Универсальные системы с фиксированной структурой
Многопроцессорные серверы из серийных компонентов
Системы этого класса строятся из тех же микропроцессоров, на базе которых выпускаются ПК и рабочие станции. Этот подход разрешает проблему преодоления разрыва в быстродействии между обращением в память и обработкой за счет распределения памяти по процессорам, что позволяет одновременно всем процессорам работать с памятью. Универсальные вычислительные системы представлены сегодня двумя ветвями. Первая, наиболее массовая, состоит из многопроцессорных серверов. Все ведущие производители выпускают многопроцессорные серверы с разделяемой памятью, стремясь предоставить пользователям программное окружение, доступное в среде традиционных однопроцессорных компьютеров.
Вторая ветвь представлена параллельными суперкомпьютерами с большим количеством процессоров (MPP — massive parallel processing). Основным режимом их работы является исполнение трудоемких вычислений на базе распределенной памяти.
В первой ветви акцент делается на развитии параллельного программного обеспечения, во второй на разработке архитектур для получения наивысшей производительности. Само их существование определяется ограничением на количество процессоров в серверах, обусловленным пределами масштабируемости системных и прикладных программ.
Универсальные вычислительные системы можно подразделить на две группы: фирменные и собираемые пользователями из стандартных компонентов. В фирменных системах, как правило, используются специально разработанные коммутаторы и аппаратно-программные средства обеспечения отказоустойчивости и высокой готовности (резервирование, «горячая» замена). Системы, собираемые пользователями из серийных компонентов, используют в качестве вычислительных узлов коммерчески доступные рабочие станции или серверы. Коммуникационная подсистема строится из коммерчески доступных компонентов. Системное программное обеспечение может быть как свободно распространяемым, так и фирменным, но коммерчески доступным как самостоятельный продукт или в составе используемого сервера.
Для образования MPP-систем могут быть использованы интерфейсы микропроцессора, предназначенные для доступа к внекристальной памяти или внешним устройствам (шина PCI).
При построении параллельных систем с разделяемой памятью с архитектурами ccNUMA и COMA [7] используется интерфейс памяти. В этом случае по отношению к внутрикристальной кэш-памяти любого микропроцессора системы вся остальная память рассматривается как единая общая память, обмен с которой выполняется механизмом замещения кэш-строк в рамках реализации протокола когерентности. Архитектура систем с разделяемой памятью трактует память как единое адресное пространство, работа с ячейками которого выполняется командами чтения и записи. Построение таких систем предполагает использование серийных микросхем и изготовление достаточно сложных адаптеров, подключаемых к шине памяти процессора и поддерживающих протокол когерентности кэша.
При использовании для объединения микропроцессоров интерфейса внешних устройств, что характерно для вычислительных систем, создаваемых пользователями, возможно построение систем как с распределенной памятью с архитектурой на базе обмена сообщениями, так и с разделяемой памятью на основе технологии рефлексивной памяти, например, технологии memory channel [7]. Архитектура на базе обмена сообщениями использует отдельные наборы команд чтения и записи для работы с локальной памятью и специальные команды типа send, receive для управления адаптерами каналов ввода-вывода. Стандартизированные требования, предъявляемые шиной к адаптерам, позволяют строить системы из «крупных» блоков — системных плат рабочих станций и ПК, а также сетевых плат (Myrinet — www.myri.com, Quadrics —www.quadrics.com, Dolphin SCI —www.dolphinics.com, Fast Ethernet и др.) и коммутаторов коммуникационных сред. Для таких систем остро стоит проблема эффективности параллельных вычислений, так как они заведомо имеют ограничение пропускной способности обменов, обусловленные шиной PCI.
- Курс лекций «Вычислительные машины, системы и сети»
- Часть 1. Вычислительные машины. 3
- Часть 2. Вычислительные системы. 202
- 1.3 Материнская плата
- 1.4 Процессор
- 1.5 Устройства хранения данных
- Лекция 2. Эволюция микрокомпьютеров.
- 1.1.Основные направления эволюции микрокомпьютеров.
- Лекция 3. Машинная организация процессора 80286
- 1.1. Введение.
- 2.2. Структура памяти.
- 2.3. Сегментация памяти.
- 2.4. Структура ввода-вывода.
- 2.5. Регистры.
- Лекция 4. Операнды и режимы адресации операндов.
- Лекция 5. Общая организация памяти.
- Лекция 6. Прерывание микропроцессора в эвм.
- Организация обработки прерываний в эвм
- Цепочечная однотактная система определения приоритета запроса прерывания
- Обработка прерываний в персональной эвм
- Лекция 7. Последовательный интерфейс rs–232c.
- Общие сведения о интерфейсе rs–232c
- Виды сигналов
- Тестовое оборудование для интерфейса rs–232c
- Лекция 8. Последовательный интерфейс сом-порт.
- Использование сом-портов
- Функции bios для сом-портов
- Сом-порт и РпР
- Лекция 9. Программируемый связной интерфейс.
- Лекция 10. Передача данных между эвм с помощью модемов. Типы и характеристики модемов.Набор ат-команд.
- Ат-команды
- Лекция 11. Программируемый периферийный интерфейс.
- Лекция 12. Параллельный интерфейс:lpt-порт. Понюхов е. В.
- Интерфейс Centronics
- Сигналы интерфейса Centronics
- Традиционный lpt-порт
- Функции bios для lpt-порта
- Расширения параллельного порта
- Физический и электрический интерфейс
- Режимы передачи данных
- Полубайтный режим ввода — Nibble Mode
- Конфигурирование lpt-портов
- Использование параллельных портов
- Неисправности и тестирование параллельных портов
- Лекция 13. Программируемые таймеры и счетчики событий.
- Лекция 14. Универсальная последовательная шина usb.
- 2.Шина usb.Общая характеристика.
- Структура usb
- 3.Физический интерфейс
- Протокол
- Устройства usb - функции и хабы
- Хост-контроллер
- Лекция 15. Протокол работы usb-шины.
- Описание протоколов используемых при передаче данных Структура usb пакета
- Поля usb пакета
- Типы usb пакетов
- Приоритеты передач по usb-шине
- Источники информации
- Лекция 16. Интерфейс ieee-1394 (FireWire).
- Технические характеристики
- Топология шины
- Пример топологии ieee-1394
- Совместимость
- Кабели и разъемы
- Список литературы
- Лекция 17. Организация прямого доступа к памяти.
- Лекция 18. Устройства ввода эвм. Клавиатура. Введение
- 1. Основные части клавиатуры
- 1.1. Клавиши пишущей машинки (алфавитно-цифровая клавиатура)
- Режимы ввода символов
- Названия специальных знаков
- 1.2. Служебные клавиши
- Индикаторы режимов
- Клавиши управления курсором
- 1.3. Функциональные клавиши
- 1.4. Малая цифровая клавиатура
- 2. Принципы работы клавиатуры
- Лекция 19. Интерфейс эвм с видеотерминалом. Видеоадаптер. Режимы изображений: текстовый и графический режимы. Видеопамять. Анимация изображений. Интерфейс эвм с видеотерминалом.
- Видеоадаптер.
- Лекция 20. Накопитель магнитных дисков: гибкий и жесткий. Структура дисков: дорожки, сектора, блоки. Обмен информации между эвм и магнитными дисками.
- Лекция 21. Сканер. Считывание изображения. Типы обрабатываемых изображений. Качество изображения.
- Лекция 22. Назначение и функции операционной системы.
- Часть 2. Вычислительные системы. Лекция 23. Классификация систем параллельной обработки данных.
- Сеть с топологией кольцо
- Литература
- Лекция 24. Классификация мультипроцессорных систем по способу организации основной памяти.
- Лекция 25. Обзор архитектур многопроцессорных вычислительных систем.
- Лекция 26. Направление развития в высокопроизводительных вычислительных системах.
- Универсальные системы с фиксированной структурой
- Направления развития микропроцессоров
- Системы с фиксированной структурой из серийных микропроцессоров
- Специализированные системы с фиксированной структурой
- Специализированные системы с программируемой структурой
- Технологическая база развития современных архитектур
- Архитектуры многопотоковых процессоров
- Кластер Green Destiny
- Программируемый микропроцессор
- Однородные вычислительные среды
- Литература
- Однокристальный ассоциативный процессор сам2000
- Литература
- Однокристальный векторно-конвейерный процессор sx-6
- Литература
- Лекция 27. Принципы построения телекоммуникационных вычислительных систем.
- 2.Компоненты телекоммуникационной системы
- 3. Типы телекоммуникационных сетей.
- 4. Топологии вычислительной сети.
- 5. Модем
- Часть 3. Вычислительные сети. Лекция 28. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.
- Лекция 29. Локальные вычислительные сети.
- 10Base-2 или тонкий Ethenet
- 10Base-5 или толстый Ethenet
- 2.2.2. Компоненты сети
- 2.2.3. Проводная сеть в умном доме(LexCom Home)
- Лекция 30. Беспроводные сети на основе службы gprs.
- Чем привлекательна эта технология?
- Передача данных: gprs и gsm
- Что дает абоненту технология gprs?
- Принципы построения системы gprs
- Терминальное оборудование gprs
- Скорости передачи в системе gprs
- Перспективы развития услуг на базе gprs
- Перспективы пакетной передачи данных
- Gprs модемы существуют в нескольких исполнениях:
- Лекция 31. Беспроводные сети Radio-Ethernet.
- Заключение
- Лекция 32. Беспроводные локальные сети на основе Wi-Fi - технологии. Введение.
- Архитектура, компоненты сети и стандарты
- Организация сети
- Физический уровень ieee 802.11
- Канальный уровень ieee 802.11
- Типы и разновидности соединений
- 2. Инфраструктурное соединение.
- 4. Клиентская точка.
- 5. Соединение мост.
- Список использованной литературы: