Секретный параллелизм

Заказать работу

Наталия Дубова

В 1972 году завершилось создание новой ЭВМ для структуры СПРН.

В СССР оборонные задачи всегда занимали особое место в спектре применений ВТ. Государственная военная машина была самым влиятельным и надежным заказчиком для разработчиков. Исаак Брук, создатель одной из советских школ ЭВМ, в этом отношении повел себя довольно непрактично, уверовав в необходимость развивать ВТ как самостоятельное научное направление, не привязывая его к определенным, в том числе военным применениям. Его ученик, Михаил Карцев, понимал, что в СССР это мало реально. Интереснейшие машины Карцева до начала 90-х были засекречены, поскольку на них базировалась советская система слежения за искусственными объектами в околоземном пространстве и раннего предупреждения о ракетном нападении (СПРН). В 1972 году завершилось создание новой ЭВМ для структуры СПРН, которую разработчики, продолжая бруковские традиции, называли М–10, а заказчик обозначал как 5Э66.

Сложная и разветвленная структура СПРН предъявляла особые требования к мощности вычислительных машин. C середины 60-х Карцев занят напряженными поисками возможностей повышения производительности ЭВМ. Он приходит к выводу, что при сохранении традиционной структуры быстродействие машины в конце концов достигнет определенного предела, за которым дальнейший рост производительности окажется невозможен. Причина — в ограниченной скорости распространения электрических сигналов, даже при использовании все более совершенной элементной базы. Выход Карцев видел в создании многопроцессорных систем, которые могут параллельно выполнять различные части вычислительных задач. Карцев развил целую теорию параллелизма, показав, что большинство задач, связанных с обработкой массивных потоков информации, допускают распараллеливание в том или ином виде. А ключ к эффективному решению особо крупных задач лежит в создании комбинированных вычислительных комплексов, которые будут сочетать многопроцессорность и объединение нескольких автономных машин в единую систему.

В 1967 году Карцев предложил смелый проект такого комплекса — М9. Система должна была состоять из нескольких крупных блоков — «связок», объединенных мощными магистральными соединениями. Центральная роль предназначалась «функциональной связке» — матрице элементарных вычислителей с общим потоком команд (архитектура класса SIMD), которая должна была выполнять операции не над числами, как в традиционных машинах, а над функциями одного или двух операндов, определенных в дискретных точках. Реализация алгоритмов с меньшим параллелизмом возлагалась на другой, линейный блок элементарных вычислителей — «числовую связку», фактически векторную машину. Еще одна, «ассоциативная связка», предназначалась для выполнения операций сравнения.

Помимо распараллеливания с помощью матричных и векторных процессоров проект М-9 предусматривал синхронное объединение нескольких машин в одну систему. По оценкам разработчиков, реализация всех этих идей должна была обеспечить быстродействие в миллиард операций в секунду. Доклад о М-9 на симпозиуме Академии наук в Новосибирске, подкрепленный тщательным изложением технических решений и принципов ПО, произвел большое впечатление на слушателей. Ведь это был 1967 год, когда еще не пошла в эксплуатацию БЭСМ-6 с максимальной производительностью в миллион операций в секунду.

Проекту, однако, не суждено было воплотиться в жизнь. Для 60-х это было слишком смелое решение доступного на тот момент уровня технологий и элементной базы. Кроме того, возникли организационные сложности — проектом заинтересовались разработчики новой системы ПРО, а не традиционные заказчики Карцева. В результате отдел под руководством Михаила Александровича был фактически изгнан из ИНЭУМ. С 1967 года ведет свою историю НИИ вычислительных комплексов, хотя статус института коллектив Карцева получил только в 1975 году.

Однако часть проекта М-9 все-таки стала реальной машиной. Первая советская векторно-параллельная многопроцессорная ЭВМ М-10 — это не что иное, как «числовая связка» М-9. В конце 60-х началась работа над проектом сплошного поля надгоризонтального наблюдения за космическими объектами, который предусматривал развертывание новых радиолокационных станций и существенное расширение возможностей командного пункта для всей системы. Если первая очередь советской СПРН базировалась на машине М4-2М, то теперь перед Карцевым была поставлена задача создать новую суперпроизводительную ЭВМ, адекватную резко возросшим требованиям к интенсивности обработки данных. И Карцев с успехом ее решает, реализуя свои идеи комплексного параллелизма. М-10 представляла собой многопроцессорную вычислительную систему на микросхемах с возможностью распараллеливания на уровнях команд (длинное командное слово с двумя кодами операций для одновременного выполнения на разных арифметических устройствах) и данных (векторные операции). Кроме того, несколько машин могли комплексироваться в единую систему — таким образом распараллеливание расширялось и на уровень задач.

До начала 80-х М-10 с быстродействием порядка 5 млн. операций в секунду, емкостью внутренней памяти 5 Мбайт и пропускной способностью мультиплексного канала 6 Мбайт/с превосходила все советские машины. А реальный выигрыш в быстродействии на конкретных задачах иногда был просто фантастическим — в определенных физических расчетах М-10 оказывалась быстрее БЭСМ-6 более чем в 20 раз, и в 45 раз превышала одну из старших моделей ЕС. В этой ЭВМ Карцев еще в начале 70-х реализует базовые принципы RISC-системы — длинное командное слово для задания операций, сокращенный набор команд и выполнение большинства операций за один такт. Операционная система с разделением времени позволяла одновременно работать на машине с восьми терминальных пультов.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.osp.ru

Другие материалы

  • Организация баз данных
  • ... то же время мощного математического аппарата, опирающегося главным образом на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода к организации баз данных; 3.         возможность ненавигационного манипулирования ...

  • Неомифологизм в структуре романов В. Пелевина
  • ... , как к причине и цели структурирования индивидуального сознания. 2. Неомифологизм и концепция пустоты в романе «Чапаев и Пустота» 2.1 Неомифологизм как элемент структуры романа «Чапаев и Пустота» В романе В. Пелевина «Чапаев и Пустота» используется более традиционный подход к романному ...

  • Принципы защиты электронной информации
  • ... фактически применяется комбинация двух способов защиты, что существенно затрудняет действия злоумышленника. Необходима обработка аутентификационной информации самим устройством чтения, без передачи в компьютер - это исключает возможность электронного перехвата. Иногда (обычно для физического ...

  • Мобилизационная подготовка здравоохранения
  • ... безопасность Российской Федерации и ее прогрессивное развитие в XXI веке.   Глава 2 Нормативно-правовые основы мобилизационной подготовки здравоохранения Согласно Конституции Российской Федерации «Российская Федерация — Россия есть демократическое федеративное правовое государство с ...

  • Корпоративные сети
  • ... процедура, но тем не менее ее нужно осуществить, чтобы точно знать, чем вы располагаете и что нужно приобрести. Для такой большой системы, как корпоративная сеть, очень важно, чтобы каждый элемент, будь то кабель или плата памяти, был промаркирован и учтен. Процесс инвентаризации можно и нужно ...

  • Создание клиентских частей SQL БД под ОС Windows'95 и WindowsNT
  • ... собой достаточно удобный способ работы с распределенными данными без необходимости внесения изменений в клиентскую часть приложения. MS Distributed Transaction Coordinator (DTC). Создание распределенных приложений приводит к тому, что транзакции также приобретают распределенный характер. ...

  • Повышение производительности компьютерных систем
  • ... и вывод по прерыванию. В этом режиме выполнение основной программы компьютером чередуется с выполнением подпрограмм ввода и вывода. Повышение производительности в компьютерных сетях. Быстрое проникновение информационных технологий в коммерцию, банковское дело, образование и сферу развлечений ...

  • Фигуры речи
  • ... ; публичный политик — республика известна в стране, непубличный политик — о ней никто не знает (В. Рыжков). Фигуры убавления основаны, напротив, на пропуске каких-либо единиц. Эти фигуры придают речи энергичность, создают впечатление того, что говорящий полон решимости перейти от слов к делу. ...

  • Сетевые ОС
  • ... ОС LAN Manager. Большое количество независимых поставщиков имеют лицензии на эту ОС и поддерживают свои собственные версии LAN Manager как часть своих сетевых продуктов. В число этих компаний входят такие известные фирмы как AT&T и Hewlett-Packard. LAN Manager требует установки на файл-сервере ...

  • Шпоры по Поэтике или теории литературы
  • ... значение, может, наконец, стать символом (иногда очень глубоким). Весьма часто хронотоп встречи в литературе выполняет композиционные функции: служит завязкой, иногда кульминацией или даже развязкой (финалом) сюжета. Встреча — одно из древнейших сюжетообразующих событий эпоса (в особенности романа ...

  • Документы и тайна
  • ... на обороте списка лиц, подлежащих допуску к секретным сведениям по организации, ответ хранится в подразделении по защите государствен- ной тайны организации. Порядок представления документов для оформления первой и второй формы допуска — "особой важности" и "совершенно секретно" ...

  • Исторические основы криптологии
  • ... решетку, которая своими вырезами однократно покрывает всю площадь квадрата при ее самосовмещениях. На основе такой решетки он построил шифр перестановки. Нельзя не упомянуть в историческом обзоре имени Матео Ардженти, работавшего в области криптографии в начале XVII в. Он составил руководство по ...

  • Конспект по истории государственного управления
  • ... новые подати или повинности. 2. Государственное управление при Павле I. После смерти Екатерины II в ноябре 1796 г. российским императором стал ее 42-летний сын Павел Петрович (Павел I) - одна из самых загадочных и противоречивых фигур в русской истории. Он родился в 1754 г., и императрица ...

  • Новые технологии в организации PC
  • ... в будущих стандартных DDR SDRAM, однако благодаря таким нововведения получаем: проускная способность на пин составляет 200 Мбайт (200Мбайт/пин). 4. Новые технологии памяти: DDR SDRAM Уже давно, еще со времен 486 процессоров, отставание скорости системной шины PC от скорости убыстряющихся CPU все ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info