные модули упорядочиваются общим потоком управления и обработки, как правило, это - сравнительно небольшие процессоры без взаимосвязей либо с низкой степенью связанности.
Системы с векторным потоком данных и матричные системы представляют собой такие параллельные системы типа ОКМДС, в которых процессорные модули упорядочиваются общим потоком управления и обработки, как правило, это - сравнительно небольшие процессоры с высокой степенью связанности. В первых системах процессоры обычно имеют общую оперативную память и являются фактически составными арифметико-логическими устройствами обработки, которые выполняют последовательно команду за командой над векторами операндов. Во вторых системах процессоры имеют индивидуальную оперативную память и составляют матричную конфигурацию со связями между непосредственными соседями.
Тот факт, что системы типа ОКМДС могут быть как с низкой, так и с высокой степенью связанности, отмечен условно на рисунке 8при помощи прерывистой линии, связывающей изображения процессоров.
Основным типом систем ОКМДР являются ассоциативные системы. Характерной особенностью таких систем является то, что их процессорные модули (или память с встроенной логической обработкой) реализуют адресацию на основе свойств содержимого данных в большей степени, чем с помощью адресов.
Ассоциативные системы подразделяются на системы с ассоциативной памятью и системы с ассоциативными процессорами (ассоциативные матричные системы). Системы с ассоциативной памятью представляют собой такие параллельные системы типа ОКМДР, которые оперируют с данными при доступе к ним помощи тэгов или выборки по содержимому ячеек памяти в большей степени, чем при помощи адресов.
ОКМДР, которые обычно оперируют со разрядов данных (срез разряда данных - это совокупность разрядов одной и той же фиксированной позиции в множестве слов данных).
Перейдем к вычислительным системам типа МКОД. К параллельным системам типа МКОДС относятся магистральные (конвейерные) системы - такие системы, в которых осуществляется одновременное выполнение нескольких команд при помощи последовательного прохождения слов потока данных через магистраль (конвейер) нескольких специализированных блоков обработки. При этом обработка разбивается на соответствующее число подзадач (этапов), каждая из которых выполняется на одном из указанных специализированных блоков обработки.
Принцип магистральной (конвейерной) обработки основан на разделении вычислительного процесса на несколько подпроцессов, каждый из которых выполняется на отдельном устройстве. При этом последовательные процессы могут выполняться одновременно на своих устройствах подобно тому, как это имеет место в промышленных технологических процессах. Принцип конвейерной обработки может применяться на различных уровнях иерархии вычислительного процесса, начиная с уровня построения логических схем устройств. В зависимости от уровня применения принципа конвейерной обработки можно выделить, рассматривая уровни снизу вверх, арифметико-магистральные, командно-магистральные и макро магистральные системы, а в зависимости от типа применяемых команд обработки среди магистральных систем можно выделить системы с обычными и системы с векторными командами.
Как отмечалось выше, в качестве систем МКОДР можно рассматривать системы с конвейером одноразрядных процессоров.
Системой типа МКМД называется некоторая параллельная вычислительная система с несколькими модулями управления работой нескольких процессорных модулей, причем эти модули выполняют несколько потоков команд. Число процессоров составляет обычно величину в пределах от 2 до 10, но может составлять и несколько десятков и более, в особенности для микропроцессорных систем. Основные типы систем МКМДС -многопроцессорные и многомашинные системы.
Многопроцессорной системой называется такая параллельная система типа МКМДС, которая содержит два или более сильно связанных центральных процессора, общую для них оперативную память и, целиком или частично, общие периферийные устройства, включая периферийные процессоры и каналы ввода-вывода, управление которыми, как единым комплексом, осуществляет единственная операционная система. В вычислительной системе могут быть несколько копий одной операционной системы. Таким образом, многопроцессорная вычислительная система содержит два или более процессорных модулей, функционирующих под единым управлением, и осуществляет одновременную обработку нескольких команд и данных при общей иерархической памяти.
Более подробно характерные черты многопроцессорных систем можно представить следующим образом.
Многопроцессорная система включает два иди несколько центральных устройств обработки информации - центральных процессорных модулей. Эти устройства могут иметь как одинаковые, так и различные характеристики. Основная память (оперативная память) должна находиться в общем пользовании и должна быть доступной для всех процессоров системы. Процессоры могут иметь некоторую собственную память. В системе должен быть общий доступ ко всем устройствам ввода-вывода, включая каналы, устройства управления и периферийное оборудование. В системе должна быть единая интегрированная операционная система, осуществляющая общее управление аппаратными и программными средствами. При этом должна быть предусмотрена возможность тесного взаимодействия аппаратных средств и программного обеспечения:
1. на уровне системного программного обеспечения при выполнении системных задач;
2. на программном уровне при выполнении частей одной и той же программы несколькими процессорами или при выполнении нескольких независимых программ (мультипрограммный режим параллельной обработки);
3. на уровне обмена данными;
4. на уровне аппаратных прерываний.
Следует отметить, что взаимодействие аппаратных и программных средств зависит не только от организации взаимных связей, но и от системного программного обеспечения и процедур обработки данных. Базовая структурная схема многопроцессорной системы изображена на рис. 9.
Многомашинной системой называется такая параллельная система типа МКМДС, которая содержит обычно две или более однопроцессорных или многопроцессорных слабо связанных между собой вычислительных систем с общей внешней памятью и/или со связями через каналы ввода-вывода, работающих совместно под управлением своих операционных систем. В системе возможны непосредственные связи между процессорами в целях управления. В ее состав могут входить однопроцессорные и многопроцессорные системы одного и того же или различных типов, а также такие вычислительные системы, как магистральные, матричные, ассоциативные и другие.
Как отмечалось выше, в качестве систем МКМДР можно рассматривать системы связанных между собой одноразрядных процессоров.
Системами с комбинированной структурой будем называть такие параллельные вычислительные системы, структуры которых характеризуются комбинацией признаков существенно отличающихся друг с друга классов.
Одним из наиболее известных типов систем с комбинированной структурой являются ортогональные системы. Они представляют собой такие параллельные системы, которые ведут обработку двумя процессорами - обычным процессором типа ОКОДС и ассоциативным процессором типа ОКМДР - и используют общую для них оперативную память в режиме разделения оборудования. Они являются системами с высокой степенью связанности, поскольку пара процессоров имеет общую оперативную память.
Системами с перестраиваемой структурой будем называть такие параллельные вычислительные системы, которые обладают возможностью в процессе работы изменять тип структуры и, в предельном случае, осуществлять переходы от одного класса к другим существенно отличным классам. Такие системы в последние годы получили быстрое развитие в связи с разработкой и созданием распределенных вычислительных систем на базе микропроцессоров.
Концепция распределенных вычислительных систем быстро развивается иизменяется иеще не является сложившейся. В настоящее время под такими системами понимается новый класс вычислительных систем, имеющих большое число рассредоточенных универсальных средств (ресурсов) аппаратного и программного обеспечения с возможностью быстрой и гибкой перестройки, функционирующих автономно, но, вместе с тем, согласованно под управлением операционной системы высокого уровня,
Объединяющей ИХ В единое Целое И Обеспечивающей ИХ ВЗаиМОДеЙСТВИе Через СеТЬ СВЯЗИ;.
Распределенные вычислительные системы воплощают дальнейшее развитие многомашинных и многопроцессорных систем с децентрализованным управлением, в том числе существующих мини- и микропроцессорных систем.
Следует выделить вычислительные сети. Они состоят из территориально разнесенных центров (узлов), образуемых самыми разнообразными вычислительными системами, и систем связи, линии которых соединяют центры в некоторую конфигурацию сети. Вычислительные центры функционируют втой или иной мере автономно друг от друга и взаимодействуют между собой через систему связи.
Вычислительные сети, в силу своих особенностей, существенно отличаются от других типов параллельных вычислительных систем и обладают ярко выраженной спецификой как в части организации структуры и функционирования, так и в части программного обеспечения. И будут рассмотрены в других курсах.
Различие между распределенной вычислительной системой и вычислительной сетью является, в принципе, вопросом о размерах, местоположении и функциях узлов, а также о количестве взаимодействий между ними. Если все компоненты системы относительно малы, зависимы и локализованы, то их можно считать частями одной распределенной вычислительной системы (машины). Бели, наоборот, они достаточно сложны и не зависимы, то их можно рассматривать как разные машины сети. Множество разнообразных смешанных форм, вероятно, станет обычным в ближайшие годы.
Возможно, что концепция центрального процессора устареет. Большая вычислительная машина будет в этом случае укомплектована десятками, сотнями или даже тысячами идентичных процессоров, выполненных на одном кристалле (или даже части кристалла), у каждого из которых будет своя функция. Некоторые из этих процессоров могут иметь микропрограммы для компиляции программ (для каждого языка - один процессор) для выполнения программ после компиляции (также со специализацией процессоров по языкам), для осуществления связи с пользователями в оперативном режиме, для управления большими базами данных, для аппаратной диагностики и для других целей.
Одно из направлений развития вычислительных систем имеет дело с высоко параллельными устройствами массовой обработки (на уровнях вплоть до самых элементарных операций), называемыми вычислительными средами. Вычислительная среда представляет собой совокупность простейших одинаковых автоматов, одинаковым образом соединенных между собой и программно настраиваемых на выполнение некоторой функции из функционально полного набора. Основные принципы построения вычислительных сред -параллельность, конструктивная однородность и программная изменяемость структуры.
Основные типы параллельных вычислительных систем представлены на рис. 10. На этом рисунке выделены однородные и неоднородные многопроцессорные вычислительные системы, поскольку характеристики однородности и неоднородности в большой степени влияют на структуру многопроцессорных систем в силу их сильной связанности.
Вычислительные системы с повышенной надежностью, а также распределенные вычислительные системы и сети показаны отдельно в связи с их спецификой.
