Классификация вычислительных систем - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Классификация вычислительных систем, слайд №1

Классификация вычислительных систем, слайд №2

Классификация вычислительных систем, слайд №3

Классификация вычислительных систем, слайд №4

Классификация вычислительных систем, слайд №5

Классификация вычислительных систем, слайд №6

Классификация вычислительных систем, слайд №7

Классификация вычислительных систем, слайд №8

Классификация вычислительных систем, слайд №9

Классификация вычислительных систем, слайд №10

Классификация вычислительных систем, слайд №11

Классификация вычислительных систем, слайд №12

Классификация вычислительных систем, слайд №13

Классификация вычислительных систем, слайд №14

Классификация вычислительных систем, слайд №15

Классификация вычислительных систем, слайд №16

Классификация вычислительных систем, слайд №17

Классификация вычислительных систем, слайд №18

Классификация вычислительных систем, слайд №19

Классификация вычислительных систем, слайд №20

Классификация вычислительных систем, слайд №21

Классификация вычислительных систем, слайд №22

Классификация вычислительных систем, слайд №23

Классификация вычислительных систем, слайд №24

Классификация вычислительных систем, слайд №25

Классификация вычислительных систем, слайд №26

Классификация вычислительных систем, слайд №27

Классификация вычислительных систем, слайд №28

Классификация вычислительных систем, слайд №29

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Классификация вычислительных систем. Доклад-сообщение содержит 29 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

1. Введение в дисциплину Классификация вычислительных систем. Типовые схемы коммуникации в многопроцессорных вычислительных системах.

Слайд 2

Описание слайда:

Классификация ПВС по архитектуре Архитектура ВС - общая логическая организация ВС: определяющая процесс обработки данных, включающая архитектуру ЭВМ, структуру и характеристики программного обеспечения, принципы его взаимодействия с аппаратными средствами. Основа классификации – систематика Флинна: анализ взаимодействия потоков выполняемых команд и потоков обрабатываемых данных  вид параллелизма (ПВС)

Слайд 3

Описание слайда:

Основные типы ВС по Флинну (Michael J. Flynn, Таксономия Флинна - 1966 г.)

Слайд 4

Описание слайда:

Основные типы ВС по Флинну SISD (Single Instruction Single Data) – 1 поток команд, 1 поток данных. есть только один поток команд, все команды обрабатываются последовательно друг за другом, каждая команда инициирует одну операцию с одним потоком данных П. Стандартный компьютер фон Неймана.

Слайд 5

Описание слайда:

Основные типы ВС по Флинну SIMD (Single Instruction Multiple Data) – 1 поток команд, много потоков данных. один поток команд, включающий векторные команды, может выполняться одна операция сразу над многими данными - элементами вектора. П1. Компьютер с векторным процессором (операнды – массивы). П2. Специализированные многопроцессорные ВС (одна команда одновременно выполняется с разными данными) для обработки видео, изображений и аудио, для ускорения 3D- и 2D-графики и других мультимедийных задач.

Слайд 6

Описание слайда:

Основные типы ВС по Флинну MISD (Multiple Instruction Single Data) – много потоков команд, 1 поток данных. Отказоустойчивые компьютеры, ВС с систолическим массивом (systolic array) процессоров. MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) – много потоков команд, много потоков данных. Большинство многопроцессорных ПВС

Слайд 7

Описание слайда:

Разновидности ВС типа MIMD Дальнейшая классификация ВС – по способам организации оперативной памяти: Мультипроцессоры – ВС с общей, разделяемой между процессорами памятью. Мультикомпьютеры – ВС с распределенной памятью самостоятельных компьютеров, объединенных в сеть (MPP-системы, Massively Parallel Processing).

Слайд 8

Описание слайда:

Мультипроцессоры – способы построения общей памяти Единая общая память с равноправным (однородным) доступом (Uniform Memory Access, UMA). Используется в ВС на основе: симметричных мультипроцессоров (SMP-системы, Symmetric Multiprocessing) П. IBM eServer, векторных параллельных процессоров, в которых предусмотрены команды однотипной обработки векторов независимых данных (PVP-системы, Parallel Vector Processor)

Слайд 9

Описание слайда:

Архитектура систем UMA

Слайд 10

Описание слайда:

Cache memory – кэш-память, кэш: промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Cache memory – кэш-память, кэш: промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше быстрее, чем выборка исходных данных из оперативной памяти  Уменьшается время доступа к данным  Увеличивается общая производительность ВС. Кэширование применяется жесткими дисками, браузерами, Web-серверами, службами DNS и т.д.

Слайд 11

Описание слайда:

Проблемы UMA. Однозначность данных Доступ с разных процессоров к общим данным  Необходимо обеспечивать однозначность (когерентность) содержимого разных кэшей (cache coherence problem). Решение: уведомление всех процессорных узлов (и кэшей!) об изменении значения в общей памяти

Слайд 12

Описание слайда:

Копии значения переменной x – в разных кэшах  Возможно изменение х одним из процессоров.

Слайд 13

Описание слайда:

Проблемы UMA. Синхронизация Доступ с разных процессоров к общим данным  Необходимость синхронизации взаимодействия одновременно выполняемых потоков команд Методы синхронизации: Семафор Мьютекс (mutex, mutual exclusion, взаимоисключение) Критические секции События

Слайд 14

Описание слайда:

Синхронизация. Семафор Семафор – системный объект, с набором методов. В C/C++, C# можно работать с семафорами через стандартные классы. Семафор может обеспечить: запрет одновременного выполнения заданных процессов или потоков; ограничение на число параллельных потоков; поочерёдный доступ к ресурсам, для которых невозможен одновременный доступ.

Слайд 15

Описание слайда:

Синхронизация. Мьютекс Мьютекс – системный объект, с набором методов. В C/C++, C# можно работать с мьютексами через стандартные классы. Мьютекс может находиться в 2 состояниях: свободен; занят. Мьютекс может обеспечить поочередное выполнение 2 потоков, работающих с общим ресурсом. Мьютекс по работе = двоичному семафору

Слайд 16

Описание слайда:

Синхронизация. Критические секции Критическая секция - участок кода, который может одномоментно выполнять только один поток. В программах помечается: вход; выход. Критическая секция может обеспечить защищенное изменение глобальных переменных.

Слайд 17

Описание слайда:

Синхронизация. События Событие - объект, который может быть в состоянии нейтральном или сигнализирующем. Поток может ждать сигнала о событии для начала выполнения. Возможно взаимооповещение потоков (процессов) о событиях. Рисунки из статьи Игорь Орещенков

Слайд 18

Описание слайда:

Мультипроцессоры – способы построения общей памяти 2. Физически распределенная общая память с неравноправным (неоднородным) доступом (Non-Uniform Memory Access, NUMA). Принцип: Блок памяти ↔ процессор (быстрый доступ) «Чужие» блоки ↔ процессор (медленный доступ – до нескольких порядков) – ОСНОВНАЯ ПРОБЛЕМА!

Слайд 19

Описание слайда:

Архитектура систем NUMA

Слайд 20

Описание слайда:

NUMA системы Для данных используются только локальные кэши процессоров – нет общей памяти => нет проблемы когерентности (COMA-системы, Cache-Only Memory Architecture) Обеспечена когерентность локальных кэшей (аппаратно) (СС-NUMA-системы, Cache-Coherent) Не обеспечена когерентность локальных кэшей (NСС-NUMA-системы, Non-Cache-Coherent)

Слайд 21

Описание слайда:

Мультикомпьютеры МК – ВС с распределенной памятью самостоятельных компьютеров, объединенных в сеть МК – системы типа NORMA (No-Remote Memory Access – «нет доступа к удаленной памяти») Архитектура аналогична архитектуре МП с распределенной памятью. НО!: Каждый процессор может использовать только свою локальную память. Для доступа к «чужим» данных д.б. явно выполнены операции передачи сообщений (message passing operations) – 1- или 2-сторонний обмен данными

Слайд 22

Описание слайда:

Основные типы МК – многопроцессорных вычислительных систем Массивно (массово)-параллельные системы, MPP-системы (Massively Parallel Processing – массово-параллельная обработка) Система состоит из однородных узлов (до 103), включающих: один или несколько ЦП (обычно RISC), локальную память (прямой доступ к памяти других узлов невозможен!), коммуникационный процессор или сетевой адаптер жесткие диски и/или другие устройства I/O

Слайд 23

Описание слайда:

Основные типы МК – многопроцессорных вычислительных систем Кластер - набор рабочих станций (или даже ПК) общего назначения, используется в качестве дешевого варианта МРР-системы. Связь узлов - одна из стандартных сетевых технологий (Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet и др.) на базе шинной архитектуры или коммутатора.

Слайд 24

Описание слайда:

Классификация многопроцессорных ВС (подробно см.

Слайд 25

Описание слайда:

Коммуникация в МВС Коммуникация между процессорами обеспечивает: взаимодействие, синхронизацию, взаимоисключения выполняемых процессов  Коммуникационная «трудоемкость» алгоритма влияет на выбор способа решения задачи Коммуникация определяется топологией сети – схемой расположения и соединения сетевых устройств.

Слайд 26

Описание слайда:

Примеры топологий сетей в МВС

Слайд 27

Описание слайда:

Особенности топологий сетей передачи данных Тип - Преимущества - Реализация Полный граф – минимум затрат на передачу данных - - (кластер с соединением CPU через свитч с ограничением: только одна одномоментная операция приема-передачи данных для каждого процессора  взаимодействующие пары CPU не должны пересекаться). Линейка – идеально для конвейерных вычислений - + Кольцо - ? - + Звезда – для централизованных схем вычислений - + Решетка (2D, 3D) - + - +

Слайд 28

Описание слайда:

Характеристики топологий сети Диаметр – определяет время передачи данных через max расстояние между 2 CPU сети (расстояние равно величине кратчайшего пути). Связность – определяет наличие разных маршрутов передачи данных между CPU, min число дуг графа, которые надо удалить для получения 2 несвязных областей. Ширина бисекции – связность, но 2 области д.б. одинакового размера Стоимость – общее число линий передачи данных в МВС