Концепции вычислительных систем с комбинированной структурой
Одна из первых концепций ВС с комбинированной структурой – это ортогональная машина Шумана, состоящая из горизонтальных и вертикальных АУ, совместно использующих ортогональную память.
 |
Ортогональная память – это ЗУ, позволяющее использовать горизонтальному АУ доступ к данным, расположенным на горизонтальном срезе памяти, а вертикальному АУ – доступ к данным по вертикально расположенным разрядным срезам. На базе концепции ортогональной машины создана реальная система – OMEN 60 с ЭВМ PDP-11 в качестве горизонтального АУ, что позволило применить развитое ПО этой системы, не разрабатывая нового (рис. 9.7). В качестве вертикального АУ используется 64 идентичных процессорных элемента. Ортогональная память построена таким образом, что для горизонтального АУ она представляется обычной памятью с 16 разрядными словами (2 байта), а для вертикального АУ – памятью длиной в 64 разряда. Программное обеспечение систем семейства OMEN 60 содержит расширенные версии языков ФОРТРАН и БЕЙСИК, реализованных на PDP-11, а также OC PDP-11, дополненную расширенной версией языка APL.
Рис. 9.7. Структурная схема семейства OMEN 60
Значительный интерес представляет концепция системы MAP (Multi Associative Processor), которая сочетает в себе черты ансамблей процессоров матричных и ассоциативных систем, т. е. черты основных представителей класса ОКМД и МКМД (рис. 9.8). На рисунке:
ПЭ – процессорный элемент;
ОП – модуль оперативной памяти;
УУ – устройство управления;
S – коммутатор сектора процессорных элементов.
 |
Рис. 9.8. Структурная схема системы MAP
Система содержит 1024 ПЭ и восемь УУ. Системное ПО реализуется не на одном процессоре, а в самой системе. Допускается программное управление связями между ПЭ вместо обычных фиксированных связей.
Такая организация позволяет использовать ПЭ как распределяемые ресурсы, что в сочетании с 8 УУ позволяет одновременно решать несколько программ, причем одни программы могут обрабатываться в параллельном режиме, а другие – в последовательном. Одновременная работа в параллельном и последовательном режимах в отличие от матричных и ассоциативных систем позволяет отказаться от универсальной ВС в качестве сопрягаемого ведущего процессора.
Недостатки системы МАР:
· невозможен, как в ИЛЛИАК-4, быстрый ввод-вывод информации в собственное ЗУ для ПЭ. Загрузка памяти ПЭ осуществляется через ОП и УУ, за которым в данный момент закреплен рассматриваемый процессорный элемент;
· скорость обмена информацией между соседними ПЭ ограничена.
По оценкам авторов и пользователей системы МАР, стоимость выполнения одной команды в ней в 2 раза меньше, чем в обычном компьютере с аналогичными характеристиками.
