Архитектура Вычислительные системы

Системы обработки данных, комплекс взаимоcвязанных методов и средств сбора и обработки данных, необходимых для организации управления объектами. Системы обработки данных основываются на применении ЭВМ и других современных средств информационной техники, поэтому их также называют автоматизированными системами обработки данных (АСОД). Без ЭВМ построение системы обработки данных возможно только на небольших объектах. Применение ЭВМ означает выполнение не отдельных информационно-вычислительных работ, а совокупности работ, связанных в единый комплекс и реализуемых на основе единого технологического процесса. Системы обработки данных следует отличать от автоматизированных систем управления (АСУ).

В функции АСУ включается прежде всего выполнение расчётов, связанных с решением задач управления, с выбором оптимальных вариантов планов на основе экономико-математических методов и моделей и т. п. Их прямое назначение - повышение эффективности управления. Функции же системы обработки данных - сбор, хранение, поиск, обработка необходимых для выполнения этих расчётов данных с наименьшими затратами. При создании АСОД ставится задача отобрать и автоматизировать трудоёмкие, регулярно повторяющиеся рутинные операции над большими массивами данных. Системы обработки данных - это обычно часть и первая ступень развития АСУ. Однако системы обработки данных функционируют и как независимые системы. В ряде случаев более эффективно объединять в рамках одной системы обработку однородных данных для большого числа задач управления, решаемых в разных АСУ, создавать системы обработки данных коллективного пользования.

СОД, настроенная на решение задач, конкретной области применения, называется вычислительной системой. Вычислительная система включает в себя технические средства и программное обеспечение, ориентированные на решение определенной совокупности задач.

В зависимости от ряда признаков различают следующие вычислительные системы:

• Однопрограммные и многопрограммные (в зависимости от количества программ, одновременно находящихся в оперативной памяти);

• Индивидуального и коллективного пользования (в зависимости от числа пользователей, которые одновременно могут использовать ресурсы ВС);

• С пакетной обработкой и разделением времени (в зависимости от организации и обработки заданий);

• Однопроцессорные, многопроцессорные и многомашинные (в зависимости от числа процессоров);

• Сосредоточенные, распределенные (вычислительные сети) и ВС с теледоступом (в зависимости от территориального расположения и взаимодействия технических средств);

• Работающие или не работающие в режиме реального времени (в зависимости от соотношения скоростей поступления задач в ВС и их решения);

• Универсальные, специализированные и проблемно-ориентированные (в зависимости от назначения).

На нынешний день существует несколько видов вычислительных систем:

• SISD (Single Instruction Single Data) (ОКОД) – включает все однопроцессорные и одномашинные варианты систем.

• SIMD (Single Instruction Multiple Data) (ОКМД) – предполагает создание структур векторной или матричной обработки (массивов, задачи решения систем линейных и нелинейных управлений алгебраического и дифференциальных уравнений, задачи теории поля и др.). Структуры ВС этого типа по существу являются структурами специализированных super-ЭВМ.

• MISD (Multiple Instruction Single Data) (МКОД) – предполагает построение своеобразного процессорного конвейера, в котором результаты обработки передаются от одного процессора к другому по цепочке.

• MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) (МКМД) – все процессоры системы работают со своими программами с собственным потоком команд. В простейшем случае они могут быть автономны и независимы.