АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
Рис.4.3.1.1. Уровни комплексирования машин в вычислительную систему
Уровни и средства комплексирования. Логические и физические уровни.
Лекция 6.
Модель Домара.
Основная идея:инвестиции играют в экономике двойственную роль: они создают, с одной стороны, производственные мощности, с другой – генерируют спрос за счет мультипликативного эффекта. Инвестиции создают дополнительные производственные мощности, которые не могут быть продуктивно использованы до того, как доход вырастет в последующем периоде, что в свою очередь требует еще больших инвестиций и т.д.
Т.е. для поддержания роста с постоянными темпами необходимо, чтобы рост доходов соответствовал росту производственных мощностей.
где
- ежегодный прирост чистых инвестиций;
ежегодный темп роста чистых инвестиций;
мультипликатор инвестиций, причем
средняя склонность к сбережению;
потенциальная средняя производительность инвестиций.
Сочетание различных уровней и методов обмена данными между модулями ВС наиболее полно представлено в универсальных суперЭВМ и больших ЭВМ, в которых сбалансировано использовались основные методы достижения высокой производительности. В этих машинах предусматривались следующие уровни комплексирования (рис. 4.3.1.1):
· прямого управления (процессор-процессор);
· общей оперативной памяти;
· комплексируемых каналов ввода-вывода;
· устройств управления внешними устройствами (УВУ);
· общих внешних устройств.
На каждом из этих уровней используются специальные технические и программные средства, обеспечивающие обмен информацией.
Уровень прямого управления служит для передачи коротких однобайтовых приказов-сообщений. Последовательность взаимодействия процессоров сводится к следующему. Процессор-инициатор обмена по интерфейсу прямого управления (ИЛУ) передает блок прямого управления байт-сообщение и падает команду “прямая запись”. У другого процессора эта команда вызывает прерывание, относящееся к классу внешних. В ответ он вырабатывает команду “прямое чтение” и записывает передаваемый байт в свою память. Затем принятая информация расшифровывается и по ней принимается решение. После завершения передачи прерывания снимаются, и оба процессора продолжают вычислять по собственным программам.
Уровень общей оперативной памяти (ООП) является наиболее предпочтительным для оперативного взаимодействия процессоров. В этом случае ООП эффективно работает при небольшом числе обслуживаемых абонентов.
Уровень комплексируемых каналов ввода-вывода предназначается для передачи больших объемов информации между блоками оперативной памяти, сопрягаемых в ВС. Обмен данными между ЭВМ осуществляется с помощью адаптера “канал-канал” и команд “чтение” и “запись”. Адаптер – устройство, согласующее скорости работы сопрягаемых каналов. Обычно сопрягаются селекторные каналы (СК) машин как наиболее быстродействующие. Скорость обмена данными по этому уровню составляет несколько Мбайт в секунду. В ПЭВМ данному уровню взаимодействия соответствует подключение периферийной аппаратуры через контроллеры и адаптеры.
Уровень устройств управления внешними устройствами (УВУ) предполагает использование встроенного в УВУ двухканального переключателя и команд “зарезервировать” и “освободить”. Двухканальный переключатель позволяет подключать УВУ одной машины к селекторным каналам различных ЭВМ. По команде “зарезервировать” канал – инициатор обмена имеет доступ через УВУ к любым накопителям на дисках НМД или на магнитных лентах НМЛ. Обмен канала с накопителями продолжается до полного завершения работ и получения команды “освободить”. Только после этого УВУ может подключиться к конкурирующему каналу. Только такая дисциплина обслуживания требований позволяет избежать конфликтных ситуаций.
На четвертом уровне с помощью аппаратуры передачи данных (АПД) (мультиплексоры, сетевые адаптеры, модемы и др.) имеется возможность сопряжения с каналами связи. Эта аппаратура позволяет создавать сети ЭВМ.
Пятый уровень предполагает использование общих внешних устройств. Для подключения отдельных устройств используется автономный двухканальный переключатель.
Пять уровней комплексирования получили название логических потому, что они объединяют на каждом уровне разнотипную аппаратуру, имеющую сходные методы управления. Каждое из устройств может иметь логическое имя, используемое в прикладных программах. Этим достигается независимость программ пользователей от конкретной физической конфигурации системы. Связь логической структуры программы и конкретной физической структуры ВС обеспечивается операционной системой по указаниям диспетчера-оператора вычислительного центра. Различные уровни комплексирования позволяют создавать самые различные структуры ВС.
Второй логический уровень позволяет создавать многопроцессорные ВС. Обычно он дополняется и первым уровнем, что позволяет повышать оперативность взаимодействия процессоров. Вычислительные системы сверхвысокой производительности должны строиться как многопроцессорные. Центральным блоком такой системы является быстродействующий коммутатор, обеспечивающий необходимые подключения абонентов (процессоров и каналов) к общей оперативной памяти.
Уровни 1, 3, 4, 5 обеспечивают построение разнообразных машинных комплексов. Особенно часто используется третий в комбинации с четвертым. Целесообразно их дополнять и первым уровнем.
Пятый уровень комплексирования используется в редких специальных случаях, когда в качестве внешнего объекта используется какое-то дорогое уникальное устройство. В противном случае этот уровень малоэффективен. Любое внешнее устройство – это недостаточно надежное устройство точной механики, а значит, выгоднее использовать четвертый уровень комплексирования, когда можно сразу управлять не одним, а несколькими внешними устройствами, включая и резервные.
Чтобы дать более полное представление о многопроцессорных вычислительных система, помимо высокой производительности необходимо назвать и другие отличительные особенности. Прежде всего это необычные архитектурные решения, направленные на повышение производительности (работа с векторными операциями, организация быстрого обмена сообщениями между процессорами или организация глобальной памяти в многопроцессорных системах и др.).
Контрольные вопросы:
1.уровни комплексирования – ?
2.Уровень прямого управления служит -?
3. Уровень общей оперативной памяти (ООП) -?
4. Уровень комплексируемых каналов ввода-вывода -?
5. Уровень устройств управления внешними устройствами (УВУ) –?
6. Четвертый уровень -?
7. Пятый уровень -?
8. Центральным блоком многопроцессорных систем является -?