26. Вс с вертикальной обработкой информации (на примере вс «omen»).
Системы, использующие два типа обработки информации, получили название комбинированных вычислительных систем. Представитель такого класса систем – система OMEN.
С горизонтальным способом работы – горизонтальные АЛУ. С вертикальным – вертикальные АЛУ. Ортогональная память – основа системы, пропускает как горизонтальную, так и вертикальную выборку. Особенности: стековый механизм управления. Основное достоинство заключается в учете особенностей обрабатываемых данных и возможности перестройки архитектуры. Система OMEN является прообразом систем ,которые могут подстраивать свою архитектуру под решаемую задачу.
Комбинированные системы можно построить на основе традиционных систем, используя коммутацию. Наиболее распространенными системами такого рода являются системы, использующие тороидальную матрицу связи между элементами.
Н
а
основе этой системы можно построить:
МКМД мультипроцессорные системы на нескольких уровнях параллелизма.
ОКМД матричные системы.
МКМД ОКМД.
Конфигурирование системы осуществляется с помощью специального устройства. На каждом элементе все равно фон Неймановский способ обработки информации.
27. Возможные пути построения высокопроизводительных вс, отличных от фоннеймановского типа. Понятие семантического разрыва между структурой вс и реализуемой программой.
Абстрактная архитектура вычислительной системы (основные модули и интерфейсы).
Языковые процессоры: транспьютеры, программы приводят к соответствующему формату.
Процессоры ввода/вывода: периферийные процессоры, которые введены в систему, чтобы снизить нагрузку на центральный процессор при выполнении операций ввода/вывода и некоторых других.
1,2,3…8 – интерфейсы. 4-й интерфейс – основной – определяет границу перехода от программных средств к аппаратным. 8-й интерфейс – связывает ЦП с памятью – наиболее узкое место в аппаратуре фон Неймана. Архитектура фон Неймана представляет собой многоуровневую систему, которая позволяет на каждом конкретном уровне осуществлять привязку программы к физической структуре машины.
Привязка структуры данных к структуре машины.
Основные компоненты языков высокого уровня, ни каким образом не связаны с элементами физической структуры машины. То есть аналогов в физической структуре машины массивы, строки и другие структуры ЯВУ не имеют. Искусственным образом происходят привязки структуры данных к линейной структуре памяти. Хорошо было бы выбирать структуры (массивы) целиком из памяти.
Наиболее приемлемым способом организации памяти являются списковые структуры памяти.
Различие данных и команд.
Важным вопросом является различие данных и команд на, как можно более раннем этапе привязки программы к машине.
Понятие человека, ни каким образом не привязано к машине. Например, машина может выдать результат 2,5 человека.
Привязка программы к физической структуре приводит к потере времени и потере ресурсов. Затраты процессора не для решение задач, а для выполнения программ ОС, т.е. для привязки.
Семантический разрыв между архитектурой ВС и выполняемыми программами.
Несоответствие между языками программирования, на которых пишется программа, и физической структуре машины фон Неймана, носит название семантического разрыва. Последствия семантического разрыва:
Ненадежность ПО, т.е. по полученному результату нельзя определить какой он, точный или неточный. Необходимо обеспечить защиту информации от потерь (опять дополнительные ресурсы). Необходимо предусмотреть специальные средства определения правильности написанной программы. Наличие исходных данных может быть таким, что алгоритм работает неверно.
Уменьшение производительности ВС за счет выполнения программ, которые являются накладными расходами. Нужно использовать интерпретацию. Хорошо, когда операторы языка сразу реализуются в машине, без трансляции.