- •1. Информации, информатика,
- •1.1.3. Понятие количество информации
- •1.3.2. Представление символьный
- •Interchange — американский стандартный код информационного
- •1.3.3. Предстовление звуковых данных
- •1.4. Структуры данных
- •1.6.2. Элементы теории множеств
- •2.2. Базовая система элементов
- •2.6.1. Архитектуры с фиксированным набором
- •2.6.3. Архитектуры многопроцессорных
- •2.6.4. Классификация компьютеров по сферам
- •International Association) применяется в переносных компьютерах класса
- •2.7.5. Внешние устройства
- •2.8. Перспективы развития технических
- •3.2.2. Виды операционных систем
- •3.2.3. Бозовые понятия операционных систем
- •3.2.5. Управление памятью
- •3.2.6. Ввод-вывод
- •521 До 32 768 байт. Важное свойство блочного устройства состоит в
- •16 Записей в mtf зарезервированы самой ntfs. Местоположение
- •Version 7 (по номеру издания руководства программиста) стала
- •Ibm pc, оснащенный 16-разрядной однопользовательской
- •2000 Как на одном компьютере, так и в рамках Всемирной сети
- •4.2.3. Текстовый процессор Word
- •4.3.3. Работа с формулами, диаграммами,
- •4.18). В меню редактора входят команды файл, правка, вид,
- •5.3. Классификация видов моделирования
- •5.4. Математические модели
- •5.5.2. Примеры информаиионных моделей
- •5.6. Моделирование
- •5.7.1. Концептуальная модель umil
- •5.7.4. Инструментарий проектирования
- •1 Байт).
- •6.6.3. Системы программировании
- •1968—1971 Гг. Никлаусом Виртом в Высшей технической школе (етн)
- •Vba (Visual Basic for Application) является общей языковой
- •8. Решение задачи на компьютере и анализ результатов. Теперь
- •4 Кбайт.
- •100 Компьютеров с помощью кабеля длиной 1 км. Сеть Ethernet
- •7.9. Internet как иерархия сетей
- •7.9.4. Варианты доступа в интернет
- •7.9.7. Поиск в интернете
- •Раздел 204
2.6.3. Архитектуры многопроцессорных
вычислительных систем
Персональные компьютеры позволяют реализовать многие
компьютерные технологии, начиная от работы в Интернете, и кончая
построением анимационных трехмерных сцен. Однако существуют
задачи, объем вычислений которых превышает возможности
персонального компьютера. Для их решений применяются компьютеры с
гораздо более высоким быстродействием. Для получения
высокого быстродействия на существующей элементной базе
используются архитектуры, в которых процесс обработки
распараллеливается и выполняется одновременно на нескольких обрабатывающих
устройствах Существует три основных подхода к построению
архитектур таких компьютеров: многопроцессорные, магистральные и
матричные архитектуры.
Архитектура простых многопроцессорных систем выполняется
по схеме с общей шиной. Два или более процессоров и один или
несколько модулей памяти размещены на общей шине. Каждый про-
83
цессор, для обмена с памятью, проверяет, свободна ли шина, и, если
она свободна, он занимает ее. Если шина занята, процессор ждет,
пока она освободится. При увеличении числа процессоров
производительность системы будет ограничена пропускной способностью
шины. Чтобы решить эту проблему, каждый процессор снабжается
собственной локальной памятью (рис. 2.13), куда помещаются
тексты исполняемых программ и локальные переменные,
обрабатываемые данным процессором. Общее запоминающее устройство
используется для хранения общих переменных и общего системного
программного обеспечения. При такой организации нагрузка на
общую шину значительно снижается.
Локальное
запоминающее
устройство
Локальное
запоминающее
устройство
Процессор
Процессор
Периферийный
процессор
Контроллер
Внешние
устройства
Общее
запоминающее
устройство
Общая шина
Контроллер
Внешние
устройства
Рис. 2.13. Архитектура многопроцессорной
вычислительной системы с общей шиной
Один из процессоров выделяется для управления всей системой.
Он распределяет задания на исполнение программ между
процессорами и управляет работой общей шины.
Периферийный процессор осуществляет обслуживание внешних
устройств при вводе и выводе информации из общей памяти. Он
84
может быть того же типа, что и остальные процессоры, но обычно
устанавливается специализированный процессор, предназначенный
для выполнения операций управления внешними устройствами.
Магистральный принцип является самым распространенным при
построении высокопроизводительных вычислительных систем.
Процессор такой системы имеет несколько функциональных
обрабатывающих устройств, выполняющих арифметические и логические
операции, и быструю регистровую память для хранения обрабатываемых
данных. Данные, считанные из памяти, размещаются в регистрах и
из них загружаются в обрабатывающие устройства. Результаты
вычислений помещаются в регистры и используются как исходные
данные для дальнейших вычислений. Таким образом, получается
конвейер преобразования данных: регистры — обрабатывающие
устройства — регистры — ... . Архитектура магистрального
суперкомпьютера приведена на рис. 2.14. Число функциональных устройств
здесь равно шести («Сложение», «Умножение» и т.д.), однако в
реальных системах их количество может быть иным. Устройство пла-
Регистры
для хранения
обрабатываемых
данных
Сложение
Умножение
Деление
Логика
Индекс
Сдвиг
Общее
запоминающее
устройство
Периферийный
процессор
Внешние
устройства
Устройство
планирования
последовател ьности
выполнения команд
Контроллер
Внешние
устройства
Рис. 2.14. Архитектура магистрального суперкомпьютера
85
Контроллер
нирования последовательности выполнения команд распределяет
данные, хранящиеся в регистрах, на функциональные устройства и
производит запись результатов снова в регистры. Конечные
результаты вычислений записываются в общее запоминающее устройство.
В матричной вычислительной системе процессоры
объединяются в матрицу процессорных элементов. В качестве процессорных
элементов могут использоваться универсальные процессоры, имеющие
собственное устройство управления, или вычислители, содержащие
только АЛУ и выполняющие команды внешнего устройства
управления. Каждый процессорный элемент снабжен локальной памятью,
хранящей обрабатываемые процессором данные, но при
необходимости процессорный элемент может производить обмен со своими
соседями или с общим запоминающим устройством. В первом
случае, программы и данные нескольких задач или независимых частей
одной задачи загружаются в локальную память процессоров и
выполняются параллельно. Во втором варианте все процессорные
элементы одновременно выполняют одну и ту же команду, поступающую от
устройства обработки команд на все процессорные элементы, но над
разными данными, хранящимися в локальной памяти каждого
процессорного элемента. Вариант архитектуры с общим управлением
показан на рис. 2.15. Обмен данными с периферийными
устройствами выполняется через периферийный процессор, подключенный к
общему запоминающему устройству.