П. А. Соловьева н. Л. Михайлов архитектура вычислительных систем учебное пособие - korshu.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Учебное пособие Ташкент-2004 Составители преподаватели кафедры «Сетевые... 24 2725.46kb.
Учебное пособие по английскому языку часть I для I курса 26 1715.53kb.
Учебное пособие для студентов старших курсов и слушателей магистратуры... 24 3429.73kb.
А. М. Корягин от августа 2013 г 2 369.75kb.
Л. В. Котова, Н. В. Плотникова деловой английский язык для медиков... 1 148.52kb.
Учебное пособие / Под ред. В. И. Орла и С. Н. Агаджановой. Спб. 1 114.93kb.
Science учебное пособие по развитию навыков устной речи и чтения... 13 853.83kb.
Учебное пособие Волгоград 2008 (075. 8) 5 1645.07kb.
Учебное пособие предназначено: для использования в ходе подготовки... 18 1976.13kb.
- 1 170kb.
Учебное пособие для студентов высших учебных заведений 6 1974.88kb.
Учебно-методический комплекс дисциплины телефонное консультирование... 6 616.16kb.
Инструкция по работе с сервисом «sms-платеж» 1 218.94kb.

П. А. Соловьева н. Л. Михайлов архитектура вычислительных систем учебное пособие - страница №1/12



Федеральное АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РЫБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВИАЦИОННАЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

имени П.А. СОЛОВЬЕВА

Н. Л. Михайлов


АРХИТЕКТУРА
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ

Учебное пособие

РЫБИНСК

2008


УДК 681.32

Михайлов Н.Л. Архитектура вычислительных систем: Учебное пособие. – Рыбинск, РГАТА, 2008. – 87 с.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государственным стандартом высшего профессионального образования по специальности 230103 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем.

В учебном пособии освещены теоретические и практические вопросы современных архитектур вычислительных систем, позволяющих эффективнее и производительнее реализовывать информационные процессы обработки и накопления данных.

Пособие рассчитано в первую очередь на студентов, изучающих проектирование архитектуры аппаратно-программных комплексов и их компонентов.

Ил. 26 Табл. 3 Библиогр. 8

Рецензенты :
кафедры информатики Ярославского филиала Московского государственного университета экономики, статистики и информатики (МЭСИ);

к.ф.-м.н., доцент Д.Л. Загорин


 Н.Л. Михайлов, 2008

 Рыбинская государственная

авиационная технологическая

академия имени П.А. Соловьева, 2008



ВВЕДЕНИЕ
Под вычислительной системой (ВС) принято понимать совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для подготовки и решения задач пользователей. Отличительной особенностью ВС по отношению к ЭВМ является наличие в них нескольких вычислителей, реализующих параллельную обработку. Создание ВС преследует следующие основные цели: повышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных, повышение надежности и достоверности вычислений, предоставление пользователям дополнительных сервисных услуг и т.д.

В настоящее время сфера применения многопроцессорных вычислительных систем (МВС) непрерывно расширяется, охватывая все новые области в самых различных отраслях науки, бизнеса и производства. Если традиционно МВС применялись в основном в научной сфере для решения вычислительных задач, требующих мощных вычислительных ресурсов, то сейчас из–за бурного развития бизнеса резко возросло количество компаний, отводящих главную роль использованию компьютерных технологий и электронного документооборота. В связи с этим непрерывно растет потребность в построении централизованных вычислительных систем для критически важных приложений, связанных с обработкой транзакций, управлением базами данных и обслуживанием телекоммуникаций. Наряду с расширением области применения, по мере совершенствования МВС происходит усложнение и увеличение количества задач в областях, традиционно использующих высокопроизводительную вычислительную технику.

Наиболее перспективным и динамичным направлением увеличения скорости решения прикладных задач является широкое внедрение идей параллелизма в работу вычислительных систем. К настоящему времени спроектированы и опробованы сотни различных компьютеров, использующих в своей архитектуре тот или иной вид параллельной обработки данных. В научной литературе и технической документации можно найти более десятка различных названий, характеризующих лишь общие принципы функционирования параллельных машин: векторно–конвейерные, массивно–параллельные, компьютеры с широким командным словом, систолические массивы, гиперкубы, спецпроцессоры и мультипроцессоры, иерархические и кластерные компьютеры, dataflow, матричные ЭВМ и многие другие. Если же к подобным названиям для полноты описания добавить еще и данные о таких важных параметрах, как, например, организация памяти, топология связи между процессорами, синхронность работы отдельных устройств или способ исполнения арифметических операций, то число различных архитектур станет и вовсе необозримым.

Понятие архитектуры высокопроизводительной системы является достаточно широким, поскольку под архитектурой можно понимать и способ параллельной обработки данных, используемый в системе, и организацию памяти, и топологию связи между процессорами, и способ исполнения системой арифметических операций. Архитектура ВС – совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально–логическую и структурную организацию системы. Понятие архитектуры охватывает общие принципы построения и функционирования, наиболее существенные для пользователей, которых больше интересуют возможности систем, а не детали их технического исполнения.



1. Классификации архитектур вычислительных систем

Классификация архитектур вычислительных систем должна помогать разобраться с тем, что представляет собой каждая архитектура, как они взаимосвязаны между собой, что необходимо учитывать для написания действительно эффективных программ или же на какой класс архитектур следует ориентироваться для решения требуемого класса задач. Одновременно удачная классификация могла бы подсказать возможные пути совершенствования компьютеров и в этом смысле она должна быть достаточно содержательной.

Основной вопрос классификации – что заложить в её основу, может решаться по–разному, в зависимости от того, для кого данная классификация создается и на решение какой задачи направлена. В научной литературе рассматривается несколько видов классификации архитектур вычислительных систем:


  • классификация Флинна, в основу которой положена единственность или множественность потоков данных и команд;

  • классификация Фенга, учитывающая две простые численные характеристики параллелизма (пословный и поразрядный параллелизм);

  • классификация Хокни, конкретизирующая класс систем с множественным потоком команд и множественным потоком данных;

  • классификация Шнайдера, позволяющая конкретизировать класс систем с одиночным потоком команд и множественным потоком данных;

  • классификация Дункана.




следующая страница >>