Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » PDF-файлы » Курс лекций - конспект от Томилина в PDF

Курс лекций - конспект от Томилина в PDF, страница 3

PDF-файл Курс лекций - конспект от Томилина в PDF, страница 3 Вычислительные сети и системы (53269): Лекции - 7 семестрКурс лекций - конспект от Томилина в PDF: Вычислительные сети и системы - PDF, страница 3 (53269) - СтудИзба2019-09-18СтудИзба

Описание файла

PDF-файл из архива "Курс лекций - конспект от Томилина в PDF", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "вычислительные сети и системы" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 3 страницы из PDF

Поэтому во многих случаях реальные MPP –системы строились по топологии гиперкуба.Примерами MPP–систем являются системы IBM RS/6000 SP2, Intel PARAGON/ASCIRed, CRAY T3E, Hitachi SR8000.67Успешным оказалось построение фирмой IBM MPP–системы с использованиемцентрального коммутатора (система IBM RS/6000 SP2). К нему подсоединяются до 128вычислительных узлов, в качестве которых использовались рабочие станции RS6000 (безвнешних устройств и, соответственно, оборудования связи с ними или с полным комплектомоборудования для обеспечения ввода информации в систему и вывода результатоввычислений).

Такое гибкое решение позволяло также реализовать в системе с однимкоммутатором как многопроцессорные, так и многомашинные подсистемы.Другим интересным примером организации MPP – системы являются созданные подруководством академика Левина Владимира Константиновича отечественные системы МВС100 и МВС-1000 (различаются лишь типом используемого процессора), вычислительныемодули которых состоят из 16 узлов, соединяемых по топологии “решетка” сдополнительными двумя связями между противоположными “угловыми” узлами.

Каждый узелсодержит основной вычислительный процессор и его оперативную память, а также “связной”процессор с собственной памятью, обеспечивающий в узле прием-передачу данных.Свободные связи узлов используются для соединения вычислительных модулей друг с другоми подключения к системе «внешних» компьютеров.Решение проблемы ввода-вывода информации в многопроцессорных вычислительныхсистемах любого типа (SMP, NUMA, MPP) осуществляется за счет подключения к системевнешних (дополнительных) компьютеров, обеспечивающих выполнение этой функции, ссоответствующим согласованием работы их системного программного обеспечения ссистемным программным обеспечением мультипроцессора.Следует отметить, что одной из первых в мире MPP–систем была разработанная вКиеве в Институте кибернетики им. В.М.Глушкова “макроконвейерная ЭВМ” (ЕС-2701), вкоторой вычислительные узлы на базе стандартных процессоров ЕС ЭВМ (на нихвыполнялись основные вычисления) объединялись через систему коммутаторов с такназываемыми специальными “логическими” узлами, в которых выполнялись части программырешения задачи, обеспечивающие управление процессом ее решения.В MPP-системах Cray T3E и Cray T3D процессорные узлы объединены в топологиитрехмерного тора.

Каждая элементарная связь между двумя узлами - это дваоднонаправленных канала передачи данных, что допускает одновременный обмен данными впротивоположных направлениях.MPP-системы строятся и на базе векторно-конвейерных процессоров (параллельныевекторные системы - PVP). К этому подклассу относится линия векторно-конвейерныхкомпьютеров CRAY: CRAY J90/T90, CRAY SV1, CRAY X1, системы NEC SX-4/SX-5, серияFujitsu VPP.В некоторых MPP–системах виртуальная память, предоставляемая задачеииспользуемая процессором вычислительного узла лишь в физической памяти этого узла,может быть отражена в оперативных памятях многих узлов. При возникновении в каком-либоузле потребности в конкретной части виртуальной памяти задачи эта часть передается повнутрисистемным коммуникациям в физическую оперативную память данного узла.Кластерные вычислительные системы.Стремление обеспечить высокую величину отношения производительностивычислительной системы к ее стоимости сделало актуальной задачу осуществления MPP –подхода с использованием более дешевого серийного вычислительного и коммуникационногооборудования.

При этом вычислительным оборудованием узла может быть и обычныйперсональный компьютер, а коммуникационным оборудованием широко выпускаемыепромышленностью сети Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet, InfinyBand, SCI и др. Вместе с наборомпрограммного обеспечения параллельной работы узлов такие системы стали называть«кластерными».

Стремление получить большой экономический эффект привело к созданиюмногих типов кластеров и их широкому распространению. В то же время эффективное78решение появляющихся новых типов задач, в том числе задач с нерегулярным обращением кячейкам памяти очень большого объема, требует появления новых архитектурных иструктурных решений в построении вычислительных систем и их реализации в разработкахновых “заказных” систем.Организация памяти вычислительных систем.Совершенствование организации памяти вычислительных систем всегда было связано сдостижением более высокой производительности работы системы, развитием параллелизмаобработки данных.Основными проблемами в организации памяти являются организация иерархии ееуровней и предоставление для задачи виртуальной памяти, отображающейся на различныекомпоненты и уровни физической памяти.Иерархия памятиИерархия уровней памяти используется для размещения часто используемойинформации (программ и данных) в более быстродействующих (“верхних”) уровнях памяти свозможностью в случае необходимости передачи в них информации из менеебыстродействующих уровней существенно большего объема.

Результаты обработкиинформации, которые подлежат хранению на более длительный срок, также размещаютсяменее быстродействующей (“нижних”) уровнях.При длительной обработке информации и, естественно, ее изменении в верхнихуровнях памяти (в которых она не сохраняется при отключении электропитания) желательнымявляется ее периодическое сохранение в нижних уровнях (в которых осуществляется запись намагнитные носители).

Наличие одинаковой информации на различных уровнях памятиназывается “когерентностью” памяти.Основными уровнями в иерархии памяти являются:- уровни быстродействующей памяти относительно небольшого объема посравнению с объемом следующего основного уровня – оперативной памяти. Как правило,используются наборы “сверхбыстродействующих регистров” для выбора данных из них (длявыполнения операций в процессорах) и записи данных в них (результатов выполненияопераций в процессорах) практически без задержки.

Информация на эти уровни принеобходимости передается из следующего основного уровня существенно большего объема –оперативной памяти (или передается в обратном направлении). Сверхбыстродействующиепамяти и оперативная память физически реализуются на интегральных схемах, нобыстродействие этих схем разное. Объемы указанных уровней памяти изменяются в обратнойпропорциональности по отношению к изменению их быстродействия.- уровень оперативной памяти физически эффективно используется при разделенииее на набор параллельно работающих блоков (“расслоение ” памяти).Эффективное использование оперативной памяти для информации нескольких задач,выполняемых в многозадачном (многопрограммном) режиме реализуется за счет отображенияна нее “виртуальных” памятей этих задач.

При этом при отсутствии места в оперативнойпамяти для такого отображения приходится использовать для размещения виртуальной памятизадач и “нижний” уровень иерархии памяти (магнитные диски).- уровень памяти на магнитных дисках может иметь несколько каналов(“направлений”) считывания/записи информации и по несколько устройств, подключаемых ккаждому из этих каналов.В ряде случаев вводится промежуточный уровень “массовой” памяти, располагаемыймежду оперативной памятью и памятью на магнитных дисках, для размещения в нем“активных” файлов, используемых в задачах, требующих большого числа передач данных изэтих файлов (и записи в них) и осуществляющих относительно небольшой объем их обработкипроцессором. Массовая память большого объема реализуется, естественно, на более89медленных интегральных схемах, чем оперативная память. Уровень массовой памяти помогаетсгладить дисбаланс между высоким быстродействием процессора и относительно небольшойскоростью работы магнитных дисков.

Естественно при этом стремиться к обеспечениюкогерентности массовой памяти и памяти на магнитных дисках.В связи с существенным увеличением объема памяти на магнитных дискахиспользование памяти на магнитных лентах резко сократилось. В некоторых вычислительныхцентрах осуществляется периодическое (например, один раз в сутки) сохранениеизменившихся файлов с магнитных дисков на “магнитные катушки”.Сверхоперативная памятьНаборы регистров, образующих такую память, бывают двух назначений:- программируемые в командах “прямоадресуемые” регистры (регистры “общегоназначения”), предназначенныедля размещения в них данных, часто используемыхпроцессором;- группы регистров, в которых автоматически (аппаратно) сохраняются частоиспользуемые данные (“кэш (cache) - памяти”).Использование одного типа регистров в процессоре не исключает использованиядругого типа регистров.Кэш-памятьВ кэш-памяти могут размещаться команды и обрабатываемые данные.

Информациярасполагается в кэш-памяти блоками одинаковой длины. Этими же блоками происходитперемещение данных между оперативной и кэш-памятью.В командах, выполняемых процессором, указываются лишь адреса данных пооперативной памяти. Преобразование этих адресов в адреса кэш-памяти происходитаппаратно (определяются номер блока кэш-памяти и место расположения в нем требуемыхданных). Основными аспектами организации кэш-памяти являются:- способ доступа к кэш-памяти при обращении к находящимся в ней данным изпроцессора и при перемещении данных в кэш-память из оперативной памяти;- способ выполнения записи данных в кэш-память из процессора.По способу доступа к кэш-памяти различаются следующие организации кэш-памяти:- полностью ассоциативная кэш-память;- кэш-память с “прямой” адресацией;- частично ассоциативная кэш-память.В случае полностью ассоциативной кэш-памяти требуемые данные могут располагатьсяв любом ее блоке.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее