Принципы технической реализации ВС.

При технической реализации ВС используются принципы модульности и близкодействия.

Принцип модульности заключается в следующем: ВС формируется из унифицированных модулей M_i, где R –количество разнообразных моделей в системе. Каждый модуль функционально закончен; имеются модули сопряжения. Набор модулей представляет функционально законченный набор процессоров, что означает, что можно решать любую задачу. Помимо полного набора M_i, может быть набор M_in, т.е. можно брать подмножество из множества M_i и получать другую ВС с другими характеристиками.

Модульность обеспечивает:

1. возможность использования любого модуля для выполнения любого соответствующего задания пользователя.

2. простая замена одного модуля на однотипный.

3. масштабируемость – можно уменьшить или увеличить количество модулей без коренной реконфигурации связей между остальными модулями.

4. открытость систем для модернизации, что исключает ее моральное старение.

В системах с массовым параллелизмом, в которых есть только один модуль, обладающий вычислительной и соединительной полнотой, то, что стоит в узле, называется элементарным процессором (машиной); его разрядность колеблется от 1 до 64.

Близкодействие обуславливает такую организацию информационного взаимодействия между модулями вычислителя, при которой каждый из них может непосредственно обмениваться информацией с весьма ограниченной частью модулей вычислителя, следовательно, структура ВС позволяет осуществлять взаимодействие между удаленными вершинами вычислителя лишь с помощью промежуточных вершин вычислителя, передающих информацию от точки к точке. Удаленными считаются вершины, расстояние между которыми >1.

Принцип близкодействия допускает реализацию механизма управления ВС, не зависящего от числа вычислителей. Данный принцип, в частности, выражается в том, что поведение каждого вычислителя С_i C зависит только от ограниченного подмножества С^* C.

Во взаимосвязи с принципом близкодействия говорят о локальной связи вычислителя. Последнее означает, что состояние вычислителя С_i на очередном временном шаге (t+1) зависит от состояния на предыдущем шаге t вычислителей С_j C^*, непосредственно связанных с ним.

Т.о., состояние Е_i на шаге (t+1) есть функция: , т.е. состояние вычислителя зависит от его локального окружения.

ВС основанные на принципах модульности и близкодействия, обладают рядом ценных свойств, таких как децентрализованность, асинхронность и распределенность.

Асинхронность: функция ВС обеспечивается, если порядок срабатывания ее модулей определяется не с помощью выработанных тем или иным образом отметок времени, а достижением заданных значений.

Использование асинхронных схем позволяет достичь в системе алгоритмически предельного быстродействия. Модули ВС срабатывают немедленно после достижения соответствующего условия. Применение асинхронных схем обмена информацией между вычислителями позволяет не учитывать разброс в их тактовых частотах и длительностях импульсов сигналов линей связи.