Малоизвестная в инженерно-технических кругах математическая комбинаторная конструкция симметричных уравновешенных блок-схем содержит большие возможности для проектирования отказоустойчивых неоднородных кластеров и локальных сетей для сбора информации и управления. При надлежащей интерпретации, блок-схемы можно рассматривать как квазиполный граф, вершины которого соединены не по принципу ”точка-точка”, а через достаточно простой переключатель, практически не вносящий дополнительной задержки при прохождении сигналов. При этом число каналов связи и портов n-узловой (n-абонентной) сети уменьшается в корень из n раз по сравнению с полнодоступным графом.

Сопоставляются некоторые аспекты архитектур однокристальных высокопроизводительных вычислителей с SIMD- архитектурой: разрабатываемого однокристального многопроцессорного компьютера ПС-2000М и графического процессора nVIDIA Fermi, а также их предшественников: многопроцессорного компьютера ПС-2000 и графических процессорных устройств. Анализируется их производительность, организация и объемы памяти, организация интерфейса, возможности комплексирования, классы решаемых задач.

Рассматриваются фундаментальные проблемы управления, под которыми понимаются проблемы, сводимые к NP-полным (NP-трудным)задачам. Показано, что такие проблемы могут быть решены с полиномиальной временной сложностью с помощью новых математических моделей вычислений, называемых гипермашинами (вычисления с помощью гипермашин называют гипервычислениями). Приведено описание двух таких моделей вычислений: классический идеальный генератор тестов (ИГТ) и квантовый идеальный генератор тестов. Излагаются параллельно-последовательные D-алгоритмы, решающие одну из NP-полных задач (SAT-проблему) и "заточенные" под архитектуру ИГТ, а также квантовые D-алгоритмы, решающие ту же проблему и "заточенные" под архитектуру квантового идеального генератора тестов. Проведено сравнение возможностей классического и квантового идеального генератора тестов, а также сравнение параллельно-последовательных и квантовых D-алгоритмов.