Електронна обчислювальна машина ЕС-1766
Зміст
Загальний опис (принцип дії)
Основні принципи дозволяють організувати своєрідний «макроконвеєра», спрямований на розпаралелювання циклів і гнізд циклів. Розпаралелювання лінійних ділянок програми ця ідея в чистому вигляді не передбачає. Оскільки кожна така ділянка в структурованої програмі виконується лише один раз, то втратою часу на їх «однопроцесорна» проходження в складних завданнях можна завжди знехтувати, так як основні витрати припадають на реалізацію циклів. Щодо методів вирішення завдань відзначимо ще, що розглянутий метод розпаралелювання циклів виявляється ефективним не завжди. Важким випадком є, наприклад, класичний метод вирішення крайової задачі для звичайних диференціальних рівнянь шляхом «пристрілки». Однак, варто лише змінити метод, і завдання распараллеливается. При цьому на кожній ітерації наближене рішення точно задовольняє крайовим умовам, але не задовольняє вихідним диференціальних рівнянь. Розбиваючи чергову траєкторію (наближення рішення) системою паралельних гіперплоскостей на ділянки, можемо обчислити векторну невязку для кожного такого ділянки (з точки зору відмінності її від відповідного відрізка рішення системи). Зміщуючи відповідно до цієї нев'язкої точки даної ділянки траєкторії, отримуємо нове наближення шуканої траєкторії. Цей процес можна побудувати так, що він буде сходиться до справжнього розв'язання задачі. Таким чином, в повній мірі можливості нового макроконвеєрного інструменту можна буде використовувати при відповідному розвитку методів вирішення завдань. Проведені дослідження показують, що для більшості важких завдань, які зустрічаються в різних областях науки і техніки, метод макроконвеєра працює без суттєвої переробки методу їх вирішення.
Історична довідка
Реалізації програми ЕС ЕОМ, досить докладно розглянуті багато аспектів, пов'язані з архітектурою ЕОМ, їх конструктивно-елементної базою, програмним забезпеченням, організацією взаємодії країн-учасниць угоди, але тема стандартів, прийнятих при розробці технічних засобів, виявилася авторами статей обійдена увагою. Правда, вийшла недавно «Історії вітчизняної електронної обчислювальної техніки» В.К. Левін наголошує на важливості прийняття стандартів з кодування і розташуванню даних на зовнішніх носіях - перфокартах, перфострічках, магнітних стрічках і магнітних дисках. ЕС ЕОМ була основою технічної політики СРСР в області обчислювальної техніки. На початку 1970-х років вперше в практиці держави було організовано багатосерійне виробництво обчислювальних машин III покоління, що забезпечило базу для створення різних за призначенням і номенклатурі систем управлінні і призвело до певних труднощів, які є в роботах по ЕС ЕОМ: обмеженість функціональних можливостей технічних засобів, низька надійність деяких з них, відсутність централізованого технічного обслуговування, відсутність координації в роботах по прикладним програмам, обмежені можливості (або їх відсутність) навчання програмістів і експлуатаційного персоналу і т. д. У цих умовах виникла необхідність забезпечення діючого зворотного зв'язку розробників і виробників технічних засобів з користувачами.Глушков не зміг побачити, створені за його ідеям макроконвеєрного ЕОМ ЕС-2701 і ЕС-1766, які не мають аналогів у світовій практиці (за оцінкою Державної комісії, яка приймала роботи), найпотужніші обчислювальні системи в період початку 1990-х років. Продуктивність ЕС 1766 при використанні повного комплекту процесорів (256 пристроїв) оцінювалися в два мільярди операцій в секунду! Виробництво цих машин було передано на завод ВЕМ (м Пенза), в 1984 і 1987 р відповідно. На жаль, настільки потужні (конкуруючі з кращими американськими) і такі потрібні науці і техніці, машини були випущені на заводі лише малою серією. Мобілізувавши зусилля колективу, і використавши великий заділ уже виконаних робіт, В.М. Глушков зміг в короткі терміни здійснити розробку проекту нової ЕОМ, встановити зв'язок з промисловістю і зробити все для того, щоб нова вітчизняна ЕОМ - «макроконвеєра Глушкова» - була випущена в нашій країні до середини 1990-х років. Реалізація макроконвеєрних обчислень в багатопроцесорних ЕОМ зажадала розробки нового математичного апарату паралельних обчислень, якому В.М. Глушков приділяв багато уваги в останні роки свого життя. Ці дослідження велися в двох взаємно доповнюють один одного напрямках. Один з напрямків - це розробка складних операцій над великими структурами даних (масиви, файли, складові об'єкти і т. п.) І вивчення методів їх паралельної реалізації. Цей напрям виявився тісно пов'язаним з теорією періодично певних функцій, розробленої В.М. Глушковим в 1960-х роках для опису паралелізму на рівні микроопераций. Розвиток апарату періодично-певних перетворень привело до створення нової алгебри структур даних, яка дозволила розробити загальну теорію операцій над масивами і створити ефективну технологію програмування для багатопроцесорних ЕОМ. Кожна з таких машин була кроком вперед в напрямку побудови розумної машини, як здійснення однією з концептуальних ідей.У 1981 р Інститут кібернетики АН України відвідав відомий фізик-атомник академік Ю.Б. Харитон, якого зацікавила незвичайна макроконвеєрного машина, що дозволяє збільшити у багато разів швидкість обчислень, а отже, скоротити терміни найважливіших в той час робіт. В.М. Глушков розумів важливість такого візиту для подальшої долі макроконвеєрної ЕОМ і інституту в цілому. Він був уже дуже хворий, насилу говорив, мова переривалася кашлем. І, тим не менш, він сам прийняв академіка, вселив у нього свій ентузіазм, віру в те, що потужна вітчизняна супер ЕОМ обов'язково з'явиться і допоможе фізикам.
Технічні характеристики
EС ЕОМ являє собою сімейство програмно сумісних обчислювальних машин третього покоління, призначених для вирішення широкого кола науково-технічних, економічних, управлінських і різного роду спеціальних завдань. В даний час в складі Єдиної системи розроблено шість обчислювальних машин.
- Процесори цих машин мають швидкодію від декількох тисяч до 0,5 млн. операцій в сек.
- Продуктивність ЕС 1766 при використанні повного комплекту процесорів (256 пристроїв) оцінювалися в два мільярди операцій в секунду
- Загальна швидкодія системи коливається від 0.5 до 2 мільярдів оп/с
Сфера застосування
Однією з основних рис, є програмна сумісність обчислювальних машин, що входять до складу сімейства і мають різні технічні характеристики.Суттєвою особливістю EС ЕОМ є високий рівень стандартизації. Стандартизовані логічна структура, система програмування, документація, конструкторсько-технологічна і компонентна бази, що запам'ятовують зовнішні пристрої, умови підключення пристроїв один до одного. Стандарти EС ЕОМ розроблені з урахуванням вимог діючих національних і міжнародних стандартів. Розробка складних операцій над великими структурами даних (масиви, файли, складові об'єкти і т.п). Основним принципом нової багатопроцесорної машини є принцип макроконвеєрної обробки даних, суть якого полягає в тому, що кожному окремому процесору на черговому кроці обчислень задається таке завдання, яке дозволяє йому тривалий час працювати автономно без взаємодії з іншими процесорами.
Фото, відео-матеріали
