Совершенствование организации ядра СЭВМ. Часть 4.

Распределенная (децентрализованная) обработка информации возникла и развивается на базе микропроцессоров и микропроцессорных систем. Микропроцессорная техника сделала экономически оправданным существенное расширение функциональных возможностей средств автоматизации технологических процессов. Распределенные системы обработки информации характеризуются двумя особенностями: рассредоточенным размещением аппаратуры и разделением общей функции обработки информации на ряд слабосвязанных между собой подфункций, реализация которых возлагается на отдельные микроЭВМ. Это позволяет разместить средства обработки информации непосредственно в местах ее восприятия и измерения и тем самым разгрузить центральный процессор от выполнения непроизводительной работы — сбора и регистрации информации от датчиков, первичной обработки, пересылки между абонентами и т. п. Требования к вычислительным ресурсам отдельных микроЭВМ значительно ниже, чем к центральной ЭВМ, выполняющей всю совокупность подфункций. Для эффективной организации работы всех микроЭВМ, включенных в распределенную систему, организуется система передачи информации (локальная сеть), объединяющая все вычислительные средства и позволяющая каждому устройству взаимодействовать с любым другим. Определение оптимальной топологии сети, выбор передающих сред, организация доступа к вычислительным средствам, управление работой такой сети являются специфическими проблемами проектирования систем распределенной обработки информации. В специализированных вычислительных комплексах распределенная обработка информации реализуется на основе моноканала.

К преимуществам распределенной обработки следует отнести повышение быстродействия и надежности, удешевление технического обслуживания, высокую гибкость, связанную с модульной организацией и простотой наращивания аппаратных средств.

Ограничения, накладываемые на возможности повышения быстродействия СЭВМ с последовательной фон-неймановской архитектурой, снимаются при переходе к концепции коллектива вычислителей, основывающейся на трех базовых принципах:

  • параллельного выполнения операций (задач);
  • переменности (программируемости) структуры
  • конструктивно-технологической однородности (регулярности).

Наиболее ярко эта концепция отражена в разработке перспективных процессоров для цифровой обработки сигналов, в которых органично сочетаются принципы конвейеризации, векторной и матричной программно-аппаратной организации вычислений, реализованной на БИС и ССИС.