Page 271 - ЭВМ

8.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭВМ

В вычислительной машине Дж. фон Неймана ввод-вывод ин-
формации осуществляется через арифметико-логическое устройство,
поэтому обработка информации прекращается на время ввода-вывода.
В целях повышения производительности вычислительных машин бы-
ло осуществлено совмещение во времени процессов ввода-вывода

и вычислений путем организации прямого доступа в память (ЗУ) при
вводе-выводе информации устройств ввода-вывода (рис. 8.1). Такая
структура имеет существенный недостаток – снижение производи-
тельности из-за необходимости контроля и управления операциями
ввода-вывода со стороны устройства управления машины. Для более
полного совмещения процессов ввода-вывода и обработки информа-
ции в состав машины был включен автономный канал ввода-вывода,
представляющий собой специализированный процессор [23]. Канал

ввода-вывода функционирует параллельно с процессором обработки
данных, обеспечивая прямой доступ к памяти, а также автономное
управление операциями ввода-вывода.
Дальнейшее увеличение производительности вычислительных
машин осуществлялось путем совмещения этапов выполнения опера-
ций и опережающего просмотра команд. По мере совершенствования
методов опережающего просмотра постепенно был осуществлен ме-

тод просмотра нескольких команд и данных с соответствующей вы-
боркой из памяти и предварительной подготовкой к выполнению опе-
раций. В это же время была введена асинхронная работа функцио-
нальных устройств, что потребовало дополнить структуру машины
местными устройствами управления. Это позволило одновременно
выполнить отдельные фазы нескольких соседних команд. Такая орга-
низация вычислительного процесса направлена на полную загрузку
каждого устройства машины. Однако в связи с тем, что в процессе

выполнения различных операций появляется необходимость реализа-
ции разного количества неидентичных этапов, а также вследствие
прерываний линейных участков программы ветвлениями, могут появ-
ляться перерывы в работе функциональных элементов вычислитель-
ных машин, если не предусмотрено специальных средств согласования
фаз их работы.

Для согласования скоростей работы арифметико-логического
устройства и памяти было предложено осуществить совмещение
во времени последовательных обращений к памяти. Наиболее
простой способ реализации такого совмещения – разделение памяти

266