Вычислительные системы

Начать. Это бесплатно
или Регистрация c помощью Вашего email-адреса
Rocket clouds
Вычислительные системы создатель Mind Map: Вычислительные системы

1. При создании кластеров можно выделить два подхода.

1.1. Первый подход применяется при создании небольших кластерных систем. В кластер объединяются полнофункциональные компьютеры, которые продолжают работать и как самостоятельные единицы, например, компьютеры учебного класса или рабочие станции лаборатории.

1.2. Второй подход применяется в тех случаях, когда целенаправленно создается мощный вычислительный ресурс. Тогда системные блоки компьютеров компактно размещаются в специальных стойках, а для управления системой и для запуска задач выделяется один или несколько полнофункциональных компьютеров, называемых хост-компьютерами. В этом случае нет необходимости снабжать компьютеры вычислительных узлов графическими картами, мониторами, дисковыми накопителями и другим периферийным оборудованием, что значительно удешевляет стоимость системы.

2. Высокопараллельные МПВС имеют несколько разновидностей.

2.1. Магистральные (конвейерные) МПВС, у которых процессор одновременно выполняет разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных. По принятой классификации такие МПВС относятся к системам с многократным потоком команд и однократным потоком данных (МКОД или MISD — Multiple Instruction Single Data).

2.2. Векторные МПВС, у которых все процессоры одновременно выполняют одну команду над различными данными — однократный поток команд с многократным потоком данных (ОКМД или SIMD — Single Instruction Multiple Data).

2.3. Матричные МПВС, у которых микропроцессор одновременно выполняет разные операции над последовательными потоками обрабатываемых данных —многократный поток команд с многократным потоком данных (МКМД или MIMD — Multiple Instruction Multiple Data).

3. Понятие ВС

3.1. совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для сбора, хранения, обработки и распределения информации.

4. По назначению вычислительные системы делят на: универсальные и специализированные.

5. По типу построения вычислительные системы разделяются на: многомашинные и многопроцессорные

5.1. Многомашинная ВС содержит некоторое число компьютеров, информационно взаимодействующих между собой.

5.2. Многопроцессорные системы (МПС) содержат несколько процессоров, информационно взаимодействующих между собой либо на уровне регистров процессорной памяти, либо на уровне ОП.

6. По типу ЭВМ или процессоров, используемых для построения ВС, различают: однородные системы и неоднородные системы.

6.1. Однородная ВС строится на базе однотипных компьютеров или процессоров. Однородные системы позволяют использовать стандартные наборы технических, программных средств, стандартные протоколы (процедуры) сопряжения устройств. Поэтому их организация значительно проще, облегчается обслуживание систем и их модернизация.

6.2. Неоднородная ВС включает в свой состав различные типы компьютеров или процессоров. При построении системы приходится учитывать их различные технические и функциональные характеристики, что существенно усложняет создание и обслуживание неоднородных систем.

7. По методам управления элементами ВС различают: централизованные децентрализованные со смешанным управлением.

7.1. В централизованных ВС за управление отвечает главная или диспетчерская ЭВМ (процессор). Ее задачей является распределение нагрузки между элементами, выделение ресурсов, контроль состояния ресурсов, координация взаимодействия.

7.2. В децентрализованных системах функции управления распределены между ее элементами. Каждая ЭВМ (процессор) системы сохраняет известную автономию, а необходимое взаимодействие между элементами устанавливается по специальным наборам сигналов

7.3. В системах со смешанным управлением совмещаются процедуры централизованного и децентрализованного управления. Перераспределение функций осуществляется в ходе вычислительного процесса, исходя из сложившейся ситуации.

8. Суперкомпьютеры и особенности их архитектуры

8.1. В суперкомпьютере используются все три варианта архитектуры МПВС:

8.1.1. структура MIMD в классическом ее варианте;

8.1.2. параллельно-конвейерная модификация, иначе MMISD, то есть многопроцессорная (Multiple) MISD-архитектура;

8.1.3. параллельно-векторная модификация, иначе MSIMD, то есть многопроцессорная SIMD-архитектура.

9. Кластерные суперкомпьютеры и особенности их архитектуры

9.1. Кластер - это связанный набор полноценных компьютеров, используемый в качестве единого вычислительного ресурса.