Иерархия в многопроцессорных системах Азин С.Н.
    Рассматривается аппаратный механизм управления процессорной матрицей и создание логических внутренних и внешних потоков данных в многопроцессорной структуре.
    Описывается вычислительная система (ВС) с распределенной памятью, которая состоит из произвольного количества абсолютно идентичных, примитивных фон Неймановских процессоров (далее элемент) с простейшим набором команд и полной страницей памяти (например, 64кб для 16-разрядного процессора). Система имеет структуру иерархической пирамиды. Один из элементов является основным или ведущим ("император"), он имеет каналы программного, прямого доступа к памяти (ПДП) всех элементов нижнего яруса, они, в свою очередь, имея аналогичные каналы, распределяют между собой управление следующим ярусом и т.д. до самого низа пирамиды, по этим каналам происходит загрузка программ и данных. Имея доступ к регистрам управления подчиненного элемента, командир может обращаться к памяти всех нижних элементов до основания пирамиды, минуя непосредственных командиров. Наличие ПДП дает командиру полную власть над подчиненным, например, чтобы остановить выполнение программы достаточно установить ловушку в вектор прерывания и вызвать его и, заменив ловушку новым указателем, запустить другую программу. Командный элемент может наблюдать за работой программы подчиненного элемента, например, считывая значения указателей буферов или стека и даже помогать ему, взяв часть нагрузки на себя. Система имеет выход наружу канала ПДП в память "императора" для первоначальной загрузки системы, характерно отсутствие какой бы то ни было энергонезависимой памяти, не нужен даже начальный загрузчик, достаточно чтобы все элементы стартовали с команды WAIT. Механизм ПДП должен иметь аппаратную систему сменных приоритетов, чтобы изолировать программное ядро от несанкционированных действий внешней программы. Более того, максимальный приоритет совсем запрещает ПДП (например, у "императора") при этом система становиться недоступной для постороннего вмешательства - вирусов, несанкционированного клонирования и т.п., в этом случае открыть систему можно только "убив" ее выключением питания.
    Получился простой и удобный механизм управления любым количеством элементов, но на самом деле это ничего не значит т.к., чтобы система заработала, требуется написать для нее программу и загрузить (считать) данные. Тут встает философский вопрос, почему параллельные вычисления практически ограничиваются конвейерами и матрицами с жестким алгоритмом (сетевые вычислители в расчет не берем т.к. эффективность их близка к нулю)? Причина, по всей видимости, в том, что человек не способен создавать параллельные программы, синхронизировать 3-4 процесса - это предел его возможностей. Идея заключается в том, что программист должен работать не с последовательностью операций, а оперировать взаимосвязями потоков, тогда он может писать хоть на Бейсике или Фортране, подразумевая под переменными - потоки данных. Потоки данных могут быть внешними, например, оцифрованный сигнал с микрофона, видео сигнал или магистральный канал оптического волокна, и внутренними, например, мантисса числа с плавающей запятой. При описании потока достаточно определить два его параметра, тип числа (например, int или float) и его интенсивность (количество байт в одном значении деленное на периодичность в тактах системы). ............