
- •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
7.5 Кластер Beowulf
Першим в світі кластером, є кластер, створений під керівництвом Томаса Стерлінга і Дона Бекера в науково-космічному центрі NASA, - Goddard Space Flight Center - літом 1994 року. Кластер названий на честь героя скандинавської саги, що володів, за переказами, силою тридцяти чоловік. Кластер складався з 16 комп'ютерів на базі процесорів 486DX4 з тактовою частотою 100 MHz. Кожен вузол мав 16 Mb оперативної пам'яті. Зв'язок вузлів забезпечувався трьома мережевими адаптерами, що паралельно працювали на швидкості 10 Mbit/s. Кластер функціонував під управлінням операційної системи Linux, використовував GNU-компілятор і підтримував паралельні програми на основі MPI. Процесори вузлів кластера були дуже швидкими в порівнянні з пропускною спроможністю звичайної мережі Ethernet, тому для балансування системи Дон Бекер переписав драйвери Ethernet під Linux для створення дубльованих каналів і розподілу мережевого трафіку.
В даний час під кластером типа Beowulf розуміється система, яка складається з одного серверного вузла і одного або більше клієнтських вузлів, сполучених за допомогою Ethernet або деякої іншої мережі. Це система, побудована з готових промислових компонентів, що серійно випускаються, на яких може працювати ОС Linux, стандартних адаптерів Ethernet і комутаторів. Вона не містить специфічних апаратних компонентів і легко відтворна. Серверний вузол управляє всім кластером і є файл-сервером для клієнтських вузлів. Він також є консоллю кластера і шлюзом в зовнішню мережу. Великі системи Beowulf можуть мати більш за один серверний вузол, а також, можливо, спеціалізовані вузли, наприклад консолі або станції моніторингу. В більшості випадків клієнтські вузли в Beowulf пасивні. Вони конфігуруються і управляються серверними вузлами і виконують тільки те, що наказано серверним вузлом.
7.6 Кластер ac3 Velocity Cluster
Кластер AC3 Velocity Cluster, встановлений в Корнельськом університеті (США) став результатом спільної діяльності університету і консорціуму AC3 (Advanced Cluster Computing Consortium), утвореного компаніями Dell, Intel, Microsoft, Giganet і ще 15 виробниками ПЗ з метою інтеграції різних технологій для створення кластерної архітектури для учбових і державних установ.
Склад кластера:
- 64 чотирипроцесорних сервера Dell PowerEdge 6350 на базі Intel Pentium III Xeon 500 MHz, 4 GB RAM, 54 GB HDD, 100 Mbit Ethernet card;
- 1 восьмипроцесорний сервер Dell PowerEdge 6350 на базі Intel Pentium III Xeon 550 MHz, 8 GB RAM, 36 GB HDD, 100 Mbit Ethernet card.
Чотирипроцесорні сервери змонтовані по вісім штук на стійку і працюють під управлінням ОС Microsoft Windows NT 4.0 Server Enterprise Edition. Між серверами встановлено з'єднання на швидкості 100 Мбайт/c через Cluster Switch компанії Giganet.
Завдання в кластері управляються за допомогою Cluster ConNTroller, створеного в Корнельськом університеті. Пікова продуктивність AC3 Velocity складає 122 GFlops при вартості в 4 - 5 разів менше, ніж у суперкомп'ютерів з аналогічними показниками.
На момент введення в лдію (літо 2000 року) кластер з показником продуктивності на тесті LINPACK в 47 GFlops займав 381-й рядок списку Top 500.