Способы проблемной ориентации СЭВМ. Часть 2.

На практике эта конфликтная ситуация разрешается выпуском совместимых рядов ЭВМ, перекрывающих значительный диапазон предоставляемых вычислительных ресурсов, а также выпуском вычислительных и сопутствующих вычислительных средств (средств сопряжения, расширителей интерфейса, запоминающих устройств, арифметических расширителей и пр.) в модульном исполнении, из которых пользователь по собственной спецификации может создавать системы с требуемыми характеристиками. В тех случаях, когда соображения экономического порядка отступают перед необходимостью достижения более престижных целей (например, в области систем оборонного характера), создают вычислительные средства специально для требуемого круга задач.

Для разработчика системы указанная конфликтная ситуация порождает дополнительно две задачи, решаемые им на стадии внешнего проектирования:

  • задачу выбора из номенклатуры серийно выпускаемых вычислительных средств совокупности средств, обеспечивающих функционирование проектируемой системы (или обоснование необходимости специальной их разработки);
  • задачу проблемной ориентации ЭВМ и других вычислительных средств. Рассмотрение аспектов первой задачи выходит за рамки данной книги, а для второй задачи дадим краткую характеристику существующих способов проблемной ориентации ЭВМ.

Структурная ориентация заключается в аппаратной реализации алгоритмов, т. е. в создании СЭВМ, наиболее эффективно решающих задачи заданного класса.

В прошлом это был широко распространенный способ, особенно в применении к аналоговым вычислительным средствам, в частности, реализуемым в виде счетно-решающих приборов и устройств. В настоящее время этот способ наиболее целесообразно использовать в двух случаях:

  1. если для решения требуемого круга задач серийно выпускаемые ЭВМ многоцелевого назначения не обладают необходимыми техническими и эксплуатационными характеристиками (в частности, быстродействием, надежностью). Наиболее часто такими задачами являются задачи спектральной обработки физических сигналов, распознавания образов, обработки изображений и т. п. Например, для спектральной обработки радиолокационных сигналов в реальном масштабе времени необходимо осуществлять операции быстрого преобразования Фурье (БПФ). Программная реализация БПФ в ЭВМ с универсальной системой команд, как правило, оказывается очень медленной, даже для быстродействующих ЭВМ с циклом короткой операции 0,1 — 1,0 мкс. Значительно большим быстродействием обладают специализированные процессоры БПФ, позволяющие вычислять, например 1024-точечное преобразование Фурье за время порядка нескольких миллисекунд;
  2. если применение существующих серийных ЭВМ не оправдано по экономическим соображениям, хотя он принципиально обеспечивают решение поставленных задач, но являются избыточными по аппаратным и вы числительным ресурсам. При этом оказывается боле целесообразным создание специализированных аналоговых или комбинированных вычислителей, особенно в тех случаях, когда подлежащие реализации задачи сравнительно несложны в вычислительном аспекте.