eng
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1. Введение .................................................................................. 7
1.1.
Электронная вычислительная машина БЭСМ-6 ....................7
1.2.
Система обработки данных АС-6 ............................................9
1.3.
Вычислительная система «Электроника СС БИС» .............. 10
1.4.
Исследования по неоднородным вычислительным
суперсистемам ........................................................................ 14
1.5.
Зарубежные системы .............................................................. 16
1.6.
Содержание концептуального проекта ................................. 18
Глава 2. Основные принципы ............................................................... 20
2.1.
Комплексный подход ............................................................. 20
2.2.
Взаимосвязь технологии и архитектуры ................................ 20
2.3.
Формы параллелизма в программах и в архитектуре ............ 22
2.4.
Принципы параллелизма и локальности данных ................. 24
2.5.
Развитие технологии и совместимость .................................. 25
2.6.
Новые подходы к разработке архитектуры, аппаратуры
и программного обеспечения ................................................ 27
2.7.
Основные принципы построения системы ........................... 28
2.8.
Требования к прикладным программам ................................ 31
2.9.
Основные новые особенности программного
обеспечения ........................................................................... 34
2.10.
Снижение потребляемой энергии ....................................... 35
2.11.
Основные отличительные особенности проекта ................ 36
Глава 3. Архитектура системы .............................................................. 37
3.1.
Отличительные особенности проекта
мультиархитектурной системы .............................................. 37
3.2.
Многомодульная масштабируемая основная машина ......... 37
3.2.1.
Векторные и скалярные мультикоманды ..................... 40
3.2.2.
Локализация данных ..................................................... 44
3.2.3.
Масштабируемая векторная машина ........................... 45
3.2.4.
Масштабируемая конвейерная скалярная машина ..... 45
3.2.5.
Масштабируемые мультиархитектурные машины ...... 52
3.2.6.
Масштабируемые специализированные машины ....... 52
3.3.
Сетевая структура системы .................................................... 53
3.3.1.
Сеть памяти ................................................................... 54
3.3.2.
Сеть управления ............................................................ 55
3.3.3.
Межузловая сеть ............................................................ 57
3.4.
Иерархическая структура системы ........................................ 58
3.5.
Мониторно-моделирующая подсистема, сеть управления
и система программирования ................................................ 64
3.6.
Обеспечение мультипрограммного режима .......................... 65
Глава 4. Архитектура и система команд масштабируемой
основной машины ...................................................................67
4.1.
Масштабируемая основная машина ...................................... 67
4.2.
Состав и топология масштабируемой основной машины .... 69
4.3.
Организация памяти .............................................................. 70
4.4.
Директивы .............................................................................. 71
4.5.
Функциональные устройства ................................................. 72
4.6.
Система команд масштабируемого процессора .................... 72
4.6.1.
Форматы данных .......................................................... 72
4.6.2.
Форматы команд ........................................................... 73
4.7.
Система команд модуля диспетчерского управления .......... 73
4.7.1.
Модуль диспетчерского управления ............................ 73
4.7.2.
Мониторные команды .................................................. 75
4.7.3.
Выдача команд в модуль МСА ...................................... 75
4.7.4.
Команды загрузки непосредственных данных ............ 75
4.7.5.
Команды передачи управления .................................... 76
4.7.6.
Команды обмена ........................................................... 77
4.7.7.
Команды обработки ...................................................... 80
4.8.
Система команд модуля скалярно-адресного ....................... 82
4.8.1.
Модуль скалярно-адресный ......................................... 82
4.8.2.
Мониторные команды .................................................. 83
4.8.3.
Команда выдачи векторной мультикоманды .............. 83
4.8.4.
Команда выдачи скалярной мультикоманды .............. 84
4.8.5.
Команды передачи управления .................................... 84
4.8.6.
Команды обмена ........................................................... 85
4.8.7.
Команды обработки ...................................................... 86
4.9.
Система команд модуля векторной обработки ..................... 87
4.9.1.
Модуль векторной обработки ....................................... 87
4.9.2.
Мониторные команды .................................................. 88
4.9.3.
Команды обмена ........................................................... 89
4.9.4.
Команды обработки ...................................................... 91
4.10.
Система команд модуля скалярной обработки ................... 93
4.10.1.
Модуль скалярной обработки ..................................... 93
4.10.2.
Обмен между оперативными регистрами
и буферной памятью .................................................... 94
4.10.3.
Команды скалярной обработки .................................. 95
4.11.
Сетевая структура масштабируемой основной машины .... 96
4.11.1.
Внутренние сети вычислительного узла ..................... 96
4.11.2.
Внутренние межсоединения основной машины ....... 96
Глава 5. Архитектура функционально-
специализированных машин ....................................................98
5.1.
Принципы программирования .............................................. 98
5.2.
Операционная система .......................................................... 99
5.3.
Принципы аппаратной реализации
функционально-специализированных машин ................... 100
5.4.
Архитектура и система команд
функционально-специализированных машин ................... 101
5.4.1.
Архитектура и система команд базового процессора 101
5.4.2.
Оперативная память функционально-
специализированных машин ...................................... 109
5.4.3.
Коммутаторы и адаптеры сети памяти ....................... 110
5.4.4.
Архитектура и система команд
управляющей машины ................................................ 111
5.4.5.
Архитектура и система команд сетевой машины ....... 111
5.4.6.
Архитектура и система команд
обменно-редактирующей машины ............................ 114
5.4.7.
Архитектура и система команд
периферийной машины .............................................. 120
5.4.8.
Центральная управляющая машина ........................... 124
5.4.9.
Моделирующая машина ............................................. 124
Глава 6. Сравнение с зарубежными проектами.
Концептуальный приоритет ................................................... 125
6.1.
Неоднородная система.
Мониторно-моделирующая подсистема ............................. 125
6.2.
Масштабируемый процессор ............................................... 127
6.3.
Мультиархитектура .............................................................. 129
6.4.
Сеть памяти, обменно-редактирующая машина ................ 131
6.5.
Межузловая сеть ................................................................... 133
6.6.
Архитектурная и конструктивная иерархия ........................ 133
Глава 7. Заключение ...........................................................................134
7.1.
Основные результаты ........................................................... 134
7.2.
Этапы реализации проекта .................................................. 134
7.3.
Перспективы развития ......................................................... 135
Литература ........................................................................................140