- •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
7.7 Кластер ncsa nt Supercluster
У 2000 році в Національному центрі суперкомп'ютерних технологій (NCSA - National Center for Supercomputing Applications) на основі робочих станцій Hewlett-Packard Kayak XU РС workstation був зібраний ще один кластер, для якого як операційна система була вибрана ОС Microsoft Windows. Розробники назвали його NT Supercluster.
На момент введення в дію кластер з показником продуктивності на тесті LINPACK в 62 GFlops і піковою продуктивністю в 140 GFlops займав 207-й рядок списку Top 500.
Кластер побудований з 38 двопроцесорних серверів на базі Intel Pentium III Xeon 550 MHz, 1 Gb RAM, 7.5 Gb HDD, 100 Mbit Ethernet card. Зв'язок між вузлами здійснювався через мережу Myrinet.
Програмне забезпечення кластера:
- операційна система - Microsoft Windows NT 4.0;
- компілятори - Fortran77, C/C++;
- рівень передачі повідомлень заснований на HPVM.
В даний час в списку Top 500 самих високопродуктивних систем кластери складають більше 80% (417 позицій).
Контрольні запитання
1 Як в загальному можна охарактеризувати мультикомп’ютерні комп’ютерні системи?
2 З якою метою використовують мультикомп’ютерні комп’ютерні системи?
3 На яких рівнях організовується інформаційна взаємодія комп'ютерів в мультикомп’ютерній комп’ютерній системі?
4 З яких компонентів складається на структурному рівні комунікаційне середовище мережі в мультикомп’ютерній комп’ютерній системі?
5 Як в процесі розробки апаратури реалізується технічна сумісність елементів мультикомп’ютерної комп’ютерної системи?
6 Які є рівні мультиплексування?
7 Що позначають терміном “кластер”?
8 Яка топологія “малих” кластерів, що складаються з 2-4 вузлів?
Лекція № 8 Комп’ютерні системи з нетрадиційною архітектурою
8.1 Асоціативні кс
В основі асоціативних КС лежить асоціативний процесор. Асоціативні КС мають n процесорних елементів (ПЕ), як правило, послідовної порозрядної обробки для кожного з елементів пам'яті. Операції здійснюються одночасно всіма n ПЕ. Всі або частина елементарних послідовних ПЕ можуть синхронно виконувати операції над всіма комірками або над вибраною множиною слів асоціативної пам'яті. Приклад асоціативної КС - система STARAN, розроблена Goodyear Aerospace Corporation в 1972 році.
Асоціативний процесор (АП) - це асоціативна пам'ять, що допускає паралельний запис у всі комірки, для яких було зафіксовано збіг з асоціативною ознакою. Ця особливість АП, що носить назву мультизапису, є першою відмінністю асоціативного процесора від традиційної асоціативної пам'яті. Прочитування і запис інформації можуть проводитися по двох зрізах масиву, що запам'ятовує, - або це все розряди одного слова, або один і той же розряд всіх слів. При необхідності виділення окремих розрядів зрізу зайві позиції можна маскувати. Кожен розряд зрізу в АП забезпечений власним процесорним елементом, що дозволяє між прочитуванням інформації і її записом проводити необхідну обробку, тобто паралельно виконувати операції арифметичного складання, пошуку, а також емулювати багато рис матричних КС.