Решающее поле

Cтраница 1

Решающее поле и функциональные узлы УУ, предназначенные для подготовки команд к выполнению ( включая буфера, описанные в § 3.5 и 3.6), вместе с системой связей между УУ и РП и аппаратурными средствами перераспределения ресурсов РП между УУ образуют подсистему обработки. [1]

Решающее поле, образованное матрицей перестраиваемых ячеек, обеспечивает выполнение всех арифметических и логических операций по командам из устройства управления. Совокупность состояний ячеек определяет выполняемую операцию в целом. Передача информации между любыми ячейками и во внешнюю среду осуществляется по цепочке ячеек. В однородном решающем поле вместе с данными пересылаются управляющие сигналы, осуществляющие анализ знаков операндов, признака переполнения и другие функции местного управления. Функционирование решающего поля сочетает в себе принципы микропрограммного и схемного способов реализации операций. Ввод в решающее поле первого и второго операндов, а также вывод результата осуществляются последовательно и побитно. [2]

Решающее поле состоит из однотипных элементов, которые представляют собой арифметико-логические устройства, способные выполнять логические и арифметические операции над некоторыми типами данных. Каждое такое арифметическое устройство может работать автономно и независимо от своих соседей по полю. [3]

Виртуальное решающее поле обладает принципиальным достоинством с точки зрения живучести МВС. Таким образом, существует принципиальная возможность сохранять работоспособность такого поля вплоть до отказа всех ПБ, кроме одного-разумеется, с соответствующим снижением его производительности. [4]

Вообще, синхронное управление решающим полем при сравнительной его простоте приводит к существенному недостатку в работе МВС в целом: если не закончена пересылка хотя бы одного операнда хотя бы в один ПБ ( из памяти или из других ПБ), то в состоянии ожидания находятся все ПБ, поскольку начинать цикл вычислений они должны одновременно. Этот недостаток устраняется при асинхронной, независимой друг от друга работе процессорных блоков. [5]

Таким образом, описанный автомат обеспечивает полное использование ресурсов решающего поля, если общее число готовых к выполнению команд в УУ не меньше числа свободных ПБ. [6]

Ключевым параметром в проводимом анализе является вероятность загрузки второй фазы ( решающего поля); эта вероятность имеет здесь следующую физическую интерпретацию. [7]

С другой стороны, Е определяется как параметр, характеризующий эффективную производительность П решающего поля: / 7 - / исв АЯ. [8]

Описанные выше принципы организации позволяют в динамике вычислений перераспределять ресурсы как управляющего, так и решающего поля, чем и достигается гибкая перенастраиваемость системы в целом. Это позволяет также вести мультипрограммный счет. [9]

Эта вероятность соответствует суммарной интенсивности выполнения команд в РП и, таким образом, характеризует производительность решающего поля в целом, а величина К / т соответствует интенсивности выполнения команд в одном ПБ. Интенсивность генерации команд всеми УУ обозначим через i. Тогда параметр рцД характеризует сбалансированность системы. [10]

При функционировании реальных МВС и их подсистем обработки интенсивность генерации команд устройствами управления и интенсивность выполнения команд в решающем поле изменяются во времени в зависимости от типов обрабатываемых и выполняемых команд. Уже упоминалось, что длительности обработки векторной и скалярной команды ( в пересчете на одну выполняемую в решающем поле операцию) существенно различны из-за различий во времени чтения программы, времени расчета адресов, различия в способах буферизации операндов и результатов и пр. Это приводит к скачкообразному изменению интенсивности генерации команд в УУ при переходе от обработки векторной команды к скалярным командам и наоборот. [11]

Конечно же, указанный вывод не означает, что РП, состоящее из одного процессорного блока, всегда будет уступать по эффективной производительности решающему полю из нескольких ПБ. Во-вторых, любое увеличение числа ПБ требует усложнения схемы коммутации между УУ и РП, фактическое существование которой вообще не учитывалось в математической модели. [12]

Для количественной оценки эффекта перестраиваемости в Институте проблем управления был проведен под руководством автора комплекс имитационных экспериментов по исследованию реализации указанных во введении параллельных программ ( для МВС [15]) в однородных асинхронных решающих полях. Указанный эффект обусловлен в первую очередь тем, что в реальных программах присутствуют слабо распараллеливаемые участки, команды управления, пересылок и пр. [13]

Наиболее сложная проблема для эффективного использования так организованных систем состоит в синхронизации ветвей одной задачи, использующих общие массивы данных и планирование разбиения элементов управляющего поля на подветви или независимые задачи, с целью эффективной загрузки элементов решающего поля. Таким образом, на операционную систему данного многопроцессорного комплекса возлагается сложная задача, относящаяся к классу задач дискретного программирования. В настоящее время среди специалистов, имеющих отношение к вычислительной технике и программированию, широко обсуждается вопрос о приближении структуры ЭВМ к языкам программирования высокого уровня, а также о передаче ряда функций математического обеспечения аппаратуре ЭВМ. Особенно интенсивно эти вопросы изучаются именно сейчас, когда появилась возможность на одном кристалле большой интегральной схемы реализовывать сложнейшие логические функции. В настоящее время в достаточной степени сложилась следующая структурная схема системы математического обеспечения, состоящая из некоторых автономизированных функций или блоков. [14]

Варианты структуры В К. [15]

Страницы: 1 2 3