4. Аппаратные средства
Для решения сложных задач: прогнозирование метеообстановки, управления оборонными комплексами и др. – были разработаны наиболее сложные и мощные машины – суперЭВМ.
Создать высокопроизводительную суперЭВМ на одном микропроцессоре не удается из-за ограничения скорости распространения электромагнитных волн. Поэтому суперЭВМ проектируют в виде многопроцессорных вычислительных систем (МПВС). При этом одновременно (параллельно) работает несколько тысяч процессоров, увеличивая тем самым суммарную производительность системы.
МПВС имеют несколько разновидностей:
векторные МПВС, в которых все процессоры одновременно выполняют одну команду над различными данными – однократный поток команд с многократным потоком данных – SIMD (Single Instruction Stream / Multiple Data Stream);
конвейерные МПВС, в которых процессоры одновременно выполняют разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных; по принятой классификации такие МПВС относятся к системам с многократным потоком команд и однократным потоком данных – MISD (Multiple Instruction Stream / Single Data Stream).;
матричные МПВС, в которых процессоры одновременно выполняют разные операции над несколькими потоками обрабатываемых данных – многократный поток команд с многократным потоком данных – MIMD (Multiple Instruction Stream / Multiple Data Stream).
Вероятно, здесь же уместно упомянуть традиционные для многих пользователей ПЭВМ однопроцессорные SISD ЭВМ, которые по числу обрабатываемых потоков команд и данных являются простейшими.
Аббревиатура SISD (Single Instruction Stream / Single Data Stream) означает одиночный поток команд и одиночный поток данных. К этому классу относятся машины фон-неймановского типа. В таких машинах есть только один поток команд, все команды обрабатываются последовательно друг за другом и каждая команда инициирует одну операцию с одним потоком данных.
Универсальные ЭВМ предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются наиболее сложными и дорогими машинами. Для проблемно-ориентированных ЭВМ характерно ограничение машинных ресурсов применительно к определенному классу задач.