Преобразование данных

Данные поступают в вычислительную систему в виде физических сигналов, которые требуется интерпретировать в их отображение в вид, необходимый для использования в решающем устройстве. Часто отдельные массивы данных используются не один раз либо в полном объеме, либо в несколько модифицированном виде. Использование данных для оптимизации обращения к ним предполагает их предварительную обработку – сортировку, выборку, создание и изменение структур данных, определяемых алгоритмами их обработки в выполняемом задании. Программы преобразования данных состоят из описания типов данных и их структур, которые будут применяться при обработке, и операторов, указывающих ЭВМ, какие типовые действия и в какой последовательности необходимо проделать над данными.

Если решается автономная задача, то дополнительного управления процедурой преобразования не требуется. Если же решается комплекс взаимосвязанных задач управления, то требуется оптимизировать процедуру преобразования данных. При этом часто данные циркулируют из памяти ЭВМ и обратно. Задачей управления процедурой преобразования данных является минимизация информационных потоков между памятью и процессором и исключения дублирования операций в комплексах функциональных программ. Например, можно сопоставить граф, определяющий, для каких операций какие массивы данных используются, и выделить массивы, используемые в разных операциях. Можно определить и размещение таких массивов в пространстве памяти для облегчения доступа к ним, а также изменить, если можно, расположение операций в программе обработки.

Процедура преобразования данных осуществляется с помощью средств вычислительной техники (процессоры, устройства памяти), управление же ими производится машинными программами.

Нетрадиционная обработка данных

В современных компьютерах используют возможности при решении отдельных задач отдельные операции обрабатывать либо на имеющихся у них собственных процессорах, либо выделять в единственном процессоре компьютера часть его ресурсов для организации параллельного выполнения нескольких операций задачи. Так как в вычислительной системе может использоваться несколько ЭВМ, то можно использовать их возможности для ускорения процесса обработки информации.

Параллельная обработка – это решение отдельных частей заданий в отдельных процессорах, что позволяет уменьшить время решения задачи, увеличить пропускную способность системы.

Для распараллеливания необходимо преобразовать вычисления таким образом, чтобы их можно было выполнять в разных процессорах одновременно. Это означает необходимость составления параллельных программ выполнения вычислительного процесса, то есть отображения в явной форме параллельной обработки с помощью конструкций языка, ориентированного на параллельные вычисления, и автоматическое обнаружение параллелизма.

Программа автоматически анализируется, что позволяет выявлять участки, независимые друг от друга, которые можно выполнять одновременно.

Это возможно, если входные данные одного процессора (участка программы) не модифицируются при выполнении другого участка программы, и у них нет общих переменных.

При конвейерной обработке каждое устройство конвейера выполняет постоянно только свою часть задания. Завершив его в одном цикле, оно тут же начинает его выполнение в следующем цикле. Отдельные циклы отдельных процессов выполняются одновременно (параллельно). Если в конвейере используются разные изделия (решаются разные задачи), то такой конвейер называется последовательным. Если же изделия одинаковые, и они обрабатываются одновременно, то конвейер называется параллельным, или векторным.