Проблемно-орієнтовані обчислювальні системи і комплекси

Комутатори з просторовим розподілом доступу до запам'ятовуючого середовища

Просторові комутатори реалізуються на базі мультиплексорів кількість яких дорівнює кількості виходів в комутаторі.

Для забезпечення з'єднання входу з виходом за повним графом необхідно, щоб кожен вхід комутатора був з'єднаний з відповідними виходами всіх мультиплексорів.

Структура комутатора з просторовим розподілом доступу має вигляд:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Просторовий комутатор складається з таких елементів:

- Буферних регістрів

- Регістрів управління

- Та m-мультиплексорів

Мультиплексор - це пристрій який має m входів і 1 вихід, та вхід управління.

Інформація на вході управління встановлює мультиплексор в стан коли на вихід надходить інформація з входу, який задається інформацією на управляючих входах.

Матричний комутатор забезпечує з'єднання m входів з n виходами.

Структура такого комутатора має вигляд:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особливістю матричного комутатора є те, що всі необхідні зв'язки забезпечуються одночасно.

Конфлікти можуть виникати, коли два або більше пристроїв вимагають доступу до одного і того ж вузла.

Адресний блок параметрів пам'яті здійснює генерацію необхідних послідовностей адрес при доступі до запам'ятовуючого середовища.

Блок управління забезпечує формування сигналів керування для запам'ятовуючого середовища та здійснює налаштування генераторів адрес на формування необхідної послідовності адрес, забезпечує налаштування комутуючої мережі на необхідні з'єднання між запам'ятовуючим середовищем і пристроями, які звертаються до пам'яті.

Базові структури паралельної пам'яті

Існуючі структури паралельної пам'яті відрізняються як за способом побудови запам'ятовуючих середовищ, структур організації комутуючої мережі, розміщенням і пошуку даних, так за способом узгодження інтенсивності надходження даних з пропускною здатністю пам'яті.

Для синтезу паралельної пам'яті з високою ефективністю використання обладнання, потрібно узгодити інтенсивність надходження даних з інтенсивністю доступу до паралельної пам'яті. Інтенсивність надходження даних до паралельної пам'яті визначається за формулою:

P_d=k_d*n_d*F_d

F_d - частота надходження даних

k_d- кількість каналів надходження даних.

n_d- розрядність надходження даних.

Інтенсивність доступу до пам'яті визначається за формулою:

P_nn=m_nn*n_nn*F_nn, де

m_{nn -} ширина доступу до паралельної пам'яті.

n_nn - розрядність каналів доступу до паралельної пам'яті

F_nn- частота звертання до паралельної пам'яті.

Для оцінки систем паралельної пам'яті вводяться інтегральний параметр - ефективність використання обладнання, який зв'язує між собою ємність, інтенсивність доступу, витрати обладнання та дає оцінку вкладу кожного елемента в зберігання та забезпечення інтенсивності доступу до пам'яті.

Даний параметр визначається за наступною формулою:

F - ефективність використання обладнання.

m_nn- ширина доступу до паралельної пам'яті.

n_nn- розрядність каналів доступу до паралельної пам'яті

Q - ємність паралельної пам'яті

W_{nn -} Витрати обладнання на реалізацію паралельності пам'яті.

t_nn- час циклу доступу до паралельності пам'яті.

Аналіз існуючих структур паралельної пам'яті дозволив виділити 3 базові структури:

1) З часовим розподілом ресурсів одновимірного запам'ятовуючого середовища

2) На основі багатовимірного запам'ятовуючого середовища

3) На основі одновимірного багатовходового середовища.

Паралельна пам'ять з часовим розподілом ресурсів будується на базі одновимірного запам'ятовуючого середовища та магістрального комутатора, який здійснює часовий розподіл доступу до запам'ятовуючого середовища.

Базова структура паралельної пам'яті з часовим розподілом ресурсів має наступний вигляд:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основним елементом паралельної пам'яті з часовим розподілом ресурсів є одновимірне запам'ятовуюче середовище, яке можна реалізувати на базі оперативного запам'ятовуючого пристрою.

БлА - блок адресації.

ПК - пристрій передавання, який налаштовує комутатор на забезпечення паралельного доступу до запам'ятовуючого середовища і управління режимами роботи запам'ятовуючого середовища.

Для реалізації паралельної пам'яті з часовим доступом до запам'ятовуючого середовища найчастіше використовують принцип розподілу з фіксованими інтервалами часу.

Базова структура паралельної пам'яті на основі багатовимірного запам'ятовучого середовища

Основа структурної організації такої пам'яті складає багатовимірне запам'ятовуюче середовище та комутуюча мережа.

Базова структура паралельності пам'яті на основі багатовимірного запам'ятовуючого середовища має такий вигляд:

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОЗП - оперативний запам'ятовуючий пристрій.

ГА- генератор адрес.

Запам'ятовуюче середовище складається з m блоків пам'яті.

Блок адресації складається з m генераторів адрес.

Комутуюча мережа забезпечує з'єднання m пристроїв з відповідними блоками пам'яті.

Блок управління налаштовує комутуючу мережу та генератори адрес.

Базова структура паралельної пам'яті на основі одновимірного багатовходового середовища.

Основною структурної організації такої пам'яті складає одномірне багатовходове запам'ятовуюче середовище та матрична комутуюча мережа.

Базова структура паралельної пам'яті на основі одновимірного багатоходового середовища має такий вигляд:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основними компонентами такої паралельної пам'яті є запам'ятовуючі середовища, комутуючий матричний блок управління, адресний блок.

Запам'ятовуюче середовище складається з n комірок пам'яті(КП).

Блок управління складається з n дешифраторів.

На вхід дешифратора надходить двійковий код (n - розрядний) на вході - 2ⁿ виходів.

Код на вході визначає який з виходів буде активним.

Размещено на Allbest.ru