3.4.1. Специальные эвм.
Процессорфункционирует под управлением программы, находящейся в ОП или впостоянном запоминающем устройстве(ПЗУ), и его архитектура определяется, во многом, классом машины и спецификой решаемых задач. Если сЭВМ ориентирована на решение узкогокласса задач по единой программе, но с различными данными, то программу можно поместить в ПЗУ, хранящее информацию даже при отключенном питании; ее в ряде случаев можно реализовать и аппаратно,т.е. "зашить" в электронные схемы машины. В последнем случае повышаются надежность и быстродействие сЭВМ. Такой подход широко используется, например, во многих видахбортовойВТ, работающей в жестком режиме реального времени. Естественно, аппаратнойреализации предшествуют тщательныеотладкаиапробацияПО сЭВМ. В зависимости от класса сЭВМ обеспечиваются языками программирования различного уровня (отмикропрограммногодовысокого).Например,бортоваясистема вертолетаLHX(США) работает под управлением операционной системы, написанной на языке высокого уровняADAи обеспечивающей мультипрограммный режим, параллельную работу процессорных модулей, а также межпрограммный и межпроцессорный обмены управляющей информацией и данными. Однако, не взирая на класс сЭВМ, они в основе своей обладают ограниченными аппаратными и вычислительными ресурсами.
Повышенные требования к производительности сЭВМ (в ряде случаев не менее 100 млн оп/с) и специфика решаемых задач стимулировали использование неклассической не-неймановской архитектуры организации вычислительного процесса. В первую очередь, это связано с распараллеливанием обработки; отдельные классы задач допускают высокую степень распараллеливания (обработка сигналов, распознавание образов, сортировка, векторно-матричные вычисления, моделирование и др.). Данный подход привел к созданию сЭВМ как автономного,так исателлитногопринципа использования. Впервомслучае сЭВМ нетрадиционной архитектуры (матричная, клеточная, систолическая и др.) используется самостоятельно (автономно)для решения предназначенных для нее задач. Вовтором —сЭВМ используется в качестве сопроцессорамини-ЭВМ, ПК или ЭВМ другого класса. В качестве примера сателлитных сЭВМ ОС-архитектуры можно привести САМ-машины Тоффоли, ML-процессоры Легенди, однородные процессоры Фета, из которыхдве последниемогут использоваться и вавтономном режиме, например, в качестве встроенныхв системы приема/передачи данных блоков кодирования/декодирования. Процессоры на основевычислительнойОС-модели допускают высокий уровень распараллеливания вычислений и обработки, который присущ хоть и широким классам задач, но малочисленным. Поэтому при современной электронной технологии ВТ на основе ОС-вычислителей может носить только специальный характер. В настоящее время имеется достаточно много практических реализации специализированных клеточныхпроцессоров на основе ОС-вычислителей, ориентированных, в первую очередь, на специальные вычисления, обработку изображений и распознавание образов. Однако при переходе на опто- или биотехнологию ситуация может резко измениться в сторону универсализации вычислительных ОС-моделей. Уже сейчас разрабатываются оптические спецпроцессоры для вёкторно-матричных операций. Вторым направлением развития класса сЭВМ являются работы по созданию оптических спецпроцессоров для обработки изобразительной информации и сигналов. Третьимперспективным направлением разработки специальной ВТ нетрадиционной архитектуры можно считать мультипроцессорные, распределенные и иерархические системы и сети, образующие уже комплексы и системы сЭВМ.
Наряду с нетрадиционной происходит дальнейшее развитие сЭВМ в рамках неймановской традиционной архитектуры. Здесь, наряду с передачей аппаратуре все большего числа программных функций (вплоть до полного погружения ПО в аппаратуру) разрабатываются сЭВМ с аппаратнойреализацией трансляторовс языков высокого уровня(Fortran, Pascal, Forth, ADAи др.).
- Архитектура эвм
- Часть 1
- §1 Введение
- 1.1. Определение.
- 1.2. Обобщенная структура эвм.
- §2. Две парадигмы программирования.
- 2.1. Введение. Последовательная и параллельная модели программирования.
- 2.2. Параллелизм данных.
- Управление данными.
- §3. Архитектурная организация эвм основных классов и типов
- 3.1. Ведение.
- 3.2. Аналоговая вычислительная техника
- 3.3. Гибридная вычислительная техника
- 3.4. Дискретная вычислительная техника
- 3.4.1. Специальные эвм.
- 3.4.2. Микропроцессорные эвм и пк.
- 3.4.3. Эвм общего назначения
- 3.4.4. Супер-эвм
- §4 История развития вт. Поколения эвм.
- 4.1. Первое поколение эвм.
- 4.2. Второе поколение эвм.
- 4.3. Третье поколение эвм.
- 4.4. Четвертое поколение эвм.
- 4.5. Пятое поколение эвм.
- §5 Классификация и основные характеристики эвм.
- 5.1. Характеристики.
- 5.2. Классификация эвм.
- 3. Режимам работы:
- Литература:
- Содержание: