В основе классической архитектуры вычислительных машин (ВМ) лежит пред-ставление алгоритма решения задач в виде программы последовательных вы-числений. Базовые архитектурные идеи ВМ, ориентированные на последова-тельное исполнение команд программы, были сформулированы в середине прошлого времени Джоном фон Нейманом. Схема архитектуры фон-неймановской ВМ дана на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема фон-неймановской вычислительной машины.
Фон Нейман был гением в тех же областях, что и Леонардо да Винчи. Он знал много языков, был специалистом в физике и математике и обладал фе-номенальной памятью: он помнил все, что когда-либо слышал, видел или читал. Он мог дословно процитировать по памяти тексты книг, которые чи-тал несколько лет назад. Когда фон Нейман стал интересоваться вычисли-тельными машинами, он уже был самым знаменитым математиком в мире.
Основное направление развития ВТ – это повышение их производительности. Если совершенствование элементной базы повышает производительность в «разы», то простые архитектурные приемы позволяют повысить производи-тельность в десятки раз.
В условиях постоянно возрастающих требований к производительности вы-числительной техники (ВТ), все очевидней становится ограничения класси-ческой фон-неймановской архитектуры, обусловленных исчерпанием всех основных идей ускорения последовательного счета. Дальнейшее развитие ВТ связано с переходом к параллельным вычислениям как в рамках од-ной ВМ, так и путем создания многопроцессорных систем и сетей, объеди-няющих большое количество отдельных процессоров или отдельных ВМ. Для такого подхода вместо термина «вычислительная машина» более под-ходит термин «вычислительная система» (ВС). Отличительной особенно-стью ВС является наличие в них средств, реализующих параллельную об-работку, за счет построения параллельных ветвей в вычислениях, что не предусматривалось классической структурой ВМ.
Похожие статьи:
|
