В книге рассмотрены структуры и способы взаимодействия микропроцессорных модулей в системах обработки данных и организации мультимикропроцессорных распределенных и сосредоточенных систем управления. Описаны способы взаимодействия процессов в системах обработки данных. Представлены различные способы коммутации в системах и управление обменом данными. Выделены решения, обеспечивающие быстрое соединение устройств при простой структуре связей. Рассматривается децентрализация управления обменом данными. Приводится ряд структур и алгоритмов управления, ориентированных на различные классы систем. Показано влияние механизма взаимодействия на возможности выполнения вычислений в системе. В книгу включен обзор, позволяющий оценить возможности выполнения параллельных вычислений в мультимикропроцессорных системах, а также наиболее характерные решения для мультимикропроцессорных систем, опубликованные в последние годы.
Таблиц 17, ил. 136, библиогр. 190 назв.
ВВЕДЕНИЕ
Основная цель этой книги — описание организации взаимодействия микропроцессоров и микро-ЭВМ в микропроцессорных системах обработки данных (MG), в том числе в распределенных и сосредоточенных мультимикропроцессорных системах. Для МС вопросы организации взаимодействия устройств особенно важны по следующим причинам.
1. Микропроцессор является неотъемлемым компонентом многих видов современной вычислительной аппаратуры, выполняющим роль управляющего вычислительного ядра. При этом ему приходится вступать во взаимодействие как с обслуживаемой аппаратурой, так и с внешней средой. Основной особенностью здесь, в отличие от больших ЭВМ, является необходимость адаптации микропроцессора к внешним условиям, а не наоборот. Возможность адаптации существенно зависит отвнутренней организации микропроцессора и микро-ЭВМ. Указанное сильное обратное влияние обслуживаемой аппаратуры на структуру микропроцессора и организацию системы выражается, в частности, в большом числе дополнительных функциональных блоков, которыми изготовители пополняют свои микропроцессорные наборы.
2. Низкая себестоимость микропроцессоров повлияла на способ организации на их основе систем обработки данных. Теперь наиболее дорогими компонентами системы становятся не процессоры, а периферийные устройства. Поэтому появилась несвойственная традиционной системе потребность разделять общую периферию между несколькими процессорами. Такая потребность выдвигает новые требования к способам внутрисистемного взаимодействия.
3. При построении высокопроизводительных систем обработки данных на базе микропроцессоров приходится объединять в единую систему большое их число (десятки, сотни, тысячи микропроцессоров). Эти микропроцессоры работают в значительной степени асинхронно и выполняют различные функции: вычисление, управление, обслуживание периферийных устройств, поиск и реорганизацию данных в запоминающих устройствах и т. п. Наличие большого числа асинхронно работающих активных устройств, способных по собственной инициативе использовать ресурсы системы, предъявляет высокие требования к организации взаимодействия устройств. Требуется быстро и достаточно простыми •-редствами коммутировать источники и приемники информации,
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение............................ ^
Глава 1. Микропроцессоры, микропроцессорные системы..... g,
1.1. Микропроцессоры................... g
1.2. Микропроцессорные системы с одним процессором . ... ц
1.3. Сосредоточенные мультимикропроцессорные системы ... 15.
1.4. Микропроцессорные системы с распределенной обработкой данных........................ if
Глава 2. Процессы, взаимодействие процессов.......... 22.
2.1. Процессы....................... 22
2.2. Взаимодействие процессов................ 27
Глава 3. Параллельная обработка данных............. 35
3.1. Параллелизм в задачах н его оценка........... 35
3.2. Распараллеливание вычисления арифметических выражений 39
3.3. Вычисление рекуррентных соотношений......... 40
3.4. О вычислении степеней и полиномов........... 41
3.5. Распараллеливание циклов в программах......... 42
3.6. Конфликты при обращении к памяти........... 43
3.7. Параллельные алгоритмы . ............... 44
Глава 4. Структура связей. Способы коммутации. Управление ... 47
4.1. Линии передачи данных................ 47
4.2. Структура связей .................... °*
4.3. Коммутация, управление................ •">
Глава 5. Системы обмена со структурой общей шины.......
Глава 6. Децентрализованное приоритетное управление обменом дан-ными. Децентрализованное кодовое управление......
Глава 7. Организация децентрализованного приоритетного управле- ^
ния для систем с простыми абонентами..........
110 Глава 8. Алгоритмы локального управления обменом данными . • •
Глава 9. Вычисления в общем канале..............
1?О
9.1. Взаимодействие трех абонентов............. 128
9.2. Взаимодействие произвольного числа абонентов . • • • ^
9.3. Техническая поддержка семафоров............ ^36
9.4. Использование АЗУ при вычислениях в общем канале .
9.5. Выборка команд программы, прерывания, е н -ций команды ЭВМ
Глава 10. Защита обработки данных............... 143
10.1. Криптографический подход к защите информации..... 144
10.2. Криптосистемы с общедоступным ключом (Public-key systems). Методы получения цифровой подписи....... 147
10.3. Защита программ и данных в ЭВМ............ 1-48
Глава 11. Мультимикропроцессорные локально распределенные и сосредоточенные управляюще-вычислительные системы (примеры реализации, применения)............. 155
11.1. Роль МП в сложных управляюще-вычислительных системах 155
11.2. Децентрализованные мультимикропроцессорные управляю-ще-вычпслительные системы с распределенным управлением
и их применение.................... 157
11.3. Архитектура (структурная организация) мультимикропро-цессорных сосредоточенных вычислительных систем . . . 175
11.4. Обзор высокопроизводительных мультимикропроцессорных вычислительных систем................. 183
11.4.1. Параллельная и ассоциативная мультимикропроцес-сорная система PROPAL-2 фирмы THOMSON-CSF (Франция)..................... 183
11.4.2. Распределенный матричный процессор (РМП) 64 X 64 фирмы ICL.................... 197
11.4.3. Структуризованная ММС SMS 201 фирмы SIEMENS AG 19»
11.4.4. Параллельная матричная ЭВМ WISP AC (Wisconsin Parallel Array Computer)............... 201
11.4.5. Специализированная ММС для обработки отраженных сигналов радиолокатора .............. 205
11.4.6. Системы POPSY, HUPERCUBE.......... 206
11.4.7. Процессоры массивов (Array processor) AP-120B фирмы Point System и АР-130 фирмы Data General (США) . . 208
11.4.8. ММС Cm*.................... 215
11.4.9. Мультимикропроцессорная вычислительная система
с кольцевой структурой .............. 218
Заключение........................... 221
Литература........................... 226
Список сокращений....................... 235
Цена: 150руб.
