Архитектуры с командным словом сверхбольшой длины.

VLIW-архитектура

•Идея RISC-процессора. VLIW-архитектуру называют пост RISC-архитектурой. Главная новинка – связки команд и пучки команд.

Команда 0 Команда 1 Команда 2 Шаблон

Связка команд

Применение предикатов

1.Предикатный подход исходит из предпосылки, что возросшие мощности микропроцессоров позволяют запускать параллельно команды из разных ветвей условного ветвления вместо того, чтобы ожидать формирования истинных признаков для выбора правильного направления или полагаться на блок предсказания переходов, рискуя прийти к необходимости перезагрузки достаточно длинных конвейеров в случае неудачного предсказания. При этом каждая команда снабжается специальным полем условия (предикатом). По мере определения истинных признаков ветвления те команды, предикаты которых указывали, что они выбраны из другой ветви, снимаются с обработки в конвейере. Результаты команд не записываются в приемник до определения правильности направления перехода.

Предикатное исполнение команд

Отметим основные достоинства этого подхода:

1.Упрощается архитектура процессора. Вместо логики распараллеливания на EPIC-процессоре можно разместить больше регист ров, функциональных устройств и т. п.

2.Процессор не тратит время на анализ потока команд.

3.Возможности процессора по анализу программы во время выполнения ограничены сравнительно небольшим участком программы, тогда как компилятор способен произвести анализ всей программы.

4.Если некоторая программа должна запускаться многократно (а именно так и бывает в подавляющем большинстве случаев), выгоднее распараллелить ее один раз при компиляции, а не тратить на это время каждый раз, когда она исполняется на процессоре.

Однако архитектуре EPIC присущ и ряд недостатков:

1.Компилятор производит статический анализ программы, раз и навсегда планируя вычисления. Однако даже при небольших изменениях исходных данных путь выполнения программы существенно изменяется.

2.Значительно усложняются компиляторы, следовательно, увеличиваются время компиляции программы и число ошибок в самих компиляторах. Если первый фактор, учитывая высокое быстродействие современных компьютеров, не очень существенен, то на второй следует обратить определенное внимание. Исследования показывают, что к моменту поставки даже ответственного программного обеспечения в нем содержится примерно 1 ошибка на 10 000 строк исходного кода. Следовательно, программа из 500 тыс. строк будет содержать около 50 ошибок, как бы хорошо ни работали тестировщики. И эти ошибки могут проявиться самым неожиданным образом.

3.Производительность микропроцессора во многом определяется качеством компилятора. Правда, здесь необходимо четко определить, что понимается под производительностью, ведь количество операций, выполняемых микропроцессором в единицу времени, от компилятора не зависит. Но это тема будет особо рассмотрена далее.

4.Увеличивается сложность отладки, так как отлаживается не исходная программа, а оптимизированный параллельный код. Программисту тяжело определить место и причину появления ошибки, так как в процессе трансляции исходной программы ее отдельные команды будут переставлены компилятором для обеспечения оптимальности работы микропроцессора.

Crusoe

•Crusoe— семейство x86-совместимых микропроцессоров, созданных компанией Transmeta в конце 1990-x годов. Процессор был продемонстрирован публике в январе 2000 года, реальное производство началось позже в том же году.

•Для исполнения команд х86 используется программная эмуляция в виде виртуальной машины — технология, названная морфингом программного кода. Сам процессор построен по VLIW-архитектуре и исполняет всегда единственную программу, написанную в его нативных кодах: транслятор команд х86, который переводит эти команды в VLIW-инструкции.

•Теоретически процессор может быть переориентирован на эмуляцию любой другой архитектуры, но такое развитие маловероятно, так как аппаратура, очевидно, была оптимизирована для обработки именно х86.

•Программная трансляция позволяет гибко изменять внутреннее устройство процессора, не нарушая его совместимости с целевой платформой. Например, Efficeon, следующее поколение семейства, имеет 256-разрядную организацию взамен 128-разрядной у оригинального Crusoe.

•Программная эмуляция берет на себя многие функции, традиционно реализуемые аппаратно, например, суперскалярное (внеочередное) выполнение команд, благодаря чему аппаратная часть становится компактнее из-за меньшего количества транзисторов, а значит, потребляет меньше энергии и производит меньше тепла, чем у аналогичных процессоров.

Сети

1.Типы и топология сетей.

2.Локальные, региональные сети (характеристика).

3.Интранет (назначение).

4.Глобальные сети – Интернет (назначение и характеристика).

5.Серверы и хосты в Интернете.

6.Системы передачи данных и их характеристики.

7.Варианты адресации компьютеров в сети.

8.Модель взаимодействия открытых систем.

9.Повторители, мосты, маршрутизаторы, шлюзы.

10.Что такое сетевая технология.

Этапы развития операционных систем

•Какие события в развитии технической базы вычислительных машин стали вехами в истории операционных систем?

•2. В чем состояло принципиальное отличие первых мониторов пакетной обработки от уже существовавших к этому времени системных обрабатывающих программ — трансляторов, загрузчиков, компоновщиков, библиотек процедур?

•3. Может ли компьютер работать без операционной системы?

•4. Как эволюционировало отношение к концепции мультипрограммирования на протяжении всей истории ОС?

•5. Какое влияние на развитие ОС оказал Интернет?

•6. Чем объясняется особое место ОС UNIX в истории операционных систем?

•7. Опишите историю сетевых ОС.

•8. В чем состоят современные тенденции развития ОС?

Суперкомпьютеры

Супер-ЭВМ обладают производительностью, достигающей 1011 оп./с и выше. Такие ВС могут не только удовлетворительно решать сложнейшие научно-технические задачи, требующие огромного объема вычислений, но и обеспечивать работу более чем с 10 000 отдельных рабочих станций, для чего им требуются в качестве координатора системы ввода-вывода специальные ЭВМ. Однако, не взирая на их вычислительные возможности, супер-ЭВМ — пока все еще слишком дорогое удовольствие для коммерческого использования. Типичными областями применения супер-ЭВМ являются научные исследования, прогнозирование погоды, проектирование авиационной и космической техники, ядерные исследования, сейсмический анализ и другие области требующие быстрой обработки очень большого количества данных