Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Она поддерживает возможность работы несколькихмашин на одном шлейфе SCSI (multi-hosted SCSI), 4-кратноезеркалирование и 128-кратное расщепление дисковых накопителей. Наплатформе поддерживаются многие продукты компаний Oracle, Informixи Sybase.Компьютеры CHALLENGE DM/L/XL ориентированы в первуюочередь на коммерческие применения, а POWER CHALLENGE L/XL —на работу с плавающей запятой. Системы CHALLENGE DM относятся ксреднему классу.POWER CHALLENGE относится к классу симметричныхмультипроцессорных ЭВМ (SMP-системы), базирующейся на поколениисуперскалярных процессоров MIPS R8000 фирмы Silicon Graphics.Отличительными особенностями этих систем являются:— масштабируемость суперкомпьютинга;— использование большой динамической памяти (адресация у POWERCHALLENGE до 16 Гбайт — в два раза выше, чем у CrayT90/C90/J90);— 64-х разрядная архитектура (в отличие от машин фирм IBM, HP, Sunи Thinking Machines) как у машин Cray и Convex;— бинарная совместимость со всем семейством компьютеров SGI,включая рабочие станции Indy.228Суперкомпьютерные центры РоссииВ список включенывычислительные центры (ВЦ) РФ,работающиевнаучно-техническойобластииимеющиесуперкомпьютерные ресурсы.РейтингВЦрассчитываетсякаксуммарейтингов,инсталлированных на этом ВЦ суперкомпьютерных систем.
Рейтингкаждого суперкомпьютера рассчитывается как произведение числа еепроцессоров на производительность процессора на тестах LinPack при N(размерности системы линейных уравнений), равном 100. ПК,однопроцессорные рабочие станции и серверы, а также вычислительныесистемы, имеющие пиковую производительность не выше 200 MFLOPSили рейтинг не выше 62 MFLOPS (производительность Intel Pentium Proс тактовой частотой 200 МГц), не учитываются.КОМПЬЮТЕРЫОП,RPEAK,Рейтинг,Мбайт MFLOPSMFLOPSГидрометеоцентр РФ (Москва)SGI/Cray Y-MP, 8 CPU204826648×161=1288Институт высокопроизводительных систем и баз данных (С.-Петербург)HP/Convex SPP 1000 SCPU19208×65=520Parsytec CC, 16 CPU (Power PC 512427216×28=448604/133 Мгц)HP/Convex C3820, 2 CPU10244802×44=88HP/Convex C3440, 4 CPU5128004×19=76Суммарная производительностьИнститут физики высоких энергий (Протвино)DEC/Alpha Server 8200 5/300, 6 102436006×140=840CPUИнститут органической химии РАН (Москва)SGI/Power Challenge L (90 MHz), 51221606×128=7586 CPUВНИИ неорганических материалов (Москва)SGI/Power Challenge L (90 Mhz), 1287202×126=2522 CPUНИКИ энергетической техники (Москва)SGI/Power Challenge L (90 Mhz), 1287202×126=2522 CPUИнститут прикладной математики РАН (Москва)HP/Convex SPP 1000/CD 4 CPU5128004×48=192Институт математического моделирования РАН (Москва)Parsytec CC 12 CPU (PPC 96240016×12=192601/100 Mhz)229Вопросы1.
Охарактеризуйте одиночный поток команд - одиночный потокданных (ОКОД),2. Одиночный поток команд - множественный поток данных (ОКМД)3. Множественный поток команд - одиночный поток данных (МКОД)4. Множественный поток команд - множественный поток данных(МКМД)5. Чем многомашинные ВС отличаются от многопроцессорных?6. Приведите характеристику каждого из 4 классов архитектуры ВСсогласно классификации по режиму выполнения?7. Чем отличаются многомашинные ВС от многопроцессорных ВС.8.
На какие классы подразделяются многопроцессорные параллельныеВС.9. Что такое кластеры и какими преимуществами они обладают.10. Что такое вычислительные системы и каковы их разновидности?11. Назовите основные классы и подклассы вычислительных машин идайте их сравнительную характеристику.12. Дайте общую характеристику и определите область использованиясуперЭВМ и мейнфреймов.13.
Когда и на основании чего фон Нейман предложил новые принципысоздания компьютеров?14. Объясните сущность принципов, предложенных фон Нейманом.15. Какие функции возложены на ЦУ?2303. Периферийные устройства: накопители массивов информации(ВЗУ)Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) можно разделить наследующие классы:— по типу доступас произвольным доступом (диски, флэш-карты)с последовательным доступом (ленты)— по используемой технологии записи / считывания информациис магнитными носителями (HDD, FDD)с оптическими носителями (CD, DVD)с магнитооптическими носителями (Fujitsu DynaMO)использующие флэш-память— по типу носителяс постоянным носителем (жесткие диски)со сменными носителями (гибкие диски, картриджи стримеров),сменные пакеты жестких дисков.Внешняя памятьТип накопителяЕмкостьносителяНГМД5,25"1,2МбНГМД 3,5"1,44 МбСкорость об- ОпасныеОриенти- Ориентироменавоздействия ровочная вочная стоистоимость мость носинакопите- теля в у.е.ля в у.е.НизкаяМагнитные100,3поля, нагреваниеНизкаяНЖМДдо 80Гбот З до 8 Мб/сCD-ROM640 –700МбУдарыДО 3,6 Мб/с Загрязнение231100501Следует отметить, что применительно, например, к ПЭВМ определение "периферийное — внешнее" устройство не означает, что этоустройство «физически» находится вне корпуса ПК.
Имеется в виду устройство, внешнее по отношению к системной плате, процессору и памяти. Соединение указанных частей ПК с каким-либо блоком или устройством из "внешнего мира" производится посредством шины. В любомслучае в общем виде выводимыми из ПК данными, а также всеми данными, поступающими в ПК извне, управляет процессор. Поступающие вПК данные опять таки процессором направляются или в память, или намонитор, или же на дисковый накопитель.
Обмен данными при этомидет через так называемый порт. Порты могут быть встроенными (когдаустройство подключено непосредственно к системной плате) или находиться в контроллере (тогда устройство подключается к шине). Такимобразом, дисковые накопители взаимодействуют с ПК через порты (илиплаты контроллеров).Накопители на магнитных носителях, файлы, циклы обработкиНакопители данного типа являются основной средой храненияинформации в ЭВМ и разделяются на магнитные ленты (НМЛ) и магнитные диски (НМД).Долгое время основным устройством хранения данных в компьютерах были перфоносители (карты и ленты).
В 1949 компания IBM приступила к разработке нового устройства хранения данных. Именно это истало точкой отсчета в истории развития устройств магнитного хранения данных. 21 мая 1952 года IBM анонсировала модуль ленточного накопителя IBM 726 для вычислительной машины IBM 701.
Четыре годаспустя, 13 сентября 1956 года IBM объявила о создании первой дисковой системы хранения данных — 305 RAMAC (Random Access Methodof Accounting and Control). Эта система могла хранить 5 млн. символов(5 Мбайт) на 50 дисках диаметром 24 дюйма (около 61 см). В отличие отленточных устройств хранения данных, в системе RAMAC запись осуществлялась с помощью головки в произвольное место поверхностидиска.
Такой способ заметно повысил производительность компьютера,поскольку данные записывались и извлекались намного быстрее, чемпри использовании ленточных устройств.232Магнитная головка записывает данные на магнитную поверхность,размещая на ней зоны смены знака. При записи каждого бита (или битов) данных в специальных областях на диске располагаются последовательности зон смены знака.
Эти области называются битовыми ячейками. Таким образом, битовая ячейка — это специальная область на диске,в которой головка размещает зоны смены знака. Геометрические размеры такой ячейки зависят от тактовой частоты сигнала записи и скорости,с которой перемещаются относительно друг друга головка и поверхность диска.Ячейка перехода — это область на диске, в которую можно записать только одну зону смены знака. При записи отдельных битов данныхили их групп в ячейках формируется характерный “узор” из зон сменызнака, зависящий от способа кодирования информации. Это связано стем, что в процессе переноса данных на магнитный носитель каждыйбит (или группа битов) с помощью специального кодирующего устройства преобразуется в серию электрических сигналов, не являющихсяточной копией исходной последовательности импульсов.Основной критерий оценки накопителей на магнитных носителях— поверхностная плотность записи.
Она определяется как произведение линейной плотности записи вдоль дорожки, выражаемой в битах надюйм (Bits Per Inch — BPI), и количества дорожек на дюйм (Tracks PerInch — TPI). В результате поверхностная плотность записи выражается вМбит/дюйм2 или Гбит/дюйм2. На основании этого значения можно сделать вывод об эффективности того или иного способа записи данных.233Поверхностная плотность записи постоянно увеличивается. Послепоявления первого устройства магнитного хранения данных (IBMRAMAC) году рост поверхностной плотности записи достигал 25% вгод, а с начала 1990-х — 60%.
Разработка и внедрение магниторезистивных (1991 год) и гигантских магниторезистивных (1997 год) головокеще больше ускорили увеличение поверхностной плотности записи. За45 лет, прошедших с момента появления первых устройств магнитногохранения данных, поверхностная плотность записи выросла более чем впять миллионов раз.В современных накопителях размером 3,5 дюйма величина этогопараметра составляет 10–20 Гбит/дюйм2, а в экспериментальных моделях достигает 40 Гбит/дюйм2. Это позволяет выпускать накопители емкостью более 400 Гбайт.Появлявшиеся в различное время магнитные барабаны и магнитные карты особого распространения не получили. В различные временные периоды НМД и НМЛ по очереди доминировали в качестве основ234ного вида накопителя. В настоящее время устоялось следующее представление: НМД используются для оперативного (во время решения задач) хранения информации, НМЛ - для резервного (архивного) хранения (стримеры).В состав внешних запоминающих устройств ЭВМ входят накопители на магнитных лентах (НМЛ), магнитных дисках (НМД), кассетныхмагнитных лентах (НКМЛ), дискетах или гибких магнитных дисках(НГМД) и т.
д. Наибольшее распространение получили разработанныеранее других накопители на магнитных лентах и магнитных дисках.Файл (набор данных на внешнем носителе) рассматривается каксовокупность записей, одинаковой структуры (обычно, хотя и необязательно - фиксированной длины), каждая из которых представляет собойнабор (агрегат) разнородных данных (в языках программирования PL/1, Pascal, Cи за подобными объектами так и закрепилось названиеструктура - structure).Понятие файла появляется впервые в операционной системеOS/360 фирмы IBM, причем в ранних версиях системы "настоящим файлом" считался только перфокарточный массив (file=картотека), данныена МД и МЛ обозначались как DS (Data Set - набор данных). В последующих ОС (RSX, UNIX, MS DOS) файлами становятся именованныеорганизованные наборы данных на любых носителях и устройствах, засохранность и обновляемость которых (а также передачу в прикладныепрограммы /из прикладных программ) и несет ответственность ОСЭВМ.235АппаратураВходнойфайлКонтроллерстваустрой-Драйвер устройстваОСВходной буферВходная записьПриложенияПрикладнаяграммапро-ОСПрограммыВыходная записьВыходной буферДрайвер устройстваАппаратураКонтроллерстваустрой-ВыходнойфайлРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
