Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) ( 122 ) (123) (124) (122)

ный отдельными линиями связи с другими ЭВМ (рис. 8-25). Когда ЭВМ1 необходимо передать сообщение в ЭВМ2, она посылает в С-элемент сообщение-запрос иа передачу. С-элемент устанавливает тракт связи с ЭВМ2 при получении от последней сообщения о готовности к приему. Если в процессе передачи данных между ЭВМ1 и ЭВМ2 в ЭВМЗ возникает необходимость передачи сообщения в ЭВМ2, эта передача задерживается до освобождения тракта связи между ЭВМ1 и ЭВМ2. Однако обычно допускают передачи между ЭВМЗ и ЭВМ4 параллельно с передачами между ЭВМ1 и ЭВМ2.

С-элемеит наряду с коммутацией сообщений может выполнять функции обработки данных, ио более распространены системы, где задачи С-элемеита ограничены коммутацией сообщений н диагностическими операциями.

Критическим компонентом системы является С-элемент, выполняющий сложные функции параллельного управления большим числом трактов связи. Если отказ одной линии связи приводит к невозможности использования одной ЭВМ, то отказ центрального коммутатора приводит к более тяжелым последствиям. Быстродействие коммутатора определяется временем обработки сообщений й частотой поступления сообщений. Время же обработки сообщений в некоторой степени зави-сит от числа ЭВМ в системе и от длины сообщений.

Иерархическая структура. В иерархической (древовидной) структуре, приведенной на рис. 8-26, из практических соображений возможности ЭВМ увеличиваются при движении снизу вверх. ЭВМ нижнего уровня специализируются иа конкретных прикладных задачах и часто реализуются как микро-ЭВМ или минн-ЭВМ младших моделей. Их функциями могут быть сбор, сжатие и несложная обработка данных в реальном времени. Информация периодически запоминается для целей диагностики или контроля. ЭВМ уровня 1 выполняют более сложные и разнообразные функции. Как минимум, они осуществляют передачу подготовленных программ или приказов в ЭВМ уровня О, а также принимают от них информацию, производят ее оперативный анализ и запоминают результаты в устройствах массовой памяти (на дисках). Кроме того, они обеспечивают пакетную обработку, реализуют интерпретирующие языки высокого уровня и т. п. На верхнем уровне применяются ЭВМ широкого назначения (часто мини-ЭВМ старших моделей), которые управляют всей системой. Обычно они же обслуживают разделенные базы данных.

В иерархической структуре учитываются два аспекта надежности. Отказ ЭВМ верхнего уровня приводит к потере управляемости всей системой, а неисправность любой линии связи влечет за собой отключение от системы всех ЭВМ иа уровнях, находящихся ниже неисправной линии. Проблема надежности решается с помощью введения избыточности. Следует отметить, что наличие нескольких уровней увеличивает время реакции системы.

Многосвязные структуры. Мультимашииные системы с данной структурой содержат ряд ЭВМ, соединенных несколькими линиями связи (рис. 8-27). В предельном случае полностью связанной структуры каждая ЭВМ имеет связи со всеми остальными ЭВМ системы. При этом сложность связей быстро увеличивается с ростом числа ЭВМ, но в конкретных системах необязательно наличие всех связей, что приводит к частично связанной структуре. Отказ одной линии связи имеет ограниченные последствия, ио расширение системы затруднено.

В больших распределенных сетях мини-ЭВМ используются специальные связные процессоры (часто также на базе мини-ЭВМ), которые образуют подсеть связи и обслуживают все машины системы (рис. 8-28).



Уровень


Уровень 1

Уровень О \ Эвм] I ЭВМ\ эем 1 звм\ I Э8М) Рис. 8-26. Иерархическая структура


Рис. 8-27. Многосвязная структура


Рнс. 8-2S. Многосвязная структура со связными процессорами (СП)

Для передачи данных мини-ЭВМ обращается к своему связному процессору (СП), который передает сообщение по подсети связи.

Многосвязные системы классифицируются по тому, используется ли в них коммутация сообщений или пакетов. В первых нз них сообщение от машияы-источняка передается мащиие-приемнику по фиксированному тракту связи в подсети. В каждом СП этого тракта сообщение вна-



чале запоминается (иа диске), а затем передается и следующий СП при доступности соответствующего канала связи. Этому способу присущи такие недостатки, как большая задержка сообщений в условиях интенсивных передач, неэффективное использование ресурсов и др.

В системах с пакетной коммутацией сообщение до передачи разделяется на пакеты (кадры) длиной около 1000 бит. Пакеты можно хранить в оперативной памяти и передавать получателю по различным трактам связи. Другими словами, в системе реализуется адаптивная маршрутизация: тракт связи между двумя любыми узлами системы не фиксируется заранее, а выбирается исходя из текущих условий во время передачи. Благодаря такой организации в системе проще решаются проблемы перегрузки каналов и неисправных компонентов.

Для передачи сообщения машина-источиик вводит в него адрео приемника и посылает сообщение в свой СП. Последний динамически выбирает наилучший маршрут, контролирует ошибки и уведомляет источник о приеме сообщения. Затем СП разделяет сообщение на пакеты, причем каждый пакет содержит идентифицирующую информацию. Каждый пакет передается в подсети независимо друг от друга в СП машины-приемиика, где пакеты объединяются в исходное сообщение, которое и поступает в машнну-приемник. Связные процессоры и подключенные к ним мини-ЭВМ размещаются в физической близости и соединяются параллельной шиной данных.

В заключение отметим, что техника распределенных систем получает все большее расиростраиенне и постоянно совершенствуется. Некоторые авторы считают, что 80-е годы будут десятилетием распределенных систем обработки данных.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как обеспечивается проблемная ориентация при проектировании ЭВМ различного назначения?

2. Выделите основные этапы проектирования аппаратных и программных средств. Какие задачи решает разработчик иа каждом из этапов?

3. Какие используются подходы к построению распределенных систем?

4. Как осуществляется обмен информацией между компоиеитамн распределенной системы?

5. Перечислите основные тенденции в развитии архитектуры микро-и мини-ЭВМ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеико А. Г. Основы микроэлектроники.- М.: Сов. радио,

1977. -408 с, ил.

2. Балашов Е. П., Петров Г. А. Микропроцессоры - новая элементная база радиоэлектроники. - Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника,

1978, № 11, с. 16-28.

3. Балашов Е. П., Пузанков Д. В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы: Учебн. пособие для вузов/Под ред. В. Б. Смолова. - М.: Радио и связь, 1981.-328 с, пл.



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) ( 122 ) (123) (124)