Центрально-синхронный принцип управления ЭВМ, влияние ввода-вывода информации на длительность решения задачи в таких ЭВМ

Асинхронный принцип управления ЭВМ, влияние ввода-вывода информации на длительность решения задачи в таких ЭВМ.

5) управление ПУ при подготовке квантов информации должно осуществляться автономно, независимо от ЦП;

6) в ЭВМ должны быть предусмотрены средства связи для передачи квантов информации между ПУ и ОЗУ, минуя АЛУ, т.е. средства прямого доступа к памяти;

7) должны быть предусмотрены средства для параллельного выполнения процессов обработки в ЦП и подготовки квантов информации в ПУ;

8) в течение всего процесса ввода – вывода информации ЦП должен быть загружен операциями обработки, чтобы не возникали простои из-за нехватки исходных данных или команд.

СУО располагается частично в ЭВМ и частично в ПУ. Простейшая реализация перечисленных функций осуществляется при центрально-синхронном принципе управления ЭВМ (рис. 1.3).

Рис. 1.3

В этом случае синхронизация всех устройств в ЭВМ осуществляется от единого центрального устройства управления (УУ), а все передачи данных от ПУ или к ним осуществляются через АЛУ (арифметико-логическое устройство). На время ввода-вывода все операции в ЦП прекращаются, и ЭВМ переходит к выполнению следующей команды обработки только после выполнения всех действий, связанных с передачей данных. Длительность решения задачи для такой ЭВМ определяется формулой:

В этой формуле: - доля арифметико-логических операций в программе;

- среднее время операции обработки; - доля операций ввода-вывода;

- среднее время выполнения операции ввода-вывода;

- общее число выполняемых команд.

Такой принцип требует наименьшей величины аппаратных затрат. Он применялся в первых ЭВМ при научных расчетах. В последствии при появлении задач обработки многих данных увеличилась доля операций ввода – вывода и этот принцип стал практически непригодным. Другой недостаток данного принципа – невозможность построить систему с переменным составом оборудования. Возможности повышения быстродействия решения задач с помощью ЭВМ заложены в совмещении операции ввода-вывода и операции обработки, т.е. организации параллельного выполнения операций обработки и ввода-вывода. Можно организовать работу ядра ЭВМ и ПУ таким образом, что непосредственное участие центральных устройств в обмене информацией с ПУ будет ограничиваться тактом передачи информации ПУ, который значительно короче такта подготовки информации. Кроме того, при операции обработки лишь часть времени в выполнении команды в АЛУ уходит на обращение к ОЗУ. А если выделить еще и специальные средства управления и прямого (внешнего) доступа к памяти ЭВМ (например от ПУ), то появляется возможность существенно повысить производительность ЭВМ.

Дата добавления: 2014-01-20