Слайд 2
![CISC - Complete Instruction Set Computer Для CISC-процессоров характерно: сравнительно](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-1.jpg)
CISC - Complete Instruction Set Computer
Для CISC-процессоров характерно: сравнительно небольшое число
регистров общего назначения; большое количество машинных команд, некоторые из которых нагружены семантически аналогично операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за много тактов; большое количество методов адресации; большое количество форматов команд различной разрядности; преобладание двухадресного формата команд; наличие команд обработки типа регистр-память.
Слайд 3
![RISC - Reduced Instruction Set Computer Корни этой архитектуры уходят](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-2.jpg)
RISC - Reduced Instruction Set Computer
Корни этой архитектуры уходят к компьютерам
CDC6600, которые одни из первых начали оснащаться упрощенным набором команд для увеличения быстродействия. RISC в современном его понимании сформировалось на базе трех исследовательских проектов компьютеров: процессора 801 компании IBM, процессора RISC университета Беркли и процессора MIPS Стенфордского университета
Слайд 4
![Классификация компьютеров по областям применения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-3.jpg)
Классификация компьютеров по областям применения
Слайд 5
![Персональные компьютеры и рабочие станции X-терминалы Серверы Мейнфреймы Кластерные архитектуры](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-4.jpg)
Персональные компьютеры и рабочие станции
X-терминалы
Серверы
Мейнфреймы
Кластерные архитектуры
Слайд 6
![Х-терминалы. Вычислительные системы обладающие минимальным набором средств обработки информации и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-5.jpg)
Х-терминалы. Вычислительные системы обладающие минимальным набором средств обработки информации и ориентированные,
главным образом, на организацию взаимодействия пользователя с высокопроизводительной вычислительной системой (сервером), которая и осуществляет обработку информации.
Слайд 7
![Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-6.jpg)
Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы
данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ).
Слайд 8
![Современные серверы высокой мощности характеризуются: наличием двух или более центральных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-7.jpg)
Современные серверы высокой мощности характеризуются:
наличием двух или более центральных процессоров
RISC, реже CISC;
многоуровневой шинной архитектурой, в которой запатентованная высокоскоростная системная шина связывает между собой несколько процессоров и оперативную память, а также множество стандартных шин ввода/вывода, размещенных в том же корпусе;
поддержкой технологии дисковых массивов RAID;
поддержкой режима симметричной многопроцессорной обработки, которая позволяет распределять задания по нескольким центральным процессорам или режима асимметричной многопроцессорной обработки, которая допускает выделение процессоров для выполнения конкретных задач.
Слайд 9
![Мейнфреймы . Мейнфрейм – это синоним понятия «большая универсальная ЭВМ».](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-8.jpg)
Мейнфреймы
. Мейнфрейм – это синоним понятия «большая универсальная ЭВМ». Мейнфреймы и
до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они могут включать один или несколько процессоров, каждый из которых, в свою очередь, может оснащаться векторными сопроцессорами (ускорителями операций с суперкомпьютерной производительностью).
Слайд 10
![В архитектурном плане мейнфреймы представляют собой многопроцессорные системы, содержащие один](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-9.jpg)
В архитектурном плане мейнфреймы представляют собой многопроцессорные системы, содержащие один или
несколько центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанных между собой высокоскоростными магистралями передачи данных. При этом основная вычислительная нагрузка ложится на центральные процессоры, а периферийные процессоры (в терминологии IBM - селекторные, блок-мультиплексные, мультиплексные каналы и процессоры телеобработки) обеспечивают работу с широкой номенклатурой периферийных устройств.
Слайд 11
![Кластерные архитектуры Термин «кластеризация» можно определить как реализация объединения машин,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-10.jpg)
Кластерные архитектуры
Термин «кластеризация» можно определить как реализация объединения машин, представляющегося единым
целым для операционной системы, системного программного обеспечения, прикладных программ и пользователей. Машины, кластеризованные вместе таким способом могут при отказе одного процессора очень быстро перераспределить работу на другие процессоры внутри кластера.
Слайд 12
![VAX-кластер(компания DEC) представляет собой слабосвязанную многомашинную систему с общей внешней](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-11.jpg)
VAX-кластер(компания DEC) представляет собой слабосвязанную многомашинную систему с общей внешней памятью,
обеспечивающую единый механизм управления и администрирования. В настоящее время на смену VAX-кластерам приходят UNIX-кластеры. При этом VAX-кластеры предлагают проверенный набор решений, который устанавливает критерии для оценки подобных систем.
Слайд 13
![Современные ЭВМ могут иметь различную архитектуру, но обязательно содержат в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-12.jpg)
Современные ЭВМ могут иметь различную архитектуру, но обязательно содержат в своей
структуре рассмотренные элементы и используют основной принцип функционирования ЭВМ, дополненный новыми принципами, к которым можно отнести принципы модульности, магистральности и микропрограммируемости.
Слайд 14
![Любая вычислительная система включает следующие узлы: Арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-13.jpg)
Любая вычислительная система включает следующие узлы:
Арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические
и логические операции.
Устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ.
Запоминающее устройство (память) для хранения программ и данных.
Внешние устройства для ввода–вывода информации (ВУ).
Слайд 15
![неймановская архитектура В общих чертах работу вычислительной системы можно описать](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-14.jpg)
неймановская архитектура
В общих чертах работу вычислительной системы можно описать следующим образом:
устройство управления инициирует процесс чтения из памяти очередной команды программы, расшифровывает ее и подключает необходимые для ее выполнения цепи и устройства (АЛУ или ВУ), после чего цикл повторяется для выполнения следующей команды. Таким образом, все действия в ЭВМ выполняются под управлением программы, хранящейся в памяти. В связи с этим основным принципом работы ЭВМ является принцип программного управления.
Слайд 16
![гарвардская архитектура память программ и память данных разделены и имеют](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-15.jpg)
гарвардская архитектура
память программ и память данных разделены и имеют собственные адресные
пространства и способы доступа к ним.
Слайд 17
![Современные ЭВМ могут иметь различную архитектуру, но обязательно содержат в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-16.jpg)
Современные ЭВМ могут иметь различную архитектуру, но обязательно содержат в своей
структуре рассмотренные элементы и используют основной принцип функционирования ЭВМ, дополненный новыми принципами, к которым можно отнести принципы модульности, магистральности и микропрограммируемости
Слайд 18
![Модульность – это способ построения компьютера на основе набора модулей.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-17.jpg)
Модульность
– это способ построения компьютера на основе набора модулей. Модулем
называется конструктивно и функционально законченный электронный блок в стандартном исполнении. Это означает, что с помощью модуля может быть реализована какая-то функция либо самостоятельно, либо совместно с другими модулями.
Слайд 19
![Магистральность – это способ соединения между различными модулями компьютера, когда](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-18.jpg)
Магистральность
– это способ соединения между различными модулями компьютера, когда входные и
выходные устройства модулей соединяются одними и теми же проводами, совокупность которых называется шиной. Магистраль компьютера состоит из нескольких групп шин, разделяемых по функциональному признаку - шина адреса, шина данных, шина управления
Слайд 20
![Микропрограммируемость – это способ реализации принципа программного управления. Суть его](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-19.jpg)
Микропрограммируемость
– это способ реализации принципа программного управления. Суть его состоит в
том, что принцип программного управления распространяется и на реализацию устройства управления. Другими словами, устройство управления строится точно так же, как и весь компьютер, только на микроуровне, т.е. в составе устройства управления имеется своя память, называемая управляющей памятью или памятью микрокоманд, свой "процессор", свое устройство управления и т. д
Слайд 21
![Классификация вычислительных систем В соответствии с наиболее известной классификацией архитектур](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-20.jpg)
Классификация вычислительных систем
В соответствии с наиболее известной классификацией архитектур ВС, предложенной
в 1966 году М.Флинном и базирующейся на понятии потока, под которым понимается последовательность элементов, команд или данных, обрабатываемая процессором, выделают четыре типа архитектур ВС: SISD, MISD, SIMD, MIMD:
Слайд 22
![SISD (single instruction, single data) - одиночный поток команд и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-21.jpg)
SISD
(single instruction, single data)
- одиночный поток команд и одиночный
поток данных. К этому классу относятся, прежде всего, классические последовательные машины, или иначе, машины фон-неймановского типа, например, PDP-11 или VAX 11/780. В таких машинах есть только один поток команд, все команды обрабатываются последовательно друг за другом и каждая команда инициирует одну операцию с одним потоком данных.
Слайд 23
![SIMD (single instruction, multiple data) - одиночный поток команд и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-22.jpg)
SIMD
(single instruction, multiple data)
- одиночный поток команд и множественный поток
данных. В архитектурах подобного рода сохраняется один поток команд, включающий, в отличие от предыдущего класса, векторные команды. Это позволяет выполнять одну арифметическую операцию сразу над многими данными - элементами вектора. В таких системах обычно очень много модулей обработки (от 1024 до 16384), которые и позволяют за одну инструкцию обрабатывать несколько данных.
Слайд 24
![MISD (multiple instruction, single data) - множественный поток команд и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-23.jpg)
MISD
(multiple instruction, single data)
- множественный поток команд и одиночный поток
данных. Определение подразумевает наличие в архитектуре многих процессоров, обрабатывающих один и тот же поток данных. Однако ни Флинн, ни другие специалисты в области архитектуры компьютеров до сих пор не смогли представить убедительный пример реально существующей вычислительной системы, построенной на данном принципе.
Слайд 25
![MIMD (multiple instruction, multiple data) - множественный поток команд и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-24.jpg)
MIMD
(multiple instruction, multiple data)
- множественный поток команд и множественный
поток данных. Этот класс предполагает, что в вычислительной системе есть несколько устройств обработки команд, объединенных в единый комплекс, каждое из которых работает со своим потоком команд и данных. Основное отличие этих систем от многопроцессорных SIMD-машин состоит в том, что инструкции и данные связаны, потому что они относятся к одной и той же исполняемой задаче.
Слайд 26
![Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-25.jpg)
Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы
Слайд 27
![Многомашинная вычислительная система (ММВС) – система (комплекс), включающая в себя](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-26.jpg)
Многомашинная вычислительная система
(ММВС)
– система (комплекс), включающая в себя две или
более ЭВМ (каждая из которых имеет процессор, ОЗУ, набор периферийных устройств и работает под управлением собственной ОС), связи между которыми обеспечивают выполнение функций, возложенных на ММВС.
Слайд 28
![По характеру связей между ЭВМ ММВС можно разделить на три типа: косвенно-, или слабосвязанные; прямосвязанные; Сателлитные.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-27.jpg)
По характеру связей между ЭВМ
ММВС можно разделить на три типа:
косвенно-, или слабосвязанные; прямосвязанные;
Сателлитные.
Слайд 29
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-28.jpg)
Слайд 30
![В ММВС существуют три вида связей : общее ОЗУ (ООЗУ);](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-29.jpg)
В ММВС существуют три вида связей : общее ОЗУ (ООЗУ);
прямое
управление, иначе связь процессор – процессор;
адаптер канал – канал (АКК).
Слайд 31
![Для ММВС с сателлитными связями ЭВМ характерным является не способ связи, а принципы взаимодействии ЭВМ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-30.jpg)
Для ММВС с сателлитными связями ЭВМ характерным является не способ связи,
а принципы взаимодействии ЭВМ
Слайд 32
![во-первых, ЭВМ существенно различаются по своим характеристикам, а во-вторых, имеет](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-31.jpg)
во-первых, ЭВМ существенно различаются по своим характеристикам, а во-вторых, имеет место
определенная соподчиненность машин и различие функций, выполняемых каждой ЭВМ. Основная ЭВМ (чаще более высокопроизводительная) предназначена для основной обработки информации. Сателлитная (подчиненная меньшей производительности) осуществляет организацию обмена информацией основной ЭВМ с периферийными устройствами, ВЗУ, удаленными абонентами и т.д. Некоторые ММВС могут включать не одну, а несколько сателлитных ЭВМ, при этом каждая из них ориентируется на выполнение определенных функций.
Слайд 33
![Многопроцессорные вычислительные системы (МПВС) – это система (комплекс), включающий в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-32.jpg)
Многопроцессорные вычислительные системы
(МПВС)
– это система (комплекс), включающий в себя два
или более процессоров, имеющих общую ОП, общие периферийные устройства и работающих под управлением единой ОС, которая, в свою очередь, осуществляет общее управление техническими и программными средствами комплекса.
Слайд 34
![типы структурной организации МПВС : с общей шиной; с перекрестной коммутацией; с многовходовыми ОЗУ.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-33.jpg)
типы структурной организации МПВС
: с общей шиной;
с перекрестной коммутацией;
с
многовходовыми ОЗУ.
Слайд 35
![В МПВС с общей шиной проблема связей всех устройств между](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-34.jpg)
В МПВС с общей шиной проблема связей всех устройств между собой
решается крайне просто: все они соединяются общей шиной, по которым передаются информация, адреса и сигналы управления
Слайд 36
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-35.jpg)
Слайд 37
![Достоинством такой структуры является простота, в том числе изменения комплекса,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-36.jpg)
Достоинством такой структуры является простота, в том числе изменения комплекса, а
также доступность модулей ОЗУ для всех остальных устройств.
Недостатками является невысокое быстродействие (одновременный обмен информацией возможен между двумя устройствами, не более), относительно низкая надежность системы из-за наличия общего элемента – шины.
Слайд 38
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-37.jpg)
Слайд 39
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/26879/slide-38.jpg)