Тема 3. Техническое обеспечениеКис

10. .Что требуется для технического обеспеченияКис?

Выбор аппаратной платформы и конфигурации КИС определяетсярядомобщих требований, которые предъявляются к характеристикамсовременныхвычислительных систем. К нимотносятся:

• отношениестоимость/производительность

• надежность иотказоустойчивость

• масштабируемость

• совместимость и мобильность программногообеспечения.

Отношение стоимость/производительность.Появление любогоновогонаправления в вычислительной технике определяется требованиямикомпью-терного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет однойединственнойцели. Большая универсальная вычислительная машина (мейнфрейм) илисупер-компьютер стоят дорого. Для достижения поставленных целей припроектиро-вании высокопроизводительных конструкций приходится игнорироватьстои-мостные характеристики. Суперкомпьютеры фирмы Cray Research ивысоко-производительные мейнфреймы компании IBM относятся именно к этойкате-гории компьютеров. Другим крайним примером может служитьнизкостои-мостная конструкция, где производительность принесена в жертву длядости-жения низкой стоимости. К этому направлению относятся персональныеком-пьютеры различных клонов IBM PC. Между этими двумя крайниминаправле-ниями находятся конструкции, основанные на отношениистои-мость/производительность, в которых разработчики находят баланс междусто-имостными параметрами и производительностью. Типичными примерамитако-го рода компьютеров являются миникомпьютеры и рабочиестанции.

Для сравнения различных компьютеров между собой обычноиспользу-ются стандартные методики измерения производительности. Этиметодикипозволяют разработчикам и пользователям использовать полученные врезуль-тате испытаний количественные показатели для оценки тех или иныхтехниче-ских решений, и в конце концов именно производительность и стоимостьдаютпользователю рациональную основу для решения вопроса, какойкомпьютервыбрать.

Надежность и отказоустойчивость.Важнейшей характеристикойвы-числительных систем является надежность. Повышение надежностиоснованона принципе предотвращения неисправностей путем сниженияинтенсивностиотказовисбоевзасчетпримененияэлектронныхсхемикомпонентовсвысо-кой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех,облегчен-ных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, атакжеза счет совершенствования методов сборкиаппаратуры.

Отказоустойчивость- это такое свойство вычислительной системы,ко-торое обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжениядей-ствий, заданных программой, после возникновения неисправностей.Введение

отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программногообеспе-чения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и сотказо-устойчивостью, - основные в проблеме надежности. Концепциипараллельностии отказоустойчивости вычислительных систем естественным образомсвязанымежду собой, поскольку в обоих случаях требуются дополнительныефункцио-нальные компоненты. Поэтому, собственно, на параллельныхвычислительныхсистемах достигается как наиболее высокая производительность, так и, вомно-гих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточностивпараллельных системах могут гибко использоваться как для повышенияпроиз-водительности, так и для повышения надежности. Структурамногопроцессор-ных и многомашинных систем приспособлена к автоматическойреконфигура-ции и обеспечивает возможность продолжения работы системы послевозник-новениянеисправностей.

Следует помнить, что понятие надежности включает не толькоаппарат-ные средства, но и программное обеспечение. Главной цельюповышениянадежности систем является целостность хранимых в нихданных.

Масштабируемостьпредставляет собой возможность наращиваниячис-ла и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти идругихресурсов вычислительной системы. Масштабируемость должнаобеспечиватьсяархитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующимисред-ствами программногообеспечения.

Добавление каждого нового процессора в действительномасштабируе-мой системе должно давать прогнозируемое увеличение производительностиипропускной способности при приемлемых затратах. Одной из основныхзадачпри построении масштабируемых систем является минимизациястоимостирасширения компьютера и упрощение планирования. В идеале добавлениепро-цессоров к системе должно приводить к линейному росту еепроизводительно-сти.Однакоэтоневсегдатак.Потерипроизводительностимогутвозникать,например, при недостаточной пропускной способности шин из-завозрастаниятрафикамеждупроцессорамииосновнойпамятью,атакжемеждупамятьюиустройствами ввода/вывода. В действительности реальное увеличениепроизво-дительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степениза-висит от динамики поведения прикладныхзадач.