1. Количественные характеристики, используемые при измерении параметров вычислительных систем. Номинальное и пиковое быстродействие. Быстродействие вычислителя по гибсону.

Наименование параметра	Единицы измерения и соотношения между ними	Примечания
Тактовая частота.	1МГц=106 Гц 1ГГц=103МГц=109Гц	Определение быстродействия вычислителя.
Быстродействие над целыми числами.	1 MIPS (Million Instructions Per Second)=106 оп/сек. 1GIPS=109 оп/сек.	Номинальное быстродействие процессора (быстродействие по Гибсону)
Быстродействие над числами с плавающей точкой.	1 FLOPS(Floating point Operations Per Second) 1MFLOPS=106 FLOPS; 1GFLOPS=109 FLOPS; 1TFLOPS=1012 FLOPS; 1PFLOPS=1015 FLOPS;	Быстродействие, получено на специальных тестовых наборах.
Емкость памяти	1Kbit=210 bit; 1Kbyte=210 byte; 1Mbit=220 bit;1Mbyte=220 byte; 1Gbit=230 bit; 1Gbyte=230 byte; 1Tbit=240 bit; 1Tbyte=240 byte; 1Pbit=250 bit; 1Pbyte=250 byte;	Верхняя оценка параметров современных ВС: 100 FLOPS (быстродействие) 1000 Gbyte (память) 1000 мбод (пропускная способность)

Различают следующие разновидности характеристик быстродействия:

1. Номинальное (максимальное, пиковое) быстродействие:

Здесь n - число процессоров или АЛУ; k - число различных команд в списке команд ЭВМ; γ_i - удельный вес команд i-го типа в программе, t_i - время выполнения команды типа i. Если t_i задавать в тактах, то выражение будет определять архитектурную скорость, измеряемую числом команд, выполняемых за один такт. Этот параметр особенно важен для суперскалярных процессоров. Веса команд определяют путем сбора статистики по частотам команд в реальных программах. Известны смеси команд Гибсона, Флинна и ряд других.

Для микропроцессоров с сокращенной системой команд, в которых большинство команд выполняется за один такт, вычисление V_н упрощается: V_н = n/t = n/f, где f - частота синхронизации микропроцессора, а n - число одновременно выполняемых команд (для суперскалярных микропроцессоров).

Очевидно, что номинальное быстродействие определяет только свойства оборудования, причем, в предположении, что оно полностью загружено в каждом такте, что, конечно, далеко от действительности.

2. Реальное быстродействие ЭВМ V_p определяется с учетом всех факторов, сопутствующих выполнению пользовательских программ. Наилучшим способом определения Vp было бы выполнение реальных пользовательских задач и измерение времени их выполнения, тогда можно было бы считать, что:

где k - число выполненных задач; z_i - число выполненных в i-й задаче команд; T_k - время решения k задач. Реальное быстродействие обычно в 5-10 раз меньше номинального.

2. Понятие о современных вычислительных системах. Диаметр. Средний диаметр.

*Вычислитель – элементарный процессор, стоящий в узле ВС. Структуру ВС будем представлять в виде неориентированного графа, где вершины – вычислители, а ребра – связи между ними.

Система, представленная совокупностью описаний W=<K, A>, где

K – описание конструкции ВС,

А – описание алгоритма работы коллектива вычислителей,

называется вычислительной, если:

1. Описание К составляет множество значений {M, S}, где М – множество вычислителей (M={m_i}, i=0, …, N-1), а S – тип связей между вычислителями.

В конструкцию K закладываются следующие принципы:

• Параллелизм при обработке информации, т.е. организация вычислений одновременно на множестве вычислителей М и обеспечение, в случае необходимости, обмена данными через сеть.

• Адаптация конфигурации сети S к решаемой задаче.