В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года» вычислительная техника рассматривается как один из важнейших факторов интенсификации производства и повышения производительности труда. В двенадцатой пятилетке производство средств вычислительной техники возрастает в 2—2,3 раза, что значительно расширит масштабы применения ЭВМ и систем на их основе в научных исследованиях, инженерной деятельности, управлении производством, технологическим оборудованием и транспортом. В реализации заданий Энергетической программы СССР существенная роль отводится автоматизированным системам разведки полезных ископаемых, управления топливно-энергетическими комплексами и энергетическим оборудованием.
Эффект, достигаемый за счет применения вычислительной техники, возрастает при увеличении масштабов обработки данных, т. е. концентрации по возможности больших объемов данных и процессов их обработки в рамках одной технической системы. Крупномасштабные системы обработки данных можно создавать, повышая мощность ЭВМ или объединяя многие ЭВМ в вычислительные комплексы и сети. Комплексирование средств вычислительной техники позволяет создавать широкую номенклатуру высокопроизводительных отказоустойчивых систем обработки данных и рассматривается как одно из перспективных направлений развития вычислительной техники.
Методы проектирования и эксплуатации вычислительных комплексов, систем и сетей разрабатываются в рамках теории вычислительных систем. При этом считается, что термин «вычислительная система» охватывает и вычислительные, и управляющие, и информационно-измерительные системы, построенные на основе ЭВМ, многомашинных и многопроцессорных комплексов и вычислительных сетей. Характерная черта теории вычислительных систем — системотехнический подход к исследованию. Основной принцип системотехники — представление системы как совокупности всех ее частей в тесной связи с окружающей средой и взаимообусловленности всех свойств системы, таких, как производительность, надежность и стоимость. Поэтому в теории вычислительных систем технические средства и программные
(операционная система и прикладное программное обеспечение) рассматриваются во взаимосвязи и свойства системы оцениваются как совокупность свойств технических и программных средств.
Естественно, что при системотехническом подходе к сложным объектам, какими являются вычислительные системы, комплексы и сети, необходимо ограничивать глубину исследования их организации и процессов функционирования и в качестве элементов систем рассматривать процессоры, каналы ввода — вывода, запоминающие и периферийные устройства, а во многих случаях — ЭВМ, многопроцессорные и многомашинные комплексы. Этот уровень представления вычислительных систем, комплексов и сетей— наиболее характерная черта системотехнического подхода в вычислительной технике.
Теория вычислительных систем (комплексов и сетей) состоит из двух основных разделов: архитектуры систем и метрической теории систем. Первый раздел связан с изучением архитектуры вычислительных систем — общей логической организации систем, определяющей процессы обработки данных и включающей в себя методы представления данных, состав, назначение и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения. Исследования архитектуры вычислительных систем направлены на выявление способов построения систем с различными свойствами, рациональных вариантов распределения функций между техническими и программными средствами, состава системы и конфигурации связей между ними, способов организации вычислительных процессов. Метрическая теория вычислительных систем направлена на количественную оценку показателей, характеризующих организацию и функционирование систем. В рамках метрической теории исследуется влияние организации и режима функционирования на производительность, надежность, стоимость и другие характеристики систем, а также решаются задачи выбора оптимальных технических характеристик устройств, входящих в состав проектируемых систем.
В данном учебнике основное внимание уделяется архитектуре вычислительных комплексов, систем и сетей, поскольку изучение логики их построения и функционирования — важнейшая составляющая подготовки инженеров-системотехников по ЭВМ. Метрическая теория вычислительных систем излагается применительно к задачам проектирования вычислительных комплексов, систем и сетей и представляется в виде конечных результатов. Желающие детально изучить аппарат метрической теории вычислительных систем могут обратиться к работам [4, 5, 16—19].
Главы 1 и 4 написаны С. А. Майоровым, главы 2 и 3 (кроме §3.5, 3.6)—А. М. Ларионовым, главы 5—8 и §3.5, 3.6 — Г. И. Новиковым.
Отзывы о книге, замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 191065, Ленинград, Марсово поле, 1, Ленинградское отделение Энергоатомиздата.
Авторы
л
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..............,......... 3
ГЛАВА ПЕРВАЯ. СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.......... 5
1.1. Способы построения и' классификация.......... —
1.2. Состав н функционирование.............. 13
1.3. Характеристики и параметры.............. 20
1.4. Режимы обработки данных.............. 28
ГЛАВА ВТОРАЯ. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ.......... 34
2.1. Параллельная обработка информации........... —
2.2. Многомашинные комплексы............... 46
2.3. Многопроцессорные комплексы............. 50
2.4. Особенности организации вычислительных процессов..... 57
2.5. Комплексы на основе микро-ЭВМ и микропроцессоров .... 64
2.6. Реализация комплексов................ 68
2.7. Сравнение многомашинных и многопроцессорных комплексов . . 79
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ........... 83
3.1. Системы с конвейерной обработкой информации....... —
3.2. Матричные системы.................. 88
3.3. Ассоциативные системы................ 94
3.4. Однородные системы и среды............. 98
3.5. Функционально распределенные системы.......... 100
3.6. Системы с перестраиваемой структурой........... 104
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. СИСТЕМЫ ТЕЛЕОБРАБОТКИ........... 109
4.1. Принципы построения................. —
4.2. Каналы связи.................... 112
4.3. Сопряжение ЭВМ с каналами связи............ 119
4.4. Абонентские пункты.................. 121
4.5. Программные средства................ 123
ГЛАВА ПЯТАЯ. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ............. 125
5.1. Структура и характеристики.............. —
5.2. Многоуровневая организация управления......... 129
5.3. Способы и средства коммутации и передачи данных..... 137
5.4. Адресация, маршрутизация пакетов и управление потоками данных 143
5.5. Протоколы и интерфейсы управления каналами и сетью передачи данных................ 156
5.6. Транспортная служба................ 165
5.7. Протоколы высокого уровня.............. 171
285
5.8. Административное управление..............179
5.9. 3.1'цита данных и идентификация пользователей.......182
5.10. Реализация....................183
ГЛАВА ШЕСТАЯ. ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ.......191
6.1. Принципы построения.................—
6.2. Моноканалы....................195
6.3. Адаптеры :....................207
6.4. Расширение и комплексирование.............213
65. Реализация....................215
ГЛАВА СЕДЬМАЯ. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ . 221
7.1. Предмет и задачи..................—
7.2. Модели и методы..................226
7.3. Принципы анализа производительности..........244
7.4. Методы и средства измерений и оценки функционирования . . . 251
7.5. Модели рабочей и системной нагрузки...........258
ГЛАВА ВОСЬМАЯ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ.......267
8.1. Организация проектирования.............. —
8.2. Системотехническое проектирование............ 269
8.3. Эксплуатация..................... 276
Предметный- указатель.................... 281
Список литературы..................... . 284
Цена: 150руб.
