Многопроцессорные вычислительные комплексы Эльбрус

При разработке этих систем главное внимание было уделено трем проблемам:

эффективности использования оборудования;

возможности обеспечения предельной производительности;

созданию высоконадежных резервируемых структур, обладающих возможностью постепенного наращивания производительности с учетом адаптации к решаемым задачам.

Мы здесь дадим краткие сведения об упомянутых комплексах, по которым в какой-то степени можно судить о структурных решениях, принятых для достижения указанных целей.

В состав семейства многопроцессорных вычислительных комплексов входит система Эльбрус-1 с производительностью от 1,5 млн. операций в сек до 10 млн. операций в сек и высокопроизводительная система Эльбрус-2 с суммарным быстродействием более 100 млн. операций в сек. Системы Эльбрус-1 и Эльбрус-2 построены на одних и тех же структурных принципах, их модули функционально идентичны, а их процессоры имеют одинаковую систему команд и одинаковую по функциям единую операционную систему (ЕОС).

Основными модулями вычислительной системы Эльбрус являются:

центральные процессоры в количестве от 1 до 10;

модули оперативной памяти (от 4 до 32);

модули процессоров ввода-вывода (ПВВ) (от 1 до 4);

модули процессоров передачи данных (ППД) (от 1 до 16);

модули управления барабанами и дисками, образующие систему управления массовой памятью.

Оперативная память для всех процессоров системы доступна через коммутатор, на который, кроме того, возлагаются функции исключения неисправных блоков памяти и включения в работу резервных. Достоверность вычислений гарантируется развитой системой аппаратного контроля, охватывающей контролем как работу процессоров, так и работу по обмену информацией на всех уровнях системы.

Система команд центрального процессора базируется на принципе магазинного обращения к памяти, на аппаратной реализации стека. Внутренний язык машины подобен инверсной польской бесскобочной записи и представляет собой последовательность имен операндов, помещаемых в стек, и кодов функций, выполняемых над операндами, расположенными в вершине стека. В вершине стека могут находиться также не сами операнды, а ссылки на них или даже ссылки на процедуры, вычисляющие значения требуемого операнда. По принципам своего построения система команд центрального процессора близка к системе команд таких машин, как KDF-9 и Барроуз, структуру которых принято считать нетрадиционной.

В то же время система команд и организация данных имеет существенные отличия в направлении более развитого аппарата описания типов данных, их защиты, способов распределения памяти. Стековый механизм широко используется не только для динамического распределения памяти под локальные объекты программных блоков и процедур, но также для запоминания управляющей информации при переходах на более глубокие уровни вложенности процедур и для запоминания информации об адресном окружении задачи при прерываниях и переключениях с задачи на задачу. В системе команд Эльбрус получил дальнейшее развитие аппарат дескрипторов, отражающий такие конструкции языков высокого уровня, как описатели процедур, массивов и данных.

Каждый объект данных в памяти снабжен дополнительными управляющими разрядами (тегом), в которых содержится информация о типе данных и различные управляющие признаки, включая признаки защиты по чтению и записи. Широкое использование стекового механизма, аппарат дескрипторов и описателей, возможность указывать уровень вложенности - все это позволяет строить так называемые "чистые" реентерабельные (повторновходимые) процедуры или программы, в которых явно не присутствуют ссылки на адреса объектов в математической или физической памяти.

Перейти на страницу: 1 2 3

Другое по технологическим наукам

Создатель уникальной шаболовской радиобашни
Среди образцов отечественного инженерного искусства особое место занимает Шуховская (как ее часто называют) радиобашня на Шаболовке, уже многие десятилетия украшающая архитектурный ансамбль Москвы. Стройное, устремленное ввысь, будто невесомое, металлическое сооружение, высотой более 150 м хор ...