Основные термины и понятия

Проблемы Multicore

1. Во-первых, обеспечение баланса системы. Традиционная проблема SMP систем – доступ к RAM. Полоса пропускания RAM – ключевой ограничивающий фактор числа ядер в SMP серверах. Эффективность же массивно-параллельных и кластерных систем ограничена пропускной способностью сети передачи данных.

2. Во-вторых, обеспечение надёжности системы. Чем больше ядер, тем больше вероятность отказов (надёжность пропорциональна числу чипов в системе).

3. В-третьих, обеспечение программной поддержки. Программное обеспечение отстало от аппаратных средств. В настоящее время для системы с миллионом ядер нет ни эффективных операционных систем, ни эффективных языков программирования. Прикладного программного обеспечения крайне мало.

Для решении я этих проблем необходимо создать ОС нового типа:

· не с временным, а с пространственным мультиплексированием;

· с симметричным доступом не только к памяти, но и к устройствам ввода/вывода;

· с новым многоядерным механизмом прерываний;

· с новым механизмом обеспечения отказоустойчивости по ядрам.

Аббревиатура ЭВМ -Электронная Вычислительная Машина.

Как и всякая другая машина ЭВМ обеспечивает преобразование сырья, поступающего на вход машины, в конечный продукт. Особенность ЭВМ в том, что в качестве сырья на вход машины поступает информация (исходные дан­ные), а на выход выдаются результаты решения задачи.

Термин вычислительная означа­ет, что обработка информации осуществляется путем выполнения сравнительно простых математических (арифметических, логических и т.п.) операций, т.е. путем вычислений.

Термин электронная означает, что машина построена на основе электронных элементов, электронной элементной базы.

В прошлые века,, наиболее доступной, а следовательно, и удобной была механическая форма представления информации в вычислительных устройствах.

В арифмометрах операции над числами выполнялись с помощью колес, которые при добавлении един ицы поворачивались на 36° и с помощью штифта приводили в движение следующее по старшинству колесо всякий раз, когда цифра 9 переходила к цифре 0 (накапливался десяток).

Однако механические устройства громоздки, дороги и слишком инерционны (с их помощью нельзя построить универсальные и быстродействующие вычислительные машины).

В настоящее время во всех вычислительных машинах в качестве основной формы представления информации используются электрические сигналы (чаще всего - уровни напряжения постоянного тока).

Для передачи электрических сигналов нужны лишь провода, эти сигналы легко преобразовывать с помощью различных полупроводниковых схем.

При использовании в качестве носителя информации напряжений постоянного тока возможны две формы представления численного значения какой-либо переменной, например, X:

1. В виде одного сигнала - значения напряжения постоянного тока, которое сравнимо с величиной X (аналогично ей).

Например, при Х=1845 единиц на вход вычислительного устройства можно подать напряжение 1,845 В (масштаб представления 0,001 В/ед.) или 9,225 В (масштаб представления 0,005 В/ед.);

2. В виде нескольких сигналов - нескольких значений напряжения постоянного тока, которые, например, сравнимы с числом единиц в X, числом десятков в X, числом сотен в X и т. д.

Первая форма представления информации называется аналоговой или непрерывной (с помощью сходной величины - аналога). Величины, представленные в такой форме, могут принимать принципиально любые значения в каком-то диапазоне.

Они могут быть сколь угодно близки друг к другу, малоразличимы, но все-таки, хотя бы в принципе, различимы.

Количество значений, которые может принимать такая величина, бесконечно велико. Их бесконечно много даже в случае, когда величина изменяется в ограниченном диапазоне, например 0-2000 или 0-0,0001.

Отсюда названия - непрерывная величина и непрерывная информация.

Слово непрерывность отчетливо выделяет основное свойство таких величин - отсутствие разрывов, промежутков между значениями, которые может принимать данная аналоговая величина.

Вторая форма представления информации называется цифровой или дискретной (с помощью набора напряжений, каждое из которых соответствует одной из цифр представляемой величины).

Такие величины, принимающие не все возможные, а лишь вполне определенные значения, называются дискретными (прерывистыми).

В отличие от непрерывной величины количество значений дискретной величины всегда будет конечным.

При этом использовании непрерывной формы создателю вычислительной ма ши ны потребуется меньшее число устройств (каждая величина представляется одним, а не несколькими сигналами), но эти устройства будут сложнее (они должны различать значительно большее число состояний сигнала).

Кроме того, устройства для обработки непрерывных сигналов обладают более высоким «интеллектом» (они могут интегрировать сигнал, выполнять любое его функциональное преобразование и т. п.) и за счет этого, а также ряда других особенностей имеют высокое быстродействие. (Некоторые виды задач решаются во много раз быстрее, чем с помощью устройств с дискретным представлением информации.)

Выводы:

1. Исходные данные, результаты и другая информация, перерабатываемая вычислительными машинами, представляется в них в виде каких-либо физических величин - чаще всего электрических сигналов (напряжений постоянного тока).

2. Существуют две формы представления информации (физических величин) в вычислительных машинах:

· аналоговая (непрерывная), величина представляется в виде одного сигнала, пропорционального этой величине

· цифровая (дискретная), величина представляется в виде нескольких сигналов, каждый из которых соответствует одной из цифр заданной величины.

Непрерывная форма используется в электронных аналоговых вычислительных машинах, а дискретная - в цифровых электронных вычислительных машинах.

Те задачи, при решении которых НЕ требуется хранить и обрабатывать большие объемы информации, и которые описываются системами дифференциальных уравнений и должны решаться за минимальное время, целесообразнее решать с помощью АВМ.

Создают также и гибридные вычислительные системы (ГВС), которые соединяют в себе достоинства как аналоговых, так и цифровых вычислительных машин.

Таким образом все множество вычислительных машин (ВМ) делится на 3 класса:

· аналоговые (АВМ)

· и цифровые (ЦВМ)

· гибридные (ГВМ).

Дата добавления: 2014-01-20