ТЕОРИЯ (5.ВПОС, Корочкін)
Визначення високопродуктивної обчислювальної системи.
Система, заснована на паралельній організації, яку можна представити як сукупність вузлів та системи взаємодії вузлів. Вузли системи використовуються для обробки та зберігання інформації, система взаємодії – для передачі даних між вузлами системи. Система взаємодії вузлів є центральною ланкою взаємодії системи, оскільки значною мірою визначає її можливості при реалізації передачі даних між вузлами системи. Ідеальною з погляду організації взаємодії вузлів є повно зв’язні комп’ютерні системи, в яких система зв’язків реалізує можливість прямої взаємодії двох будь-яких вузлів системи без використання проміжних вузлів, тобто передачу даних за один крок. Залежно від реалізації вузлів і системи зв’язків розрізняють дві основні структури ВПОС: ВПОС з загальною пам’яттю та ВПОС з локальною пам’яттю.
Високопродуктивні обчислювальні системи з загальною (розділеною) пам’яттю.
ВПОС зі спільною пам’яттю(на рис.). Як вузли в ній використовується процесори, як система взаємодії вузлів – спільна пам'ять(ОП). Взаємодія процесорів у таких системах виконується за допомогою спільної пам’яті. Процеси, що виконуються в кожному процесорі, можуть обмінюватися даними і синхронізуватися за допомогою спільних змінних. Така модель взаємодії процесорів отримала назву моделі, що базується на спільних змінних. Система зі спільною пам’яттю є повно зв’язною, оскільки спільна пам'ять забезпечує безпосередній зв'язок всіх процесорів.
Високопродуктивні обчислювальні системи з локальною (розподіленою) пам’яттю.
ВПОС з локальною пам’яттю(на рис.). У вузлі системи розміщується процесор і локальна пам'ять, для взаємодії вузлів використовуються зв’язки (лінки), що зв’язують вузли. Процесори можуть обмінюватися даними і синхронізуватися за допомогою передачі (прийому) даних між вузлами системи. Така модель взаємодії процесорів отримала назву моделі, що базується на посиланні повідомлень.
Система висуває високі вимоги до пропускної здатності системи зв’язків, оскільки вона повинна забезпечити швидке передавання даних від одного процесора до іншого. Реалізацію повної зв’язності процесорів у системах з локальною пам’яттю можна забезпечити для невеликої кількості процесорів. Якщо процесорів багато, їх пов’язують за допомогою різноманітних топологій: решітка, лінійка, кільце та ін. Кожна структура характеризується визначеними топологічними параметрами:
Кількість процесорів;
Діаметр системи (відстань між двома найбільш віддаленими процесорами);
Кількість зв’язків між процесорами;
Ступінь вузла (кількість зв’язків цього вузла).
Види організації пам’яті в високопродуктивні обчислювальні системи.
ВПОС з локальною пам’яттю
ВПОС зі спільною пам’яттю
Види організації зв’язків в високопродуктивні обчислювальні системи.
Повно зв’язні (ВПОС зі спільною пам’яттю)
Зв’язні через проміжні вузли (ВПОС з локальною пам’яттю)