Буланкин В.Б / ВСВП вопросы к экзамену 2013
.docСписок вопросов к экзамену
по дисциплине "Вычислительные системы высокой производительности"
(ВСВП) 2013г.
-
Характеристики и требования высокоскоростной обработки Понятия быстродействия и производительности вычислительной системы (ВС). Методы и средства их достижения.
-
Концептуальные принципы развития вычислительных систем высокой производительности. Их реализация в моделях вычислительных систем.
-
Концепция неограниченного параллелизма.
-
Принцип математического моделирования (ММ) в основе ВСВП. Последовательные, параллельные и комбинированные методы реализации ММ в ВСВП.
-
Методы параллельных вычислений. Математические эквивалентные преобразования Принципы выбора параллельных методов и разработки параллельных алгоритмов.
-
Формальные методы перехода от произвольной математической зависимости к дифференциальным уравнениям К. Шеннона.
-
Построение математических моделей и параллельных структур на основе дифференциальных уравнений К. Шеннона.
-
Построение математических моделей и параллельных структур на основе систем счисления остаточных классов.
-
Параллельные численные алгоритмы для решения типовых задач вычислительной математики. (Решение систем линейных уравнений. Параллельные методы решения дифференциальных уравнений. Умножение матрицы на вектор. Матричное умножение. Сортировка данных. Комбинаторные методы).
-
Принцип программного управления, классификация ВС по Флину, как основа организации параллельных процессов в ВС.
-
Концепция потоков и процессов в ВС (задания, задачи, процессы, потоки, … структурная схема их реализации в ВС).
-
Динамические характеристики работы и оценки ВС. Способы достижения динамических характеристик.
-
Взаимосвязь алгоритмов и структур в ВСВП. Конвейеризация и параллелизм, как средство организации эффективной работы исполнителей. Развитие архитектуры вычислительных систем.
-
Пути достижения динамических характеристик ВС на основе анализа математического выражения производительности. Выводы.
-
Уровни параллелизма в ВС (крупнозернистый, среднезернистый, мелкозернистый/ уровни распараллеливания: I, II). Параллелизм по управлению и по структурной организации.
-
Метрика параллелизма. Параметры метрики параллелизма. Закон Амдала. Выводы.
-
Метрика параллелизма. Параметры метрики параллелизма. Закон Густафсона-Барсиса. Выводы.
-
Многопроцессорные ВС. Основные способы реализации. Причины ограничения ВС по числу процессоров, способы их устранения.
-
Способы увеличения числа активных процессоров в ВС (расширение границы наступления насыщения) путем управления адресным пространством системы.
-
Параллелизм на уровне команд. Конвейерная и суперконвейерная обработка. Временные диаграммы работы. Сокращение потерь на выполнение команд в конвейере.
-
Параллелизм на уровне команд. Суперскалярная обработка. Суперскалярный процессор. Структура многоконвейерного и одноконвейерного суперскалярного процессора.
-
Параллелизм на уровне команд. Векторная обработка. Векторный процессор. Структура векторного процессора с векторным и с конвейерным АЛУ.
-
Параллелизм на уровне процессоров. Сети межсоединений (классификация, схемы, характеристики).
Вопросы подготовил В.Б.Буланкин
20.12.2013 г.