8. Структура и основные компоненты вычислительной системы

 

С момента появления первых систем было опробовано большое количество разнообразных структур систем, отличающихся друг от друга различными техническими решениями. Практика показала, что каждая структура ВС эффективно обрабатывает лишь задачи определенного класса. При этом необходимо чтобы структура ВС максимально соответствовала структуре решаемых задач. Только в этом случае система обеспечивает максимальную производительность.

Универсальной структуры ВС, одинаково хорошо обрабатывающей задачи любого типа, не существует.

Большое разнообразие структур ВС затрудняет их изучение. Поэтому ВС классифицируют с учетом их обобщенных характеристик. С этой целью вводится понятие «Архитектура системы».

Архитектура ВС – совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально логическую и структурную организацию системы.

Поскольку ВС появились как параллельные системы, то и рассмотрим классификацию архитектур с этой точки зрения.

Эта классификация архитектур была предложена М. Флинном в начале 60-гг. в ее основу заложено два возможных вида параллелизма: независимость потоков заданий (команд), существующих в системе, и независимость (несвязность) данных, обрабатываемых в каждом потоке. Классификация до настоящего времени еще не потеряла своего значения.

Согласно этой классификации существует четыре основных архитектуры ВС:

1) одиночный поток команд – одиночный поток данных (ОКОД);

2) одиночный поток команд – множественный поток данных (ОКМД);

3) множественный поток команд – одиночный поток данных (МКОД);

4) множественный поток команд - множественный поток данных (МКМД).

Архитектура ОКОД – охватывает все однопроцессорные и одномашинные варианты систем, т.е. с одним вычислителем. Все ЭВМ классической структуры попадают в этот класс. Здесь параллелизм вычислений обеспечивается путем совмещения выполнения операций отдельными блоками АЛУ, а также параллельной работы устройств ввода-вывода информации и процессора. Закономерности организации вычислительного процесса в этих структурах достаточно хорошо изучены.

Архитектура ОКМД – предполагает создание структур векторной или матричной обработки. Системы этого типа обычно строятся как однородные, т.е. процессорные, элементы, входящие в систему, идентичны и все они управляются одной и той же последовательностью команд. Однако каждый процессор обрабатывает свой поток данных. Под эту схему хорошо подходят задачи обработки матриц или векторов (массивов), задачи решения систем линейных и нелинейных, алгебраических и дифференциальных уравнений, задачи теории поля и д.р. Архитектура МКОД – предполагает построение своеобразного процессорного конвейера, в котором результаты обработки передаются от одного процессора к другому по цепочке. Прототипом таких вычислений может служить схема любого производственного конвейера. В современных ЭВМ по этому принципу реализована схема совмещения операций, в которой параллельно работают различные функциональные блоки, и каждый из них делает свою часть в общем цикле обработки команды.

9. ОС с выделенными серверами

Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим пользователям сети, то он играет роль сервера. При этом компьютер, обращающийся к ресурсам другой машины, является клиентом. Как уже было сказано, компьютер, работающий в сети, может выполнять функции либо клиента, либо сервера, либо совмещать обе эти функции.

Если выполнение каких-либо серверных функций является основным назначением компьютера (например, предоставление файлов в общее пользование всем остальным пользователям сети или организация совместного использования факса, или предоставление всем пользователям сети возможности запуска на данном компьютере своих приложений), то такой компьютер называется выделенным сервером. В зависимости от того, какой ресурс сервера является разделяемым, он называется файл-сервером, факс-сервером, принт-сервером, сервером приложений и т.д. Очевидно, что на выделенных серверах желательно устанавливать ОС, специально оптимизированные для выполнения тех или иных серверных функций. Поэтому в сетях с выделенными серверами чаще всего используются сетевые операционные системы, в состав которых входит нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей. Например, сетевая ОС Novell NetWare имеет серверный вариант, оптимизированный для работы в качестве файл-сервера, а также варианты оболочек для рабочих станций с различными локальными ОС, причем эти оболочки выполняют исключительно функции клиента. Другим примером ОС, ориентированной на построение сети с выделенным сервером, является операционная система Windows NT. В отличие от NetWare, оба варианта данной сетевой ОС - Windows NT Server (для выделенного сервера) и Windows NT Workstation (для рабочей станции) - могут поддерживать функции и клиента и сервера. Но серверный вариант Windows NT имеет больше возможностей для предоставления ресурсов своего компьютера другим пользователям сети, так как может выполнять более широкий набор функций, поддерживает большее количество одновременных соединений с клиентами, реализует централизованное управление сетью, имеет более развитые средства защиты. Выделенный сервер не принято использовать в качестве компьютера для выполнения текущих задач, не связанных с его основным назначением, так как это может уменьшить производительность его работы как сервера. В связи с такими соображениями в ОС Novell NetWare на серверной части возможность выполнения обычных прикладных программ вообще не предусмотрена, то есть сервер не содержит клиентской части, а на рабочих станциях отсутствуют серверные компоненты. Однако в других сетевых ОС функционирование на выделенном сервере клиентской части вполне возможно. Например, под управлением Windows NT Server могут запускаться обычные программы локального пользователя, которые могут потребовать выполнения клиентских функций ОС при появлении запросов к ресурсам других компьютеров сети. При этом рабочие станции, на которых установлена ОС Windows NT Workstation, могут выполнять функции невыделенного сервера.

Несмотря на то, что в сети с выделенным сервером все компьютеры в общем случае могут выполнять одновременно роли и сервера, и клиента, эта сеть функционально не симметрична: аппаратно и программно в ней реализованы два типа компьютеров - одни, в большей степени ориентированные на выполнение серверных функций и работающие под управлением специализированных серверных ОС, а другие - в основном выполняющие клиентские функции и работающие под управлением соответствующего этому назначению варианта ОС. Функциональная несимметричность, как правило, вызывает и несимметричность аппаратуры - для выделенных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти. Таким образом, функциональная несимметричность в сетях с выделенным сервером сопровождается несимметричностью операционных систем (специализация ОС) и аппаратной несимметричностью (специализация компьютеров).



Информация о работе «Основы программирования»
Раздел: Информатика, программирование
Количество знаков с пробелами: 70107
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0

Похожие работы

Скачать
35016
10
1

... различных свойств. В результате выполнения методов объекта могут происходить новые события, воспринимаемые другими объектами программы или пользователем. 2. Интегрированная среда разработки Delphi: назначение и общее описание среды   Delphi – это потомок среды программирования Turbo Pascal. Название среды произошло от названия города в Древней Греции, где находился знаменитый Дельфийский ...

Скачать
69354
1
0

... , сколько времени потребуется для его составления, как много места для возможных ошибок? Естественно, об этом задумывались и авторы языков программирования. Поэтому во всех существующих языках имеются типы переменных, отвечающие за хранение больших массивов данных. В языке Паскаль они так и называются: "массивы".    Массивом будем называть упорядоченную последовательность данных одного типа, ...

Скачать
51776
17
0

... урожай который может быть обеспечен генетическим потенциалом сорта и приходом ФАР при реально существующих среднемноголетних условиях и применением агротехники. В Свердловской области величина действительно возможного урожа в основном определяется влагообеспеченностью, особенно продуктивной ее частью, которая рассчитывается по данным годового количества осадков. Таблица 7 Среднемноголетние ...

Скачать
39078
10
0

... следует до заморозков. Засилосованные початки в молочно – восковой спелости приравниваются по количеству кормовых единиц (на сухое вещество) к спелому зерну кукурузы. Следовательно, целесообразно их убирать и силосовать отдельно от стеблей и листьев. Технология возделывания и уборки кукурузы Уточни с препадом на счет дат и вид работ. 1 и 2 переставь местами строчки. № Виды работ Объем ...

0 комментариев


Наверх