
- •Оглавление
- •1. Количественные характеристики, используемые при измерении параметров вычислительных систем. Номинальное и пиковое быстродействие. Быстродействие вычислителя по гибсону.
- •2. Понятие о современных вычислительных системах. Диаметр. Средний диаметр.
- •3. Наиболее популярные схемы вычислительных систем: «общая шина», «линейка», «кольцо», «тор», «решетка».
- •4. Структура вычислительных систем типа двумерный тор, n-мерный двоичный гиперкуб.
- •5. Реализация обмена информацией в структуре типа «обобщенный nd-куб» и «nd-тор»
- •6. Структура вычислительных систем типа циркулянта и типа л(n,n,g) - граф.
- •7. Структура вычислительных систем типа «бинарное дерево», «мультидерево глубины n и ширины k».
- •8. Характеристика коммутаторов вычислительных систем.
- •9. Архитектурные свойства вычислительной сети и описание процессов её функционирования.
- •10. Надежность и живучесть вычислительной системы.
- •11А. Схемы обмена информацией между ветвями параллельных алгоритмов.
- •12. Структурные характеристики вычислительных систем.
- •13. Пример решения задачи умножения матриц с помощью вычислительных систем.
- •14. Показатели эффективности параллельных алгоритмов. Коэффициент накладных расходов, коэффициент ускорения. Понятие о сложных задачах.
- •Коэффициент ускорения
- •Понятие о сложных задачах
- •15. Закон амдаля и коэффициент эффективности параллельной программы.
- •16А. Понятие о сложных задачах
- •17. Принципы перехода от последовательного алгоритма к параллельному. Алгоритм преобразования последовательного алгоритма в параллельный.
- •18. Представление алгоритмов взвешенными графами. Свёртка и развёртка вершин графа. Основные определения матриц следования информационного графа. Алгоритмы их получения.
- •19. Треугольная матрица следования. Теорема об условиях её получения.
- •20. Матрица следования для информационно-логического графа. Алгоритм построения транзитивных связей в этой матрице.
- •21. Обоснование транзитивных операций дизъюнкции и конъюнкции.
- •22. Алгоритм определения наличия контуров в информационной граф-схеме алгоритма.
- •23. Понятие о матрице логической несовместимости. Внешние и внутренние замыкания в информационно-логическом графе.
- •24. Алгоритм построения матрицы логической несовместимости операторов.
- •25. Понятие о матрице независимости в граф-схемах алгоритмов.
- •26. Взаимно независимые операторы. Определение взаимной независимости. Полные и максимально полные множества взаимно независимых операторов.
- •27. Алгоритм нахождения полных множеств взаимно независимых операторов.
- •28. Алгоритмы построения ранних и поздних сроков окончания выполнения операторов.
- •29. Определение функции плотности загрузки и минимальной загрузки для вычислительных систем.
- •30. Алгоритм определения минимальной загрузки в вычислительной системе на заданном интервале.
- •31. Лемма об оценке максимально необходимого числа процессоров для решения поставленной задачи.
- •32. Утверждение об оценке минимально необходимого числа процессоров для решения поставленной задачи.
- •33. Об оценке снизу времени выполнения задачи при заданном количестве процессоров.
- •34. Уточнение оценки снизу времени выполнения задачи на n процессорах.
- •35. Алгоритм определения оценки минимального числа процессоров, необходимых для выполнения алгоритма за время t.
- •36. Алгоритм определения оценки минимального времени t выполнения заданного алгоритма на вычислительной системе, содержащей n процессоров.
- •37. Алгоритм оценки минимально необходимого количества процессоров для задачи, представленной информационно-логическим графом.
- •38. Алгоритм оценки времени выполнения задачи, представленной данным вычислительных систем графом.
- •39. Архитектурные аспекты при создании операционной системы вычислительных сетей.
- •40. Опыт применения методики крупноблочного распараллеливания сложных задач.
- •41. Основы функционирования вычислительной системы типа «микрос-т».
- •42. Исследование информационных графов с векторными весами вершин для планирования параллельных вычислений.
- •43. Алгоритм нахождения операторов входящих только в одно множество взаимно независимых операторов.
- •46. Определение плотности загрузки для I-го типа процессора и алгоритм ей вычисления.
- •51. Коммуникационная среда на основе масштабируемого когерентного интерфейcа sci.
- •52. Коммуникационная среда на основе технологии myrinet.
- •53. Краткая характеристика коммуникационной среды qsnet II.
- •54. Алгоритм распределения нитей граф-схемы алгоритма по узлам вычислительной сети.
- •55. Представление алгоритмов взвешенными графами. Основные определения матрицы описания информационного графа. Алгоритмы ее получения.
- •56. Изображение схем параллельных алгоритмов с помощью информационных (иг) и информационно-логических (илг) графов.
- •Вычисление матриц следования, расширенных матриц следования и матриц следования с транзитивными связями.
Оглавление
1. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. НОМИНАЛЬНОЕ И ПИКОВОЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЕ. БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЯ ПО ГИБСОНУ. 3
2. ПОНЯТИЕ О СОВРЕМЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ. ДИАМЕТР. СРЕДНИЙ ДИАМЕТР. 4
3. НАИБОЛЕЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ: «ОБЩАЯ ШИНА», «ЛИНЕЙКА», «КОЛЬЦО», «ТОР», «РЕШЕТКА». 5
4. СТРУКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ТИПА ДВУМЕРНЫЙ ТОР, N-МЕРНЫЙ ДВОИЧНЫЙ ГИПЕРКУБ. 6
5. РЕАЛИЗАЦИЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ В СТРУКТУРЕ ТИПА «ОБОБЩЕННЫЙ ND-КУБ» И «ND-ТОР» 6
6. СТРУКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ТИПА ЦИРКУЛЯНТА И ТИПА Л(N,N,G) - ГРАФ. 7
7. СТРУКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ТИПА «БИНАРНОЕ ДЕРЕВО», «МУЛЬТИДЕРЕВО ГЛУБИНЫ N И ШИРИНЫ K». 8
8. ХАРАКТЕРИСТИКА КОММУТАТОРОВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. 10
9. АРХИТЕКТУРНЫЕ СВОЙСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ И ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЕЁ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ. 11
10. НАДЕЖНОСТЬ И ЖИВУЧЕСТЬ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ. 13
11а. СХЕМЫ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ ВЕТВЯМИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ. 14
12. СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. 15
13. ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ УМНОЖЕНИЯ МАТРИЦ С ПОМОЩЬЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. 16
14. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ. КОЭФФИЦИЕНТ НАКЛАДНЫХ РАСХОДОВ, КОЭФФИЦИЕНТ УСКОРЕНИЯ. ПОНЯТИЕ О СЛОЖНЫХ ЗАДАЧАХ. 17
15. ЗАКОН АМДАЛЯ И КОЭФФИЦИЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ. 18
16а. ПОНЯТИЕ О СЛОЖНЫХ ЗАДАЧАХ 18
17. ПРИНЦИПЫ ПЕРЕХОДА ОТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АЛГОРИТМА К ПАРАЛЛЕЛЬНОМУ. АЛГОРИТМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АЛГОРИТМА В ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ. 20
18. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ВЗВЕШЕННЫМИ ГРАФАМИ. СВЁРТКА И РАЗВЁРТКА ВЕРШИН ГРАФА. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТРИЦ СЛЕДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ГРАФА. АЛГОРИТМЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ. 22
19. ТРЕУГОЛЬНАЯ МАТРИЦА СЛЕДОВАНИЯ. ТЕОРЕМА ОБ УСЛОВИЯХ ЕЁ ПОЛУЧЕНИЯ. 24
20. МАТРИЦА СЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКОГО ГРАФА. АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНЗИТИВНЫХ СВЯЗЕЙ В ЭТОЙ МАТРИЦЕ. 25
21. ОБОСНОВАНИЕ ТРАНЗИТИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ ДИЗЪЮНКЦИИ И КОНЪЮНКЦИИ. 26
22. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ КОНТУРОВ В ИНФОРМАЦИОННОЙ ГРАФ-СХЕМЕ АЛГОРИТМА. 27
23. ПОНЯТИЕ О МАТРИЦЕ ЛОГИЧЕСКОЙ НЕСОВМЕСТИМОСТИ. ВНЕШНИЕ И ВНУТРЕННИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКОМ ГРАФЕ. 28
24. АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ МАТРИЦЫ ЛОГИЧЕСКОЙ НЕСОВМЕСТИМОСТИ ОПЕРАТОРОВ. 29
25. ПОНЯТИЕ О МАТРИЦЕ НЕЗАВИСИМОСТИ В ГРАФ-СХЕМАХ АЛГОРИТМОВ. 30
26. ВЗАИМНО НЕЗАВИСИМЫЕ ОПЕРАТОРЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМНОЙ НЕЗАВИСИМОСТИ. ПОЛНЫЕ И МАКСИМАЛЬНО ПОЛНЫЕ МНОЖЕСТВА ВЗАИМНО НЕЗАВИСИМЫХ ОПЕРАТОРОВ. 31
27. АЛГОРИТМ НАХОЖДЕНИЯ ПОЛНЫХ МНОЖЕСТВ ВЗАИМНО НЕЗАВИСИМЫХ ОПЕРАТОРОВ. 31
28. АЛГОРИТМЫ ПОСТРОЕНИЯ РАННИХ И ПОЗДНИХ СРОКОВ ОКОНЧАНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ. 32
29. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ ЗАГРУЗКИ И МИНИМАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ ДЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. 33
30. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ НА ЗАДАННОМ ИНТЕРВАЛЕ. 34
31. ЛЕММА ОБ ОЦЕНКЕ МАКСИМАЛЬНО НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ПРОЦЕССОРОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ. 34
32. УТВЕРЖДЕНИЕ ОБ ОЦЕНКЕ МИНИМАЛЬНО НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ПРОЦЕССОРОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ. 35
33. ОБ ОЦЕНКЕ СНИЗУ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧИ ПРИ ЗАДАННОМ КОЛИЧЕСТВЕ ПРОЦЕССОРОВ. 35
34. УТОЧНЕНИЕ ОЦЕНКИ СНИЗУ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧИ НА N ПРОЦЕССОРАХ. 35
35. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНКИ МИНИМАЛЬНОГО ЧИСЛА ПРОЦЕССОРОВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ АЛГОРИТМА ЗА ВРЕМЯ T. 35
36. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНКИ МИНИМАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ T ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАННОГО АЛГОРИТМА НА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ N ПРОЦЕССОРОВ. 36
37. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ МИНИМАЛЬНО НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ПРОЦЕССОРОВ ДЛЯ ЗАДАЧИ, ПРЕДСТАВЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИМ ГРАФОМ. 37
38. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧИ, ПРЕДСТАВЛЕННОЙ ДАННЫМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ГРАФОМ. 38
39. АРХИТЕКТУРНЫЕ АСПЕКТЫ ПРИ СОЗДАНИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ. 38
40. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ КРУПНОБЛОЧНОГО РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ СЛОЖНЫХ ЗАДАЧ. 39
41. ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТИПА «МИКРОС-Т». 40
42. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ГРАФОВ С ВЕКТОРНЫМИ ВЕСАМИ ВЕРШИН ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ. 41
43. АЛГОРИТМ НАХОЖДЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ ВХОДЯЩИХ ТОЛЬКО В ОДНО МНОЖЕСТВО ВЗАИМНО НЕЗАВИСИМЫХ ОПЕРАТОРОВ. 41
46. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЗАГРУЗКИ ДЛЯ I-ГО ТИПА ПРОЦЕССОРА И АЛГОРИТМ ЕЙ ВЫЧИСЛЕНИЯ. 41
47. УТВЕРЖДЕНИЕ ОБ ОЦЕНКЕ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ АЛГОРИТМА НА НАБОРЕ ПРОЦЕССОРОВ {NI} I=1..M ИЛИ О ДОСТАТОЧНОСТИ НАБОРА ПРОЦЕССОРОВ {NI} I=1..M ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ АЛГОРИТМА ЗА ВРЕМЯ T. 43
48. УТВЕРЖДЕНИЕ ОБ УТОЧНЕНИИ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ АЛГОРИТМА НА НАБОРЕ ПРОЦЕССОРОВ {NI} I=1..M. 43
49. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ МИНИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА ПРОЦЕССОРОВ {NI} I=1..M , НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАННОГО АЛГОРИТМА ЗА ВРЕМЯ T. 44
50. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ МИНИМАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ АЛГОРИТМА НА НАБОРЕ ПРОЦЕССОРОВ {NI} I=1..M. 45
51. КОММУНИКАЦИОННАЯ СРЕДА НА ОСНОВЕ МАСШТАБИРУЕМОГО КОГЕРЕНТНОГО ИНТЕРФЕЙCА SCI. 47
52. КОММУНИКАЦИОННАЯ СРЕДА НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ MYRINET. 48
53. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОММУНИКАЦИОННОЙ СРЕДЫ QSNET II. 48
54. АЛГОРИТМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НИТЕЙ ГРАФ-СХЕМЫ АЛГОРИТМА ПО УЗЛАМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ. 49
55. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ВЗВЕШЕННЫМИ ГРАФАМИ. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТРИЦЫ ОПИСАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ГРАФА. АЛГОРИТМЫ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ. 52
56. ИЗОБРАЖЕНИЕ СХЕМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ С ПОМОЩЬЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ (ИГ) И ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИХ (ИЛГ) ГРАФОВ. 52