新的一类计算机——小巨型机

过去计算机分为微型机、小型机、超级小型机、大型机和巨型机。近几年,随着计算机的广泛应用,需要一种性能近于巨型机,价格与超级小型机相当,一般计算机用户买得起的机器。七十年代开始的并行处理研究和八十年代超大规模集成电路制造技术迅速提高,使得设计生产速度为巨型机的几分之一,价格为几十万美元的计算机成为可能。这就是所谓的小巨型机。本文分析了小巨型机产生的原因,今后的前景和小巨型机采用的技木,并收集了一些小巨型机公司的产品型号。     

九十年代的微处理器和计算机

计算机是当代发展最快的学科之一,每隔几年都会有巨大的变化。本文首先介绍了做为计算机基本组成单元的集成电路的发展情况。然后试图从半导体集成电路和微处理器入手,着重阐述了个人计算机、工作站、小巨型机和巨型机的发展前景。     

小巨型电脑—ALLIANT

小巨机是在八十年代初逐渐兴起,并在过去几年中,在世界主要科技强国中得到了广泛使用.小巨机之所以倍受欢迎,主要原因在于它可以基本满足多数用户对巨型机高速度的要求,但价格只有巨型机的几分之一,甚至是几十分之一.也就是说,用户只需用一台常规小型机的价钱,就可以拥有一台小巨机了.小巨机中的姣姣者,当首推美国出产的ALLIANT和CONVEX.最近,DEC也开始加入了这一行列.这几种小巨机在性能上各有特点,但由于篇幅及时间限制,不能逐一介绍.根据1990年最新资料显示,ALLIANT由于刚刚推出了FX/2800系列新产品,令小巨机的速度猛增到10亿次,已达到中档巨机的水平,成为现今性能价格比最高的巨机,也是绝对性能最高的小巨机,虽然没有一个厂家可以永保技术领先地位,但由于ALLIANT暂时还是唯一一种集运算、视算和实时于一身的小巨机,也是唯一一部采用工业标准64位芯片作为主CPU的小巨机,在很大程度上反映了小巨机的未来发展方向,因此我们这次准备ALLIANT为蓝本,从这一角度向广大用户,特别是高层次用户介绍小巨机的基本概念.本文将首先向大家简单介绍一个ALLIANT公司及其产品特点,然后再以其FX/10和FX/80为基础,较详细地解释它的软硬件体系.最后,我们将根据手头有限的资料,简略介绍一下ALLIANT新的FX/2800系列.我们希     

多微机系统——计算机系统结构的一个新分支

多微机系统(以下简称“多微系统”)是由多个微处理机构成的计算机系统,是计算机系统结构的一个新分支。微处理机体积小、成本低、性能上日臻完善,从而可用以研制各种新的多机结构。多微系统在生产加工,性能价格比以及可靠性等方面,都显著优于以往传统结构的计算机。目前,市售的多微系统大都由4至28个模块构成,其中包括若干微处理机模块、公共存储器模块及各种输入输出模块。各模块通过总线相互通信。增加微处理机个数可以提高多微系统的性能,当然,所花代价得相应提高,增加的个数不同,可以得到不同等级的多微系统。目前,这种系统在从工业上的实时控制到事务处理的许多领域中已得到广泛应用。以往用传统的分时、批处理系统处理的作业,今天可以把它们分布在多微系统的各个微处理机上并行执行。从而提高了吞吐量(单位时间内完成的作业数)。许多科学计算方面的问题(例如求解偏微分方程)及工程上的问题(例如检查集成电路设计的正确性),都可用这种并行计算方式来加快执行;因此,采用多微系统可以获得巨型机的速度,但却远低于巨型机的成本。它很可能成为第五代计算机(以并行处理为主要特征)的基本结构形式。     

分布式容错系统——一种高可靠性控制系统体系结构

本文从提高工业控制系统可靠性的思想出发,在分析、比较了目前已有的多种容错措施后,提出了一种高可靠性、通用型的控制系统体系结构。它以计算机的设备冗余为基础,采用GPIB集散式外总线松耦合结构,以软件容错为主要方法,结合BITBUS分布式网络环境的优势构成三冗余分布式容错体系。它具备较强的故障检测、隔离功能和自动切换、自动恢复能力,且可维护性好、性能价格比高,适用于各种规模、可靠性要求高的应用场合。通过具体的应用实例,详细介绍了系统构成、容错原理、技术关键和技术措施。     

计算机工艺技术发展述评之二:小型机与主机

大规模集成工艺的发展带来的计算机设计的变革,在计算机的最新产品里表现得很明显,对采用LSI电路的阵列处理机,多处理机及微程序设计有影响。表明这种影响的例子是:两台新的巨型机即控制数据公司的Cyber 205和Burroughs公司的BSP,5台新的近似巨型机的主机即Data Point公司的FPS-164,国家先进系统公司的Hitachi     

科学研究用的工作站

微处理器技术的最新进步,正在使制造新一代的个人计算机成为可能并使其价格也能被用户所接受。这种称为“工作站”的计算机能够与其他工作站、主计算机、超级巨型机以及远程网络连接。工作站能为巨型机提供图形接口,并能运行以前需要使用主计算机的应用程序。通讯标准、图形学、数据库、数值算法以及各种语言的出现使得工作站能与各种计算机,包括主机和个人计算机,共享程序。     

分布式容错实时控制系统的在线升级模型

分布式容错实时控制系统广泛应用于安全关键系统中。为了延长系统的使用寿命,满足用户对系统功能和性能的不断提高的要求,系统升级是必不可少的。提出一种支持分布式实时系统在线升级的结构模型,在保证系统运行时的可靠性和性能的同时,实现系统安全升级。详细分析了该模型的结构及其组成部分的功能,并利用随机Petri网建立在线升级模型的性能和可靠性评价模型。     

一种超高速并行计算机——连接计算机的体系结构及应用

本文第一部分介绍在现有技术条件下使计算机性能实现飞跃的一种新型体系结构——连接计算机(CM)的系统结构。详细论述了这种称之为大规模并行的机器的发展过程、工作原理及其软件环境。第二部分介绍CM的改进型CM-2在结构及性能上的许多重要改进,包括增加浮点加速器和高速I/O系统、重新设计处理器芯片、改进通信网格等。第三部分论述这种并行计算机的广阔应用前景,具体讨论了在材料学、VLSI设计及计算机视觉等三个领域中的应用情况。     

微型可降解缓释系统释药模型研究

多腔体的微型可降解高分子聚合物药物缓释系统是一种新型给药技术,其载体结构是利用MEMS工艺的制备特点,结合药物释放的要求和高分子聚合物生物降解特性进行设计的。为了达到该系统在体内长期释药的性能,对释药载体的结构进行参数优化是十分必要的。基于面溶蚀的MonteCarlo溶蚀模型,建立了具有多腔体的微型可降解高分子聚合物给药载体的释药模型,并对不同结构形式的药物缓释系统载体进行了释药过程仿真。仿真结果表明,不同结构的微型给药载体给药效果也不同。仿真结果对微型给药载体的结构优化设计有重要的参考价值。     

多计算机并行系统的互连与通信结构

多计算机系统的关键设计之一是互连网络。本文分析和介绍了用于多计算机并行系统的各种典型的互连结构,从拓扑角度分析了各种互连结构的通信性能和路径控制算法。重点讨论了链路型和总线型互连网络,并分析了通信的局部性对性能的影响。     

采用静态调度的多处理机系统

完成专门任务的计算机系统可以通过开发高级并行性来提高其处理速度,即通过划分成多个具有优先相关关系的可计算任务集,利用多处理机执行其最优调度分配结果,达到提高系统性能的目的。本文以某武器系统控制计算机为例,采用一种由作者提出的高效的启发式调度算法BBDF/CP进行调度,获得了良好效果。本文还提出了一种实现这种目的的多处理机系统结构,它结构简单、工作可靠、同步方便。     

RTI实时性与信息吞吐量的研究与测试

实时性与信息吞吐量是RTI重要的性能指标。分析了RTI的基本结构及线程模型、通信方式和关键算法对实时性能的影响，提出一种测试RTI实时性与信息吞吐量的方案，并用该方案试验几套典型的RTI。在实验基础上，对目前典型的RTI的实时性和信息吞吐量这两项指标进行了分析和比较。实验表明，在高速局域网下，目前基于HLA/RTI的系统每秒钟可解算30次以上，基本上达到大多数人在回路的实时仿真系统的要求。     

一种启发式并行逻辑模拟划分算法

随着并行计算机应用的日趋广泛,在大型数字系统设计验证中,并行逻辑模拟已成为提高模拟验证效率的重要技术途径。并行逻辑模拟算法性能受多种因素影响,其中电路划分算法是直接影响并行逻辑模拟性能的主要因素。提出了一种利用预模拟信息的启发式划分算法,可以明显改善多 Ｃ Ｐ Ｕ 的负载平衡效果,减少处理器间通讯量,有效提高并行逻辑模拟效率。     

雷达精度分析软件的设计与实现

雷达精度分析软件（ＲＡｔｏｏｌ）是雷达计算机辅助设计集成系统（ＲＣＡＤＩＳ）的应用程序包之一。该软件是基于雷达系统设计师的需求在相控阵雷达精度分析数学模型的基础上开发的。本文介绍了ＲＡｔｏｏｌ软件的功能、性能、所使用的关键算法以及软件的逻辑结构。     

基于GPS/北斗系统的时间源研究与设计

为了提高分布式测试系统中各设备单元的时间同步精度,需要研制安全可靠的时间源。首先分析了时间源的结构组成与系统模型,提出了采用多时间基准冗余配置的方法,提高了时间源的可靠性。在此基础上给出了基于GPS/北斗系统的双模时间源设计方案,并对系统性能进行了验证。实验结果表明时间源的性能达到了ITU-T G811规范的要求。目前,该系统成功应用于CDMA基站的定时系统。     

协作虚拟样机与协同设计方法

协作虚拟样机技术是在分布式环境下,多领域专家协作建立和应用虚拟样机的方法和技术,本文分析了协作虚拟样机与协同设计的关系,提出了基于协作虚拟样机的协同设计方法,该方法可全面而灵活地支持协同设计,在产品实际设计、制造和使用之前,对其功能、性能进行充分仿真与验证。文中还讨论了协作虚拟样机建模方法和异构仿真方法,并给出了基于协作虚拟样机的协同设计环境的总体结构。     

88控制计算机的系统设计

本文介绍了用Intel8088作为CPU的高性能控制计算机,该控制机兼顾了8/16位微处理器的性能,并可配接8087协处理器。因而本控制机能适应当前各种技术领域的要求。文中分六个部分对88控制计算机的总体设计、硬件设计和调试、程序设计、控制机I/O外设编程、控制机与IBM PC机通信作了详细介绍。最后文中提供了一份在88控制机上计算127点余弦函数的浮点8087程序清单。     

基于统计同步算法的计算机外时钟同步系统设计与仿真

重点研究了基于统计同步算法的计算机外时钟同步系统的设计问题。首先对网络延迟进行测量，并得出网络延迟的对数正态分布的统计模型。然后，提出了一种PCS算法性能的软件仿真检验方法，并利用该方法对PCS算法的同步精度与概率性能进行仿真检测。结果表明，基于PCS算法的外时钟同步系统是可行、有效的，能较好地满足实际系统在同步精度与概率性能两方面的要求。     

风/光复合发电系统变结构仿真建模研究

提出了风／光复合发电系统（WSHPS）变结构仿真的一般数学模型，包括系统结构定义、系统各部件数学模型。在此基础上，在C＋＋ Builder环境下开发了相应的仿真软件。运用该软件，对一实例进行了计算。结果表明：利用该文提出的变结构仿真数学模型及相应仿真软件，用户可以重构多种结构的风／光复合发电系统并进行计算机仿真计算，从而能够预测系统的性能，如，太阳电池阵列功率、风力发电机功率、与负载功率之间的匹配性，控制策略的合理性，以及系统运行的效率等等。