Распределенная интегрированная вычислительная среда

распределенная вычислительная среда

В настоящее время сформулированы новые концепции построения бортовых вычислительных машин и систем, объединяющие открытость архитектуры и масштабируемость структуры, глубокую унификацию, аппаратную интеграцию и высокую технологичность.

Концепция открытости архитектуры, если базироваться на использовании ограниченного набора унифицированных стандартных компонентов (аппаратных модулей) и открытых унифицированных интерфейсов, позволяет создавать масштабируемые СВТ с широким спектром характеристик, которые дают возможность обеспечить:

  • увеличение вычислительного потенциала как отдельной БЦВМ, так и системы в целом, что делает реальным решения более сложных задач практически без изменения структуры машины и системы;
  • адаптацию ВВС на конкретное применение;

Набор модулей

В базовый набор модулей, обеспечивающий построение современных БЦВМ-ОН, входят модули процессоров общего назначения, модули ЗУ большой емкости, модули внешних интерфейсов (в соответствии с принятыми стандартами), модули блоков питания.

К модулям расширения относятся модули процессоров обработки сигналов, изображений и ряда других характеристик, вводимых в соответствии с требованиями конкретного применения. В составе набора допускается использование модулей, созданных различными разработчиками.

Важным качеством открытости архитектуры является возможность замены морально устаревших модулей более совершенными, созданными с использованием новых технологий, например на базе более высокопроизводительных микропроцессоров. Это существенным образом увеличивает жизненный цикл семейства БЦВМ авиационного применения.

Ориентация на стандартные модули, в том числе и в коммерческом исполнении (на начальных этапах), и использование отработанных коммерческих технологий способствуют как снижению стоимости разработки БВС, так и сокращению сроков проведения работ, т. е. обеспечивают реализуемость и приемлемую стоимость авионики.

распределенная вычислительная среда

В сочетании с принципами модульного ПО и сборочного программирования концепция открытой архитектуры существенно снижает стоимость и сроки разработки бортовых вычислительных машин и систем.

Структура БЦВМ

Структура БЦВМ нового поколения, как было установлено выше, существенным образом отличается от структуры современных машин и прежде всего использованием принципиально новых интерфейсов, обеспечивающих параллелизм обработки, и составом модулей, осуществляющих эту обработку.

Для построения БЦВМ (в том числе и высокопроизводительных гетерогенных мультипроцессоров) в базовом наборе необходимы модули высокопроизводительных процессоров обработки данных (ПД), обработки сигналов с плавающей и с фиксированной запятой (МС 02 и МС 01), графических процессоров (ГП2Ц и ЗЦ), модуль высокоскоростного сетевого обмена типа БСАБ, модуль управления полносвязной сетью коммутации (МК), модуль ввода-вывода (МВВ) информации с датчиков, модуль ввода-вывода индикации, модуль низкоскоростного интерфейса по ГОСТ 26765.52—87/Р 50832—95 (ММК) и ряд других, обеспечивающих построение машин требуемой конфигурации.

Современные (тем более перспективные) БВС представляют собой сложные технические системы, содержащие в своей структуре достаточно большое число СВТ (автономных БЦВМ или вычислительных модулей, различающихся архитектурой, составом структуры и взаимодействием со своими абонентами). Создание БВС представляет собой длительный, трудоемкий и дорогой процесс.

Стоимость и реализуемость предлагаемых технических решений при этом становятся определяющими факторами разработки. Чтобы уложиться в заданные ограничения по стоимости и сжатые сроки создания БВС, разработчики должны использовать новейшие информационные технологии. Эти технологии позволяют получить высокую гибкость проектирования при минимизации стоимости анализа различных вариантов структуры и внесения неизбежных изменений, оставаться в заданных ограничениях по стоимости, обеспечивая высокое качество разработки.

Проектирование БВС

Как правило, проектирование БВС начинается в условиях неопределенности, т. е. при отсутствии полного объема информации, необходимой для правильного выбора технических решений. Любые ошибки, допущенные в процессе проектирования, начальные этапы которого формализованы далеко не полностью, приводят к дополнительным затратам материальных и трудовых ресурсов.

распределенная вычислительная среда

Совершенствование средств вычислительной техники и тенденции развития БВС требуют новых системотехнических принципов проектирования, обеспечивающих создание высокоэффективных бортовых вычислительных систем реального времени и повышающих одновременно эффективность самого процесса проектирования. К числу основных из них следует отнести:

  • комплексный подход к проектированию;
  • иерархическую структуру процесса проектирования;
  • методы декомпозиции;
  • итерационный характер процесса проектирования;
  • свойство открытости системы;
  • виртуальное прототипирование.
Ссылка на основную публикацию