Практическое занятие 4 -5 по учебной дисциплине

Практическое занятие 4 -5 по учебной дисциплине «Военно-специальная подготовка» профессор военной кафедры при НИУ ВШЭ полковник запаса Маслёнкин Е. В. Военная кафедра при Национальном исследовательском университете «Высшая школа экономики»

2 Тема и учебные вопросы ТЕМА № 4: «Архитектура, принципы построения современных вычислительных систем, комплексов и сетей. Вычислительные комплексы и сети систем РКО» Учебные вопросы занятия: 1. Ярусно-параллельная и конвейерная обработка информации в вычислительных комплексах. 2. Вычислительный комплекс «Эльбрус – 90 микро» . 3. Арифметико-логическое устройство микропроцессора «Эльбрус» . Подсистема памяти.

3 Литература 1. Актерский Ю. Е. Сети ЭВМ и телекоммуникации: Учебное пособие. – СПб. : ПВИРЭ КВ, 2005. – 223 с. 2. Вейцман К. Распределенные системы мини – и микро-ЭВМ; Пер. с англ. М. : Финансы и статистика, 1982. 3. Головкин Б. А. Параллельные вычислительные системы. М. Наука, 1980. 4. Каган Б. М. Электронные машины и системы: Учебное пособие. – 2 -е изд. , перераб. И доп. М. : Энергоатомиздат, 1985. 5. Ким А. К. , Перекатов В. И. , Ермаков С. Г. Микропроцессоры и вычислительные комплексы семейства «Эльбрус» . — СПб. : Питер, 2013. — 272 с. : ил. 6. А. М. Ларионов, С. А. Майоров, Г. И. Новиков. Вычислительные комплексы системы и сети. – Ленинград: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. Ленинградское отделение, 1987. 179 с. 7. Прангишвили И. В. , Подлазов В. С. , Стецюра Г. Г. Локальные микропроцессорные вычислительные сети. . М. : Наука, 1984. 8. Сипсер Р. Архитектура связи в распределенных системах: Пер. с англ. М. : Мир, 1981. Т. 1, 2. 9. Якубайтис Э. А. Информационно-вычислительные сети. И. : Финансы и статистика, 1984.

4 Учебный вопрос № 1 Ярусно-параллельная и конвейерная обработка информации в вычислительных комплексах

5 Ярусно-параллельная форма программы 1 3 8 21 6543 97 1 21 11 0 1 4 Я р у с 0 Я р у с 1 Я р у с 2 Я р у с 3 Я р у с 4 1 x 2 x 3 x 1 x 11 x 9 x 5 x 8 x 7 x 5 x 5 x 4 x 3 x 10 x 131 y 41 y 52 y 23 y 62 y 61 y 51 y 24 y 42 y 21 y 31 y 11 y 32 y 72 y 81 y 82 y 83 y 122 y 111 y 91 y 121 y 112 y 101 y 141 y 22 y 11 y 53 y 73 y 1 0 5 0 1 04 0 6 0 1 52 5 3 02 0 1 04 03 02 0 1 5 435 14 1 N i it. T Вариант 1. Процессор 1 выполняет ветви 1 – 4– 5– 9– 10– 13, процессор 2 – ветви 2 – 6 – 3– 7 – 8– 11– 12 – 14. Вариант 2. Процессор 1 выполняет ветви 1 – 4 – 5 – 9 – 10 – 11 – 13 , процессор 2 — ветви 2 – 6 – 3 – 7 – 8 – 12 – 14. Вариант 3. Процессор 1 выполняет ветви 1– 4– 8– 12– 11– 13 , процессор 2 – ветви 2– 5– 6– 3– 7– 9– 10– 14.

6 Структурная схема и временная диаграмма конвейера операций. СПСМВПНР а)А В x. Vyyx CBA 222 x. Vy i x icba

7 Учебный вопрос № 2 Методы коммутации абонентских систем в телекоммуникационных сетях

8 Учебный вопрос № 2 АС 6 АС 1 АС 5 АС 4 АС 8 АС 3 АС 7 УК 1 УК 4 УК 2 УК 5 УК 3 УК 6 Телекоммуникационная сеть Рис. 4 Структура сети с коммутацией абонентских систем

9 Учебный вопрос № 2 t ФПЗ – время формирования и передачи запроса на соединение; t ФПП – время формирования и передачи подтверждения соединения; t УС – время установления соединения (коммутации составного канала); t ПД – время передачи данных. АС 1 УК 2 УК 5 УК 3 АС 4 t ФПЗ t ФПЗ Данные t ФПП t ПД t t t t УС

10 Учебный вопрос № 2 К основным достоинствам метода коммутации каналов относится следующее: возможность использования скоммутированного составного канала для организации дуплексного (диалогового) информационного обмена между абонентами: возможность организации информационного обмена между абонентами в реальном масштабе времени; обеспечение полной прозрачности канала при передаче информации. Недостатками данного метода коммутации являются: снижение общей пропускной способности телекоммуникационной сети из-за монополизации большого числа сегментов составного канала связи одной парой абонентских систем на все время их информационного взаимодействия; значительные временные затраты на формирование канала связи в случае ожидания освобождения отдельных его сегментов; неравномерность загрузки каналов при передаче информационных потоков различной интенсивности (при пульсациях трафика).

11 Учебный вопрос № 2 Заголовок сообщения. АС–источник сообщения Заголовок пакета Заголовок сообщения Пакет 1 Заголовок пакета Пакет 2 Заголовок пакета Пакет 3 ТКС Заголовок сообщения. АС–приемник сообщения Рис. 6. Разбиение сообщения на пакеты

12 Учебный вопрос № 2 Дейтаграммный способ предусматривает передачу пакетов как не связанных между собой данных. В этом случае каждый пакет может следовать по сети любым возможным маршрутом и поступать к АС–приемнику в произвольном порядке. Организация виртуального канала предусматривает предварительный выбор единственного маршрута передачи пакетов между АС-источником и АС-приемником. Пакеты в этом случае передаются по сети в виде строгой последовательности связанных между собой данных. Основное свойство виртуального канала – сохранение порядка поступления пакетов. При этом отсутствие в пункте назначения даже одного пакета исключает возможность передачи всех последующих пакетов.

13 Кластер арифметико-логического устройства К основным достоинствам метода коммутации пакетов относится следующее: более высокая по сравнению с методом коммутации каналов эффективность использования ресурсов телекоммуникационной сети; возможность сглаживания в разделяемых каналах связи пульсаций трафика; возможность использования каналов связи с различной пропускной способностью; высокая адаптивность к изменению условий передачи данных в сети. Недостатками метода коммутации пакетов являются: неопределенность пропускной способности соединения между двумя взаимодействующими абонентскими системами; использование более сложных и дорогостоящих узлов коммутации; трудность организации интерактивного (диалогового) режима обмена данными и обмена данными в реальном масштабе времени.

14 Выводы 1. При ярусно — параллельной обработке выигрыш во времени обработки может существенно колебаться в зависимости от последовательности выполнения ветвей каждым процессором. При решении задачи каждый процессор перед началом выполнения очередной ветви должен иметь информацию о готовности данных для этого. 2. Чем длиннее цепочка данных и чем на большее число этапов (а следовательно, и операционных блоков) разбивается операция (при той же длительности ее выполнения), тем больший эффект от использования конвейера может быть получен. 3. Арифметико-логическое устройство микропроцессора предназначено для выполнения арифметических и логических операций обработки данных различных форматов и типов. Помимо этих традиционных операций на устройство возложены задачи преобразования адресной информации, а также отработки команд обращения к памяти на считывание и записи данных. Одной из особенностей АЛУ является выполнение им комбинированных операций с тремя аргументами. 4. Основными компонентами подсистемы памяти микропроцессора «Эльбрус» являются кэш-память первого и второго уровня (L 1$ и L 2$), устройство управления памятью (УУП) (MMU) и устройство обращения к массивам (УОМ) (AAU).

Благодарю за внимание Военная кафедра при Национальном исследовательском университете «Высшая школа экономики»