Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов.

Многомашинные и многопроцессорные ВС.

Типовые вычислительные структуры.

(Слайд 1)

1. Определение и классификация вычислительных систем

1.1. Классификация ВС по назначению

1.2. Классификация ВС по типу построения

1.3. Классификация ВС по типу ЭВМ или процессоров

1.4. Классификация ВС по степени территориальной разобщенности вычислительных модулей

1.5. Классификация ВС по методам управления элементами ВС

1.6. Прочие классификационные признаки ВС

2. Архитектура вычислительных систем

3. Типовые структуры вычислительных систем

3.1. Однопроцессорные структуры ВС

3.2. Многопроцессорные структуры ВС – пример построения

3.3. Сервера-лезвия

1. Определение и классификация вычислительных систем

Вычислительные машины с середины ХХ века прошли путь, отмеченный частыми сменами поколений ком­пьютеров и характеризующийся рядом закономерностей:

• доминирование классической структуры ЭВМ (структура фон Неймана), основанной на методах последовательных вычислений;

• основное направление совершенствования ЭВМ - рост производительности (быстродействия) и интеллекту­альности вычислительных средств;

• совершенствование ЭВМ – комплекс решений по всем уровням построения и функционирования ЭВМ;

• исчерпание возможностей методов последовательных вычислений - переход к параллельным вычислениям на базе построения многопроцессорных систем и сетей, объединяющих большое количество отдельных процессоров и (или) компьютеров.

Под вычислительной системой (ВС) понимается совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, пе­риферийного оборудования и программного обеспечения, предназна­ченная для сбора, хранения, обработки и распределения информации (По Пятибратову) (Слайд 2).

Отличительной особенностью ВС по отношению к ЭВМ является на­личие в них нескольких вычислителей, реализующих параллельную обработку. Создание ВС преследует следующие основные цели:

• по­вышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных,

• повышение надежности и достоверности вычис­лений,

• предоставление пользователям дополнительных сервисных ус­луг и т.д.

Основные принципы построения ВС:

• возможность работы в разных режимах;

• модульность структуры технических и программных средств, что позволяет совершенствовать и модернизировать вычислительные си­стемы без коренных их переделок;

• унификация и стандартизация технических и программных ре­шений;

• иерархия в организации управления процессами;

• способность систем к адаптации, самонастройке и самоорга­низации;

• обеспечение необходимым сервисом пользователей при выпол­нении вычислений.

Структура ВС - это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В качестве элементов ВС выступают отдельные ЭВМ и процессоры. В ВС, относящихся к классу больших систем, можно отдельно рассматривать структуры технических, программных средств, структуры управления и т.д.

1.1. Классификация вс по назначению

ВС делятся на (Слайд 3) универ­сальные, предназначенные для решения самых различных задач, и специализированные, предназначенные для решения узкого класса задач.

Специализация ВС может устанавливаться различными средствами:

1. сама структура системы (количество параллельно работающих элементов, связи между ними и т.д.) может быть ориен­тирована на определенные виды обработки информации: матричные вычисления, решение алгебраических, дифференциальных и интеграль­ных уравнений и т.п.

2. специализация ВС может закладываться включени­ем в их состав специального оборудования и специальных пакетов обслуживания техники.