Системы обработки данных. Класс задач.
Система обработки данных (СОД) представляет собой совокупность аппаратных и программных средств, ориентированных на решение определенной задачи или класса задач.
Основой для создания СОД могут быть:
- однопроцессорные ЭВМ;
- многопроцессорные и многомашинные комплексы;
- специализированные ЭВМ.
Ориентация на определенный класс задач достигается за счет соответствующего программного обеспечения (ПО) и аппаратных средств.
В один класс объединяются задачи, обладающие однотипными алгоритмами, использующими одинаковые типы данных, размерность и сложность которых находится в некотором диапазоне, устанавливаемом для данного класса. Класс задач может быть достаточно широким или очень узким.
Выделяют следующие широкие классы задач:
1) научно-технических расчетов;
2) информационно-справочного характера (экономические);
3) управление реальными объектами.
Содержание архитектуры вс. Модели вычислений. Система команд.
В
разработке и проектировании СОД участвуют
многие специалисты из различных областей
вычислительной науки и техники. Рисунок
1.3. отражает различные точки зрения на
ВС.
При решении своей задачи в рамках повышения производительности вычислительной системы каждый специалист стремится сократить время работы ВС каждый на своем уровне:
Архитектуру можно рассматривать как отображение модели вычислений на аппаратно-программную среду. Широко известны две модели вычислений, опирающиеся на принцип программного управления:
модель фон Неймана;
модель коллектива вычислителей.
Совокупность элементов архитектуры:
1) указывает на область применения конкретной ВС;
2) определяет особенности организации работы такой системы, подкрепляемые соответствующим системным математическим обеспечением;
3) характеризует ресурсы ВС;
4) определяет особенности структуры.
Для описания архитектуры ВС необходимо определить:
- систему команд;
- задание последовательности выполнения операторов:
1) принудительный;
2) переход по готовности команд;
3) переход по запросам;
- механизмы передачи операндов:
1) использование литералов;
2) метод рассылки операндов;
3) использование ссылок.
Система команд определяет те примитивные операции, которые могут быть реализованы аппаратными или программными средствами системы. Если в системе команд нет необходимой примитивной операции, то она может быть реализована программным способом в виде процедуры или подпрограммы. При разработке системы команд решаются две противоречивые задачи:
1) реализация сложных операций на аппаратном уровне;
2) уменьшение длительности машинного такта, что приводит к сокращению системы команд.
Система команд и форматы данных позволяют судить об ориентации системы на тот или иной класс задач. Структура системы команд приведена на рис. 1.4. Операции над данными, представленными в форме чисел с фиксированной запятой, и команды управления составляют обязательный набор, необходимый для функционирования системы независимо от ее назначения.
