ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПВС

Программное обеспечение вычислительной системы делит­ся на две части: программное обеспечение базовой машины и программное обеспечение системы, которая состоит из систе­мы параллельного программирования (Р-программирования) и управляющей системы. Программное обеспечение системы ха­рактеризуется независимостью от числа электронных машин (ЭМ) в системе, функциональной идентичностью при реализа­ции на любой ЭМ, изменяемостью модулей и наращиванием их состава, возможностью использования вычислительной систе­мы в режиме коллективного доступа. Основные задачи управ­ляющей системы - обеспечение связи с внешним миром и раци­ональное использование ресурсов системы. Гибкость использо­вания ресурсов и универсальность применения вычислительных систем достигаются введением режимов параллельной обработ­ки, автономной работы машин, режима профилактики и режи­ма диспетчера; иерархической структурой управляющей про­граммы, состоящей из главного диспетчера, старших диспетче­ров режимов автономной работы и параллельной обработки, диспетчеров элементарных машин.

На систему Р-программирования возлагается задача обес­печения достаточно широких возможностей при написании и отладке параллельных программ. В состав системы Р-програм-мирования входят языки для записи параллельных алгоритмов, получаемые путем расширения соответствующих языков опе­раторами системных взаимодействий; трансляторы с языков, позволяющие при автоматизации параллельного программиро­вания использовать трансляторы базовой машины; средства от­ладки Р-программ, анализирующие качество Р-программ и вы­являющие ошибки взаимодействий Р-ветвей путем моделиро­вания параллельного процесса на одной ЭМ; а также средства специальной организации Р-программ, такие как:

• сегментирование Р-ветвей с целью экономии оператив­ной памяти;

• подготовка высоконадежных вычислений, обеспечиваю­щих продолжение счета при сбоях и выходе машин из строя;

• средства управления заданиями (языки директив), облег­чающие пользователю реализацию различных видов работ: за­пуск и снятие Р-программ, задание и уничтожение Р-файлов, задание графика работы подсистем и т.д.

Особенности работы вычислительной системы и ее про­граммного обеспечения в сильной мере определяются парамет­рами ЭМ и, в частности, ее стоимостью. По мере удешевления ЭМ и в связи с развитием интегральной технологии становитсявсе более реальным направление, основанное на построении вычислительной системы из большого числа простых и деше­вых вычислительных модулей. Алгоритмы планирования обес­печивают разбиение системы на подсистемы в соответствии с поступающими задачами. Каждая такая подсистема в течение определенного интервала времени работает в монопрограмном режиме, обслуживая задачи, которые требуют для своей реали­зации как раз столько ЭМ, сколько их имеется в наличии в под­системе. По истечении заданного промежутка времени проис­ходит новое разбиение системы на подсистемы. Такая органи­зация работы позволяет получить эффект, эквивалентный тому, что в процессе функционирования основное число ЭМ ведет непрерывный счет, а одна или несколько ЭМ занимаются обме­ном с внешней памятью.

При работе простых ЭМ проявляется тенденция к упроще­нию операционных систем. В этом случае ЭМ рассматривается как единица ресурса системы, которая работает в подсистеме в монопрограммном режиме. Монопрограммный режим работы ЭМ позволяет упростить работу операционной системы, не сни­жая эффективность работы системы в целом. В основу постро­ения простых и эффективных операционных систем для вычис­лительных систем могут быть положены принципы модульнос­ти и иерархичности структуры, многопрограммности ЭМ и под­систем, адаптивности к внешним условиям, крупноблочности при распараллеливании алгоритмов.