Связь алгоритмических и архитектурных аспектов построения вычислительных машин и систем

Пусть имеется класс алгоритмов А решения некоторых задач, S – множество различных архитектур ВМ и ВС.

Выделим множество А×S.

Попытаемся задать на этом множестве критерий сложности С.

С(А) · С(S) = Критерий

С(А) – сложность алгоритма:

· Длина выполнения алгоритма

· Трудоемкость

· Объем памяти

С(S) – сложность системы:

· Стоимость

· Число компонентов (транзисторы, корпуса микросхем и др.)

В рамках задачи поиска экстремума возникают две крайние задачи:

1. для данного алгоритма подобрать систему оптимальной сложности

2. для заданной системы выбрать оптимальный алгоритм

Развитие систем оптимизации проектирования (САПР) а также достижения в развитии элементарной базы (технологии) позволяют реализовать первую задачу (под задачу разрабатывается система). Необходимым условием создания специализированных ВМ и ВС является постоянный системный характер решения такой задачи.

Примеры таких задач (постоянные задачи):

· обработка матриц (в частности, их перемножение)

например, DAP – обеспечивает перемножение 2-х матриц 32×32 за 32 шага, при этом сама представляет собой матрицу размером 32×32 элемента.

· сортировка массивов

· перестановка, упаковка элементов массивов

· теоретико-множественное объединение, пересечение элементов массивов

· нахождение компонентов связности графов различной формы.

Принципы построения современных ЭВМ

I Классическая обобщенная структурная схема компьютера

II Принцип программного управления

III Структура ПК

IV Классификация ВМ