Новосибирский государственный университет

Факультет информационных технологий

ICT SBRAS

Словарь-справочник по информатике (онтология информатики)

Вычислительные системы на базе транспьютеров

Транспьютер - это сверхбольшая интегральная микросхема, заключающая в себе центральный процессор, блок операций с плавающей запятой, статическое оперативное запоминающее устройство, интерфейс с внешней памятью и несколько каналов связи.

Появление транспьютеров связано с идеей создания различных по производительности ВС (от небольших до мощных массивно-параллельных) посредством прямого соединения однотипных процессорных чипов. Сам термин объединяет два понятия - «транзистор» и «компьютер».

Одна из важнейших отличительных черт транспьютера - каналы связи (линки), благодаря которым транспьютеры можно объединять, создавая вычислительные системы с различной вычислительной мощностью.

Канал связи состоит из двух последовательных линий для двухстороннего обмена. Он позволяет объединить транспьютеры между собой и обеспечить взаимные коммуникации. Одна из последовательных линий используется для пересылки данных, а вторая - подтверждений. Передача информации производится синхронно под воздействием либо общего генератора тактовых импульсов (ГТИ), либо локальных ГТИ с одинаковой частотой следования импульсов. Информация передается в виде пакетов. Каждый раз, когда пересылается пакет данных, приемник отвечает пакетом подтверждения.
Пакет данных состоит из двух битов-единиц, за которыми следуют 8-битовые данные и ноль (всего 11 битов). Пакет подтверждения - это простая комбинация 10 (всего два бита), она может быть передана, как только пакет данных будет идентифицирован интерфейсом входного канала.

На базе транспьютеров легко могут быть построены различные виды ВС. Так, четыре канала связи обеспечивают построение двухмерного массива, где каждый транспьютер связан с четырьмя ближайшими соседями. Возможны и другие конфигурации, например объединение транспьютеров в группы с последующим соединением групп между собой. Если группа состоит из двух транспьютеров, для подключения ее к другим группам свободными остаются шесть каналов связи. Комплекс из трех транспьютеров также оставляет свободными шесть каналов, а для связи с «квартетом» транспьютеров остаются еще четыре канала связи. Группа из пяти транспьютеров может иметь полный набор взаимосвязей, но за счет потери возможности подключения к другим группам. Наконец, транспьютерную систему можно создать на основе кроссбара.

Особенности транспьютеров потребовали разработки для них специального языка программирования Occam. Название языка связано с именем философа-схоласта четырнадцатого века Оккама - автора концепции «бритвы Оккама»: «entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem» - «понятия не должны усложняться без необходимости». Язык обеспечивает описание простых операций пересылки данных между двумя точками, а также позволяет явно указать на параллелизм при выполнении программы несколькими транспьютерами. Основным понятием программы на языке Occam является процесс, состоящий из одного или более операторов программы, которые могут быть выполнены последовательно или параллельно. Процессы могут быть распределены по транспьютерам вычислительной системы, при этом оборудование транспьютера поддерживает совместное использование транспьютера одним или несколькими процессами.

Транспьютеры успешно использовались в различных областях от встроенных систем до суперЭВМ вплоть до 90-х годов прошлого века. Интересные возможности, связанные с построением вычислительных систем без привлечения дополнительного оборудования, оказали ощутимое влияние на архитектурные идеи матричных, систолических, SMP и МРР вычислительных систем. Однако появление универсальных микропроцессоров, также обладающих возможностью соединения их в систему, привело к прекращению производства транспьютеров и их вытеснению похожими разработками ведущих фирм, которые уже не позиционируются как транспьютеры.

Ключевые термины:  транзистор;   компьютер;   архитектура вычислительной машины;   классификация флинна;   mimd-архитектура;   топология кроссбар;


Контекстный поиск: Задайте образец для поиска:
    

|А.М.Федотов| |Преподавание| |Современные проблемы информатики| |Информатика| |Ключевые термины| |Персоны|

Федотова Ольга Анатольевна
[SBRAS]
НГУ
ФИТ НГУ
ИВТ СО РАН
© 2007-2024, Новосибирский государственный университет, Новосибирск
© 1998-2024, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1998-2024, Федотов А.М.
    Дата последней модификации: 30.10.2013