T Канальной принцип организации ЭВМ

ЭВМ с канальной организацией.

TАрхитектура с распределенными функциями

T Конвейерная организация

Здесь обрабатывающее устройство разделяется на последовательно включенные операционные блоки, каждый из которых специализирован на выполнение строго определенной части операции. При этом работа осуществляется следующим образом: когда i-ый операционный блок выполняет i-уючасть j-ой операции, (i - 1)-ый операционный блок выполняет (i - 1)-ую часть (j + 1)-й операции, а (i + 1)-ый операционный блок выполняет (i + 1)-ую часть (j - 1)-ой операции. В результате образуется своего рода конвейер обработки и за счет этого повышается производительность системы.

ЭВМ с конвейерной организацией

Эта архитектура являлась основной идеей японского проекта ЭВМ пятого поколения. В настоящее время эта идея осталась не реализованной. Суть идеи заключается в том, что обработка информации распределяется по «интеллектуальным» периферийным устройствам. Переход от ЭВМ четвертого поколения к ЭВМ пятого поколения намечалось осуществить не за счет существенного изменения элементной базы (как было ранее), а за счет резкого качественного изменения сложности и интеллектуальности различных компонент ЭВМ.

В основе этого типа организации ЭВМ лежит множественность каналов связи между устройствами и функциональная специализация узлов.

Канал — это специализированный процессор, осуществляющий всю работу по управлению контроллерами внешних устройств и обмену данными между основной памятью и внешними устройствами.

Устройства группируются по характерной скорости и подключаются к соответствующим каналам.

«Быстрые» устройства (накопители на магнитных дисках) подсоединяются к селекторным каналам. Такое устройство получает селекторный канал в монопольное использование на все время выполнения операции обмена данными.

Функциональная схема ЭВМ с канальной организацией

«Медленные» устройства подключаются к мультиплексным каналам. Мультиплексный канал разделяется (мультиплексируется) между несколькими устройствам, при этом возможен одновременный обмен данными с несколькими устройствами.

Доступ к оперативной памяти может получить и центральный процессор, и один из каналов. Для управления очередностью доступа используется контроллер оперативной памяти. Он определяет приоритетную дисциплину доступа при одновременном обращении нескольких устройств к памяти (наименьший приоритет имеет центральный процессор).

Среди каналов больший приоритет имеют медленные каналы. Таким образом, приоритет обратно пропорционален частоте обращения устройств к памяти.

За счет существенного усложнения организации ЭВМ упрощается архитектура ввода-вывода. Связь между отдельными узлами осуществляется по схеме, напоминающей треугольник.

Операции обмена данными становятся более простыми. Канал, по сути, представляет собой специализированный «интеллектуальный» контроллер прямого доступа к оперативной памяти. Для ускорения обмена данными реализованы несколько трактов обмена данными (процессор — основная память и каналы — основная память). О своем состоянии канал может информировать процессор с помощью прерываний.

Все контроллеры внешних устройств подключаются к «своим» каналам с помощью стандартного интерфейса. Свобода подключения внешних устройств сохраняется благодаря стандартному протоколу интерфейса, при этом появляется возможность группировать устройства по характеристикам. Результатом введения каналов (специализированных процессоров ввода-вывода) является большая стандартизация и упрощение процессов обмена.

Дата добавления: 2015-04-25