Типы вычислительных систем и их архитектурные особенности

Центральный процессор 

16 

Ядром ВС 3-го поколения является центральный  процессор (ЦП). Схема его усложнилась. Он является уже не единственным процессором, а центральным процессором всей ВС. 

Для работы с различными типами данных, АУ центрального процессора содержит блоки дополнительного  оборудования, обеспечивающих работу с различными форматами данных (числа  с плавающей или фиксированной  запятой, целые числа). 

Соответственно  расширяется и состав машинных команд, т.е. функции УУ. Для быстрого запоминания  и повторного использования промежуточных  результатов, индексации адресов в  командах, быстрого запоминания текущего состояния ВС, для возможности  временного переключения на программы  и возвращения затем к прерванной программе ЦП снабжается небольшим  количеством быстрых регистров, которые составляют сверхоперативную память. При этом ЦП приобретает  некоторую автономность и короткие программы, главным образом управляющего плана, может выполнять, не обращаясь  к ОЗУ.

 Логическая структура ЦП 

17 

Весьма  важной частью ВС, обеспечивающей многопрограммность ее работы, является система прерывания программы. Система прерываний реализуется программно и аппаратно. Ее программные блоки в основном входят в ОС. Назначение системы прерывания состоит в том, что если по ходу работы ВС возникает необходимость выполнить срочную работу, не входящую в выполняемую в этот момент программу, то выполнение программы приостанавливается, включается подпрограмма требуемой работы и после ее выполнения вновь восстанавливается работа прерванной программы. Для этого при прерывании основной программы состояние всех основных регистров, в том числе и следующей команды основной программы, запоминается. После этого управление передается подпрограмме ОС, обрабатывающей прерывание. В конце подпрограммы ОС помещены команды, восстанавливающие состояние ВС перед прерыванием, и последней командой управление вновь передается основной программе. По сути, организация взаимодействия основной программы и подпрограммы обработки прерывания не отличается от организации обращения к библиотечной подпрограмме и выхода из нее.

Описание  ВС  
 

18 

Каждый  блок имеет свое местное устройство управления оперативной памяти. Нумерация  страниц в ОЗУ и быстрой  ВЗУ делается сквозной. Обмен между  ОЗУ и быстрой ВЗУ (МД) происходит сравнительно большими объемами информации достаточно быстро и оперативно. Программирование упрощается, так как пользователю дают весь объем памяти (ОЗУ + МД) для  прямой поячеечной адресации. Такие адреса носят названия виртуальных. Физическими адресами данных являются только адреса ОЗУ. В первом блоке ОЗУ размещена резидентная часть ОС (часть блоков ОС которые часто используются). Под системой коммутации располагаются процессоры: центральный процессор (ЦП) и периферийные процессоры ввода-вывода (ППВВ), выполняющие функции обмена между ОЗУ и периферийными устройствами. Простейшие ППВВ, по терминологии для отечественных ЭВМ, также называют каналами.

Физическая  структура ВС 

19 

Интерфейс - это стандарт на сопряжение информационных блоков, определяющий число линий в этом сопряжении, назначение каждой линии, тип передаваемой по каждой линии информации и направление передачи, кодировку информации, передаваемой по линиям, все электрические и временные параметры сигналов и конструктивы соединения (разъемы). Устройство, согласующее главный интерфейс и интерфейс устройства называется адаптером. В некоторых случаях адаптер получается достаточно сложным и в тоже время может использоваться в каждый момент времени только с одним устройством, например одним диском из нескольких имеющихся в селекторном канале. Такое устройство, совмещающее функции адаптера и мультиплексора, называется контроллером

Современная архитектура ввода/вывода 

20 

Корпорации IBM и Intel разработали новую архитектуру ввода/вывода, которая должна сменить используемую сегодня спецификацию PCI, развитие которой заметно отстает от темпов увеличения вычислительной мощности процессоров. IBM предлагает спецификацию Future I/O, позаимствованное из архитектуры мэйнфреймов и базирующееся на использовании коммутируемых соединений, или каналов, как ее называют в самой IBM. Такая технология применялась в широко известных мэйнфреймах S/390. Тем временем на прошедшем в середине ноября 1998 года в Сан-Диего форуме Next Generation I/O for Servers корпорация Intel анонсировала поразительно похожую на предложения IBM технологию NGIO.

Перспективная архитектура ввода/вывода 

21 

Таким образом, наблюдается вытеснение большей  части шинных архитектур ввода/вывода коммутируемыми каналами. Многопроцессорные  комплексы по-прежнему планируется  строить на основе шины, но взаимодействие этой шины с остальной частью системы  будет осуществляться при помощи канального адаптера хоста HCA (host channel adapter). В этом случае адаптер HCA через коммутатор подключается к конечным канальным адаптерам (target channel adapters, TCA), которые в свою очередь обмениваются данными с контроллерами Gigabit Ethernet, Fibre Channel, SCSI и другими каналами ввода/вывода.

22 

THE END