Структура вычислительных систем

1. Архитектурные особенности вычислительной системы различных классов 1

2. Основные классы ВС 3

3. Многомашинные и многопроцессорные ВС 6

4. Список литературы 9

Первые компьютеры (автоматические электронные вычислительные машины с программным управлением) были созданы в конце 40-х годов 20-го века и представляли собой гигантские вычислительные монстры, использовавшиеся только для вычислительной обработки информации. По мере развития компьютеры существенно уменьшились в размерах, но обросли дополнительным оборудованием, необходимым для их эффективного использования. В70-х годах компьютеры из вычислительных машин сначала превратились в вычислительные системы, а затем в информационно-вычислительные системы.
Вычислительная система – это совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов. В вычислительной системе компьютер может быть один, но агрегированный с многофункциональным периферийным оборудованием. Стоимость периферийного оборудования часто во много раз превосходит стоимость компьютера. В качестве постороннего примера одномашинного ВС можно привести систему телеобработки информации. Всё же классическим вариантом ВС является многомашинный и многопроцессорный варианты.
Первые ВС создавались с целью увеличить быстродействие и надёжность работы путём параллельного выполнения вычислительных операции. Как это ни парадоксально, тормозом в дальнейшем увеличении быстродействие компьютера является конечная скорость распространение электромагнитных волн – скорость света, равна 30000 км/с. Время распространения сигнала между элементами ВС может значительно превышать время переключения электронных схем. Поэтому чисто последовательная модель выполнения операций, характерная для классической структуры компьютера – структура фон Неймана, - не позволяет существенно повысить быстродействие ВС.
Параллелизм выполнения операций существенно повышает быстродействие системы; он же может также значительно повысить и надежность(при отказе одного компонента системы его функции может взять на себя другой),и достоверность функционирования системы, если операции будут параллельно дублироваться, а результаты их выполнения сравниваться или мажоритировться. Для современных ВС, за исключением суперкомпьютеров, критерии обоснования их необходимости уже несколько иные – важно само информационное обслуживание пользователей, сервис и качество этого обслуживания. Для суперкомпьютеров, представляющих собой многопроцессорные ВС, важнейшим показателями являются их производительность и надежность.
Укрупнённая блок-схема классического компьютера показана на рис.1.

1. В.Л.Бройдо «Вычислительные системы, сети и телекоммуникация», издательский дом«Питер»,2003
2. Б.М.Каган «Электронно вычислительные машины и системы»,Москва 1991