- •Івано-Франківський національний технічний
- •Університет нафти і газу
- •Комп’ютерні системи
- •Конспект лекцій
- •Лекція № 1
- •1.1 Архітектура комп’ютерних систем
- •1.2 Паралельна обробка інформації
- •Контрольні запитання
- •Лекція №2 Основи теорії комп’ютерних систем
- •2.1 Класифікація комп’ютерних систем
- •Рисинук 2.2 - Класи комп’ютерних систем
- •2.2 Паралельні алгоритми
- •2.3 Характеристика типових схем комунікації в багатопроцесорних комп’ютерних системах
- •2.4 Закон Амдала
- •Контрольні запитання
- •Лекція №3 Конвеєрні комп’ютерні системи
- •3.1 Обробка інформації векторним процесором
- •3.2 Процесор з паралельним алп
- •3.3 Структура векторного процесора
- •3.4 Векторно-конвеєрні комп’ютерні системи
- •Контрольні запитання
- •Лекція №4 Матричні комп’ютерні системи
- •4.1 Матричний процесор
- •4.2 Матрична комп’ютерна система
- •If a (умова a) then do в
- •4.3 Архітектура матричних комп’ютерних систем
- •4.4 Структура процесорного елементу
- •4.5 Підключення і відключення процесорних елементів.
- •Контрольні запитання
- •Лекція № 5 Комп’ютерні системи класу simd
- •Контрольні запитання
- •Лекція № 6 Мультипроцесорні комп’ютерні системи
- •6.1 Загальна характеристика мультипроцесорних комп’ютерних систем
- •6.2 Мультипроцесори типу numa
- •6.3 Мультипроцесори типу coma
- •6.4 Мультипроцесорна комп’ютерна система Sun Enterprise 10000:
- •Контрольні запитання
- •Лекція №7 Мультикомп’ютерні комп’ютерні системи
- •7.1 Загальна характеристика мультикомп’ютерних комп’ютерних систем
- •Мультикомп’ютерна кс
- •7.2 Рівні комплексування у кс
- •7.3 Кластери
- •7.4 Топологія кластерних пар
- •7.5 Кластер Beowulf
- •7.6 Кластер ac3 Velocity Cluster
- •7.7 Кластер ncsa nt Supercluster
- •Контрольні запитання
- •Лекція № 8 Комп’ютерні системи з нетрадиційною архітектурою
- •8.1 Асоціативні кс
- •8.2 Систолічні кс
- •8.3 Класифікація структур систол
- •8.4 Кс з наддовгими командами (vliw)
- •8.5 Комп’ютерні системи з явним паралелізмом команд
- •8.6 Кс з обробкою за принципом хвильового фронту
- •8.7 Кс на базі трансп'ютерів і з неоднорідним доступом до пам'яті
- •Контрольні запитання
- •Лекція № 9 Організація пам’яті у комп’ютерних системах
- •9.1 Запам’ятовувальні пристрої комп'ютера
- •9.2 Системи із загальною і розподіленою пам'яттю
- •9.3 Багаторівнева організація загальної пам'яті
- •9.4 Пам'ять з чергуванням адрес
- •9.5 Асоціативна пам'ять
- •Контрольні запитання
- •Лекція № 10 Системи введення-виведення
- •10.1 Мережева базова система введення-виведення netbios
- •10.2 Пристрої для зберігання bios
- •10.3 Виробники bios
- •10.4 Принцип роботи bios
- •Контрольні запитання
- •Лекція № 11 Інтерфейси
- •Контрольні запитання
Івано-Франківський національний технічний
Університет нафти і газу
Комп’ютерні системи
Конспект лекцій
ЗМІСТ
Вступ ….…………………………………………………..…
Лекція № 1 Комп’ютерні системи і паралельна обробка
інформації …….………………………………………………….
Лекція № 2 Основи теорії комп’ютерних систем...…...…
Лекція № 3 Конвеєрні комп’ютерні системи…………….
Лекція № 4 Матричні комп’ютерні системи ………………
Лекція № 5 Комп’ютерні системи класу SIMD ……………
Лекція № 6 Мультипроцесорні комп’ютерні системи ……
Лекція № 7 Мультикомп’ютерні комп’ютерні системи …
Лекція № 8 Комп’ютерні системи з нетрадиційною
архітектурою ……………………………………………...........
Лекція № 9 Організація пам’яті у комп’ютерних системах ..
Лекція № 10 Системи введення-виведення ………………….
Лекція № 11 Інтерфейси………………………………………
Перелік рекомендованих джерел …………….…………...
Вступ
Комп’ютерні системи з’явились в дугій половині ХХ століття і дуже скоро стали незамінним інструментом для обробки різноманітної інформації.
Першими завданнями комп’ютерних систем були обчислення направлені на вирішення великих науково-технічних завдань в атомній фізиці, авіабудуванню, кліматології і т.п. Рішення таких завдань і в даний час залишається головним стимулом для вдосконалення комп’ютерних систем. Разом з цим, сьогодні комп’ютерні системи використовуються практично у всіх сферах діяльності людини: освіті, медицині, економіці, промисловості, в побуті людей. Відносна простота процесу використання і зручне програмування персональних комп’ютерів зникають, коли необхідно перейти до вирішення великих та складних завдань.
Під час вивчення дисципліни “комп’ютерні системи” більша увага буде приділена великим та супервеликим комп’ютерам, їх особливостям.
Об’єднати комп’ютери вдалось не відразу. З моменту настання такої можливості, виникла ідея об’єднання великої кількості комп’ютерів в єдину систему з метою підвищення загальної продуктивності обчислювальної техніки. В одній з самих великих сучасних комп’ютерних систем ASCI White об’єднано 8192 процесора, що дозволило досягнути максимальну продуктивність 12 Тфлопс, оперативну пам’ять 4 Тбайт, дисковий масив 160 Тбайт. Проте, треба вміти ефективно використати такі комп’ютерні системи.
Паралелізм на різних рівнях характерний для всіх сучасних комп’ютерів від персональних до супервеликих: одночасно функціонує множина процесорів, передаються дані по комунікаційній мережі, працюють пристрої введення/виведення, здійснюються інші дії. Будь-який паралелізм направлений на підвищення ефективності роботи комп’ютера. Деякі види паралелізму реалізовані жорстко технічними засобами або обслуговуючими програмами і недоступні для впливу на них простого користувача. З допомогою жорсткої реалізації паралелізму в більшості випадків не вдається досягнути найбільшої ефективності обчислень. Тому багато видів паралелізму реалізуються в комп’ютерних системах гнучко, і користувачу надається можливість використовувати його на свій розсуд.
Головною причиною розвитку комп’ютерних систем з паралельним обчисленням є намагання підвищити ефективність процесів рішення великих і дуже великих завдань. Ефективність залежить від продуктивності комп’ютерів, розмірів та структури їх пам’яті, пропускної здатності каналів зв’язку, рівня розвитку мов програмування, компіляторів, операційних систем, числових методів і т.п.