
- •Многоуровневая компьютерная организация Общая классификация систем обработки данных
- •Многоуровневая компьютерная организация
- •Историческое развитие архитектуры эвм
- •Периферийные процессоры и шины
- •Многопрограммный режим работы
- •Введение в процессор нескольких специальных алу
- •Архитектура «Эльбрус»
- •Широкий спектр компьютеров
- •Архитектура процессоров Микропрограммный способ выполнения команд
- •Порядок функционирования устройства
- •Cisc и risc архитектуры
- •Cisc-процессора.
- •Risc-процессора
- •Сравнение архитектур
- •Скалярные и векторные процессоры
- •Конвейеры
- •Конфликты
- •Динамическое исполнение команд
- •Спекулятивное исполнение
- •Предикация
- •Опережающее чтение
- •Буфер прогнозирования условных переходов
- •Многоконвейерная архитектура
- •Суперскалярная архитектура
- •Vliw процессоры
- •Epic архитектура
- •Архитектура x86, x86-64, ia-32 и ia-64
- •Основы многопоточной архитектуры
- •Сравнение параллельной и конвейерной организации вычислительных систем
- •Многоядерные или многопроцессорные системы
- •Кластерная архитектура
- •Организация оперативной памяти Основные характеристики систем памяти
- •Основная память
- •Динамическая память
- •Асинхронная память
- •Синхронный режим
- •Динамические озу для видеоадаптеров
- •Многопортовые озу
- •Управление вводом/выводом. Файловая система Внешние запоминающие устройства.
- •Повышение отказоустойчивости
- •Код Хэмминга (дополнительно)
- •Биты паритета (дополнительно)
- •Шины и системы ввода/вывода
- •Подключение памяти и систем ввода/вывода к цп через отдельные шины
- •Совместно используемые линии данных и адреса
- •Подключение системы ввода/вывода к шине на общих правах с цп и памятью
Широкий спектр компьютеров
Как известно, для каждой задачи необходимо применять нужный инструмент. На данный момент, существует широкий спектр типов компьютеров, различающихся по цене, размерам и производительности. Персональные компьютеры, знакомые большинству людей, являются далеко не единственным типом вычислительных машин.
Персональные компьютеры (ПК). Различают стационарные и портативные (ноутбуки). Для персональных компьютеров обязательно наличие монитора и ряда других периферийных устройств. В блоке ПК находятся материнская (системная) плата, процессор, различная память (ОЗУ, жесткий диск), устройства ввода-вывода, интерфейсы периферийных устройств и др. ПК хорошо расширяемы. К ним легко подключаются различные дополнительные устройства. На персональные компьютеры можно устанавливать широкий спектр различного программного обеспечения.
Игровой компьютер или приставка. По сравнению с персональными вычислительными машинами у игровых компьютеров увеличены мультимедийные возможности (звук, видео, интерактивность), но существуют ограничения на объем программного обеспечения, а также возможность дальнейшего расширения (подключения новых устройств). У игровых компьютеров не предполагается наличие монитора.
PDA, носимые устройства. Похожи на персональные компьютеры, но меньше их по размеру, представляют собой высокомобильные ПК с уменьшенным функционалом или производительностью. В эту же категорию относятся смартфоны.
Микроконтроллеры. Микроконтроллеры устанавливаются на различные бытовые и технические устройства (сотовые телефоны, стиральные машины, принтеры, телевизоры, автомобили и др.). Они предоставляют человеку возможность управления устройством. Микроконтроллер, не смотря на свои размеры, является полноценным вычислительным устройством, т.к. имеет память, процессор и средства ввода-вывода. Программа для микроконтроллера обычно устанавливается его производителем, при этом отсутствует возможность ее изменения в дальнейшем.
Серверы. Серверы отличаются от ПК лишь своей мощностью (серверы мощнее) и необязательностью присутствия монитора и др. периферийных устройств. Используются в сетях. У серверов обычно увеличены объемы памяти (ОЗУ и жесткий диск) и установлены высокоскоростные сетевые интерфейсы. Сервера предназначены для работы с многими клиентами, при этом большая часть вычислений производится на компьютерах-клиентах.
Мейнфреймы. Мейнфреймы представляют собой большие компьютеры, производящие централизованную обработку данных больших объемов. Пользователи получают доступ через и/или ПК, в основном предназначенные для ввода и вывода информации. Количество подключаемых терминалов обычно составляет несколько сотен.
Суперкомпьютеры. Суперкомпьютеры – это очень мощные вычислительные комплексы, которые зародились в 60-х годах. Используются для решения задач, которые требуют сложных вычислений больших объемов (например, изучение космоса, составление прогноза погоды).
Самые мощные суперкомпьютеры России (на апрель 2014):
-
Размещение
Количество ядер
Аппаратная часть
Linpack, TFlop/s
Пиковая, TFlop/s
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
82468
4160 2xXeon5570
777 2xXeonE5630
640 2xXeon5670
288 2xXeonE5630
260 2xXeon5570
40 2xXeon5670
30 2xPowerXCell8i
4 4xXeonE7650
901,90
1 700,21
ФГБУН Межведомственный суперкомпьютерный центр Российская академия наук
28704
208 2xXeonE5-2690
375,70
523,83
Южно-Уральский государственный университет
28032
384 2xXeon5680
288,20
473,64
Нижний Новгород
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
29840
100 2xXeonE5-2660 50 2xXeonE5-2660 10 2xXeonE5-2660
282,60
521,00
Самые мощные суперкомпьютеры мира (на ноябрь 2013)
-
Размещение
Аппаратная часть
Количество ядер
Linpack, TFlop/s
Пиковая, TFlop/s)
National Super Computer Center in Guangzhou China
Tianhe-2 (MilkyWay-2) - TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692 12C 2.200GHz, TH Express-2, Intel Xeon Phi 31S1P NUDT
3,120,000
33,862.7
54,902.4
DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory United States
Titan - Cray XK7 , Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20x Cray Inc.
560,640
17,590.0
27,112.5
DOE/NNSA/LLNL United States
Sequoia - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom IBM
1,572,864
17,173.2
20,132.7
RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) Japan
K computer, SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, Tofu interconnect Fujitsu
705,024
10,510.0
11,280.4
DOE/SC/Argonne National Laboratory United States
Mira - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60GHz, Custom IBM
786,432
8,586.6
10,066.3