Лекция №4 классификация вычислительных систем (вс)

Цель. Изучить понятие вычислительных систем.

Задачи:

1. Изучить классификацию вычислительных систем.

2. Изучить понятие, понятие и характеристики ВС.

3. Изучить основные принципы построения ВС.

В процессе развития и смены поколений ЭВМ можно выделить следующие закономерности:

1. развитие средств ВТ происходило на базе доминирования классической структуры ЭВМ (архитектура фон Неймана) основанные на методах последовательных вычислений.

2. Основной целью совершенствования ЭВМ было увеличение быстродействия и повышение интеллектуальности вычислительных средств.

3. Совершенствование ВТ имело комплексный характер (элементная база, структурная организация, ПО)

4. Исчерпание традиционных путей совершенствования ЭВМ как точки зрения классической структуры, так и с точки зрения современной микроэлектроники.

В связи с наметившимся кризисом в области архитектуры ЭВМ основанной на классической схеме фон Неймана были предприняты попытки для поиска новых идей и методов совершенствования ВТ.

Одним из путей совершенствования средств является переход к использованию принципа параллельных вычислений, а также использование идей построения многопроцессорных систем, объединенных в несколько объединенных ЦП или ЭВМ. В этом направлении большой возможности для совершенствования средств ВТ, однако пока отсутствует единая теоретическая база, которая подвела бы более целенаправленно и оптимально разработаны новые варианты ВТ.

С середины 60 гг. ХХ в. поступило развитие ВС на базе совершенствования микроэлектронной технологии при этом возникают новые тех. решения: разделение процессов I\Oи процессов обработки, множественный доступ и коллективное использование вычислительных ресурсов в пространстве и времени, появились новые более сложные режимы работы ЭВМ, и именно многопользоват. и многопоточные.

Вычислительная система – совокупность взаимодействующих процессоров или ЭВМ, а также соответствующие пер.о. ( средств интерфейса и ПО), предназанченные для подготовки и решения пользовательских задач. Отличительной особенностью ВС от автономных ЭВМ является наличие в них нескольких вычислителей, обеспечивающие параллельную обработку данных.

Путем создания ВС стремятся к достижению следующих целей:

1. повышение производительности за счет ускорения процессов обработки данных

2. повышение надежности и достоверности вычислений

3. предоставление дополнительных сервисных услуг и т.д.

Режим параллельных вычислений усложняет управление этим процессом. Этот пункт выполняет ОС ВС.

Важнейшими предпосылками возникновения и развития ВС является экономические факторы. Для классической ЭВМ связь стоимости и производительности выражается квадратической зависимостью, называемой «законом Гроша»:

, где С – стоимость, П - производительность

Кроме стоимости появляются дополнительные преимущества, а и. повышение надежности (за счет децентрализованного управления процессами) и ряд других.

Основные принципы построения ВС:

1. возможность работы ВС в разных режимах

2. модульность структуры тех. и программных средств, что позволяет модернизировать ВС без коренных изменений

3. унификация и стандартизация тех. средств и ПО

4. иерархия управления вычислительных процессов

5. адаптивность ВС к условиям применения

6. сервисное обслуживание пользователей

В настоящее время опят по разработке и использованию ВС различного назначения…

ВС могут быть классифицированы по назначению и функциям, по типам и числу ЭВМ (или ЦП), по архитектуре ВС, режимам работы, методам управления и т.д.

Основные – принцип структурной и функциональной организации ВС.

1. По назначению

• универсальные

• специализированные