12. Архитектурные особенности организации эвм различных классов.

Применительно к ВС термин «архитектура» может быть определён как распределение функций системы между её уровнями.

Архитектура системы команд CISC и RISC.

Для CISC-процессоров характерно:

1)        сравнительно небольшое количество регистров общего назначения;

2)       большое количество машинных команд, некоторые из них по функциональности аналогичны командам языков высокого уровня и выполняются за большое количество тактов;

3)        большое количество методов адресации;

4)        большое количество форматов команд различной разрядности;

Основой архитектуры современных рабочих станций и серверов является архитектура с сокращённым набором команд (RISC). Система команд этих ВС формируется таким образом, чтобы каждая команда выполнялась за наименьшее количество машинных тактов.

Среди других особенностей RISC-процессоров отметим:

1)       наличие большого регистрового файла (32 и больше, по сравнению с 8-16 в CISC);

2)        использование трёхадресных команд, что значительно увеличивает быстродействие;

Классификация ВС по областям применения.

• ПК и рабочие станции. ПК появились в результате повышения степени интеграции элементарной базы в миникомпьютерах. ПК — прежде всего дружественный интерфейс, программно ориентированный среды, низкая стоимость.

Создание RISC-процессоров и микросхем памяти большой емкости привело к появлению ВС высокой производительности, которые получили название «рабочие станции».

• Серверы. ВС всё более требуют перехода к организации «клиент-сервер» и распределенной обработки данных. В этом случае основная функция возлагается на сервер и лишь часть на клиента. Тип сервера определяется ресурсом, которым он владеет. В зависимости от типа задач, объёма пользователей, требования к оборудованию ПО, архитектуре и надёжности серверов сильно изменяются.

• Мейнфреймы — большая универсальная ЭВМ, которая на сегодня является одной из самых мощных ВС, работающих в режиме непрерывной эксплуатации. Такая система может включать большое количество процессоров с общей или раздельной памятью, объединённые высокопроизводительной магистралью. Кроме того, такие системы оснащаются периферийными процессорами, центральная функция возлагается на ЦП, а периферийные занимаются вводом/выводом и т.д.

Основной недостаток мейнфреймов — низкое соотношение производительность/стоимость.

• Кластерная архитектура. Термин «кластеризация» можно определить как реализацию объединения ВМ, которая представляется как единое целое для ОС, ПП и т.д. Такие ВС могут при выходе из строя одной ЭВМ переключать обработку на другую ЭВМ, что повышает надёжность.

• Многопроцессорные вычислительные системы (МПВС).

МПВС (комплексы) — система, включающая в себя два и более процессоров, имеющих общую ОП, общие периферийные устройства и работающих под управлением единой ОС, которая осуществляет планирование ресурсов и управление техническими и программными средствами МПВС. При этом каждый из процессоров может иметь собственное ЗУ или периферийные устройства.

Существует 3 типа структурной организации МПВС:

1)В МПВС с общей шиной проблема связи всех устройств решается подсоединением всех устройств к общей шине, по которой передается информация, адреса и сигналы управления.

2)В МПВС с перекрестной коммутацией все связи между устройствами осуществляются при помощи коммутационной матрицы (КМ).

3)В МПВС с многовходной ОЗУ все, что связано с коммутацией, сосредоточено в ОЗУ. В этом случае модули ОЗУ имеют число входов равное числу устройств к ним подключенное.

• 6. Многомашинные вычислительные системы (ММВС).

Это системы, которые включают в себя 2 и более ЭВМ (каждая из которых имеет свой процессор, память, ОС), связи между которыми обеспечивают выполнение ф-ий, возложенных на ММВС. По характеру связей между ЭВМ различают: косвенно или слабо связанные; прямо связанные; сателлитные.

Косвенные или связанные ММВС связаны только через внешние ЗУ, т.е. связь осуществляется только на информационном уровне.

Прямо связанные ММВС обладают большей гибкостью и могут использовать 3 вида связей: 1) общее ОЗУ (ООЗУ); 2) прямое управление (связь процессор-процессор); 3) адаптер канал-канал (АКК).

Для ММВС с сателлитными связями характерным является не способ связи, а принцип взаимодействия между ЭВМ. Структура связи может быть любой из выше перечисленных (чаще АКК).