Курсовая работа: Проектирование вычислительной системы для расчета распространения лесных пожаров

РЕФЕРАТ

Целью настоящей курсовой работы на тему «Проектирование вычислительной системыдля расчета распространения лесных пожаров» является проектирование и последующееконструктивное воплощение вычислительной системы (ВС), ориентированной на расчеттраектории и прочих характеристик распространения лесных пожаров, отвечающей какпредметным требованиям, так и обязательным минимальным.
В курсовой работе проведен анализ вычислительной сложности расчетов выбранной предметной области. Рассмотрены основные узлы вычислительной системы, решающейпоставленные предметной областью задачи.
Узлам дано описание, выполнено сравнение конкурентной продукции и для каждого типа узла выбран наиболее подходящий из функциональных и финансовых соображений. На основе выбранных компонентов и архитектуры ВС создано конструктивное воплощение. Длянего выполнены расчеты надежности, итоговой цены и энергопотребления.
Курсовая работа содержит введение, 6 разделов, заключение, список использованных источников информации. Всего 25 страница, 8 рисунков и 9 таблиц.


КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
Вычислительная система, сервер, архитектура, кластер, структура, комплектующие, узлы, структурная модель, процессор, ЦПУ, оперативная память, ОЗУ, мощность,надежность, энергопотребление.

ОГЛАВЛЕНИЕ
РТУ МИРЭА.......................................... Ошибка! Закладка не определена.
ЗАДАНИЕ....................................... Ошибка! Закладка не определена.
РЕФЕРАТ................................................................................................... 3
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ........................................................ 5
ВВЕДЕНИЕ................................................................................................ 6
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И КОНКРЕТИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ..... 7
2. АРХИТЕКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ................................ 9
2.1. Многопроцессорная система. SMP..................................................... 9
2.2. Многопроцессорная система. NUMA................................................ 10
2.3. Многопроцессорная система. Кластеризация..................................... 10
3. ВЫБОР МИКРОПРОЦЕССОРА............................................................ 12
4. ВЫБОР КОММУНИКАЦИОННОЙ ПОДСИСТЕМЫ И ОСНОВНЫХ УЗЛОВ 14
4.1. Выбор оперативной памяти.............................................................. 16
4.2. Выбор системы хранения данных..................................................... 17
4.3. Выбор сетевого адаптера.................................................................. 18
5. КОНСТРУКТИВНОЕ ВОПЛОЩЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
................................................................................................................................ 19
5.1. Размещение и питание..................................................................... 19
5.2. Итоговая стоимость......................................................................... 21
6. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ И ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ........................... 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................ 23
СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................... 24

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

В ходе выполнения курсовой работы:

• Произвести проектирование вычислительной системы (ВС), предназначеннойдля расчета распространения лесных пожаров;
• Обосновать конфигурацию ВС по каждому из основных узлов и элементов;

3. Выбрать и обосновать микропроцессор, являющегося базой для построения ВС;

• Выбрать и описать коммуникационную подсистему ВС;

5. Выбрать конструктивное воплощение ВС;

• Произвести расчёты производительности и надёжности отдельных модулей и ВС в целом.

Обязательные минимальные требования проектируемой ВС:

• Время наработки на отказ: более 1000 часов.
• Вычислительная мощность: более 1 ТFLOPS

ВВЕДЕНИЕ

Высокопроизводительные вычислительные системы (ВС) незаменимы при решениисложных математических задач, которые заняли бы у классических персональных компьютеров неприемлемо много времени. ВС давно заняли свое место в сферепрогнозирования погодных явлений и состояний, в поле геологоразведки исейсмопрогнозирования, в аэрокосмической сфере. Последние несколько десятков летвысокопроизводительные ВС стали незаменимы в машинном обучении и анализе больших данных — Big Data.
Данная курсовая работа посвящена применениювысокопроизводительных ВС для прогнозирования распространения лесных пожаров, являющихся одними из самых распространенных на Земле погодным катаклизмом. Работапозволяет получить представление как о математических задачах высокой сложности, длярешения которых применяют серверы или их кластеры, так и о подобном аппаратном обеспечении.