Перспективы развития структур ЭВМ
Как видно, полувековая история развития электронной вычислительной техники дала не очень широкий спектр основных структур ЭВМ. Их объединяют следующие традиционные признаки :
· ядро ЭВМ образует процессор — единственный вычислитель в структуре, дополненный каналами обмена информацией и памятью;
· линейная организация ячеек всех видов памяти фиксированного размера;
· одноуровневая адресация ячеек памяти, стирающая различия между всеми типами информации;
· наличие внутреннего машинного языка низкого уровня, при котором команды содержат элементарные операции преобразования простых операндов;
· последовательное централизованное управление вычислениями;
· ограниченные возможности устройств ввода-вывода.
Классическая структура ЭВМ уже сослужила добрую службу человечеству. В ходе эволюции она была дополнена целым рядом частных доработок, позволяющих ликвидировать наиболее «узкие места» и обеспечить максимальную производительность ЭВМ в рамках достигнутых технологий. Однако, несмотря на все достигнутые успехи, классическая структура не обеспечивает возможностей дальнейшего наращивания производительности. Наметился кризис, обусловленный рядом ее существенных недостатков:
· практически исчерпаны структурные методы повышения производительности ЭВМ;
· плохо развиты средства обработки нечисловых данных (структуры, символы, предложения, графические образы, звук, очень большие массивы данных и др.);
· несоответствие машинных операций операторам языков высокого уровня;
· примитивная организация памяти ЭВМ;
· низкая эффективность ЭВМ при решении задач, допускающих параллельную обработку, и т.п.
Все эти недостатки аппаратуры приводят к чрезмерному усложнению комплекса программных средств, применяемого для подготовки и решения задач пользователей.
В ЭВМ будущих поколений, с использованием в них «встроенного искусственного интеллекта», предполагается дальнейшее усложнение структуры. В первую очередь это касается совершенствования процессов общения пользователей с ЭВМ (использование аудио-, видеоинформации, систем мультимедиа и др.) обеспечения доступа к информационным хранилищам (базам данных и базам знаний), организации параллельных вычислений. Несомненно, что этому должны соответствовать новые параллельные структуры с новыми принципами их построения. Они становятся экономически более выгодными. Вероятно, подобными системами будут обслуживаться большие информационные хранилища.