Классификация параллельных и распределенных систем

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Классификация параллельных и распределенных систем

Содержание

2. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р классификации параллельных и распределенных систем По типу модели вычислений
3. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Классификация систем По типу модели программирования С общей памятью
4. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Parallel Random Access Machine (PRAM) Все процессоры могут одновременно
5. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Message passing Каждый процессор может передать/принять данные другому/от другого
6. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Классификация Флинна (1966) Может соответствовать как физической так и
7. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Один поток команд, один поток данных (SISD) Обычная последовательная
8. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Один поток команд несколько потоков данных SIMD Декомпозиция данных
9. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Один поток данных, несколько потоков команд (MISD) Декомпозиция функций
10. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Несколько потоков команд несколько потоков данных MIMD Декомпозиция функций
11. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Модели распределенных систем Клиент – сервер Сервер работает постоянно
12. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Клиент-серверные приложения Одни приложения являются клиентами, другие серверами Интернет
13. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Мультиагентные системы Каждое приложение есть одновременно и клиентом и
14. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р По выполняемым функциям Высокопроизводительные системы Высоконадежные системы Системы под
15. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Особенности аппаратного обеспечения Однопроцессорные системы Симметричные мультипроцессорные системы Векторно-конвейерные
16. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Симметричные мультипроцессорные системы Несколько процессоров, которые работают с общей
17. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Векторно-конвейерные системы Несколько векторно-конвейерных процессоров которые имеют несколько функциональных
18. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Массивно-параллельная система Несколько вычислительных узлов с одним или несколькими
19. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р NUMA система Большое количество плат с небольшим количеством процессоров
20. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Кластер Несколько независимых вычислительных машин, которые связаны между собой
21. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Другие классификации По типу операционной системы (с одной копией,
22. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Исторические сведения 1947 – первая ЭВМ 1950 - в
23. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Исторические сведения 1977 - первые массивно-параллельные системы 1979 –
24. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Векторно-конвейерные суперкомпьютеры Cray Компания CDC 1976 г. Позже компания
25. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р VAX кластер 1983 г Несколько машин, которые работают как
26. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Beowulf кластер 1996 г. Проект NASA Beowulf. Создание высокопроизводительной
27. ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р Грід-системи З 1998 р. Об'єднання і координація великої кількості
29. Скачать презентацию

Слайд 2

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
классификации параллельных и распределенных систем
По

типу модели вычислений
По решаемым задачам
По особенностям аппаратного обеспечения
По особенностям программного обеспечения

Слайд 3

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Классификация систем
По типу модели программирования
С

общей памятью (все процессоры могут обращаться к одним и тем же данным одновременно)
С обменом сообщениями (каждый процессор может отправить другому свои данные в виде сообщения)

Слайд 4

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Parallel Random Access Machine (PRAM)
Все

процессоры могут одновременно обращаться к памяти для считывания и записи данных
Схемы синхронизации:
EREW (exclusive read exclusive write)
CRER (concurrent read exclusive write)
ERCW (exclusive read concurrent write)
CRCW (concurrent read concurrent write)

Слайд 5

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Message passing
Каждый процессор может передать/принять

данные другому/от другого процессора в виде сообщения
Типы обмена сообщениями:
Point-to-point
Broadcast
Scatter
Gather
Reduce
Barrier

Слайд 6

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Классификация Флинна (1966)
Может соответствовать как

физической так и логической системе
SISD (single instruction single data)
SIMD (single instruction multiple data)
MISD (multiple instruction single data)
MIMD (multiple instruction multiple data)

Слайд 7

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Один поток команд, один поток

данных (SISD)

Обычная последовательная ЭВМ
Суперскалярный процессор:
поток команд и поток данных остается один, но процессор может обработать за один такт несколько последовательно идущих команд
Система пакетного режима (batch queue system)
Задачи ставятся в очередь, как только выполнилась одна, запускается следующая

Слайд 8

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Один поток команд несколько потоков

данных SIMD

Декомпозиция данных без декомпозиции функций
Векторные и матричные процессоры
Процессоры с SIMD инструкциями (SSE, MMX)
Одна и та же программа, которая запускается на нескольких процессорах, но с разными параметрами

Слайд 9

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Один поток данных, несколько потоков

команд (MISD)

Декомпозиция функций без декомпозиции данных
Аппаратных систем нет
Программные системы:
распараллеливание решения систем линейных уравнений методом Гаусса
конвейерная передача одинаковых данных (сортировка, поиск, дешифрование)

Слайд 10

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Несколько потоков команд несколько потоков

данных MIMD

Декомпозиция функций и декомпозиция данных
Все современные мультипроцессорные машины
Разные программы одновременно обрабатывают разные данные

Слайд 11

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Модели распределенных систем
Клиент –

сервер
Сервер работает постоянно и предоставляет свои функции
Клиент использует функции сервера при необходимости
Одноранговые (мультиагентные системы, peer-to-peer)
Все части распределенного приложения равноправны

сервер

клиент

агент

Слайд 12

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Клиент-серверные приложения
Одни приложения являются клиентами,

другие серверами
Интернет сервисы WWW, ftp, imap, pop
Системы работы с базами данных
Файловые серверы (netbios, samba, nfs)
Десктопные приложения (OLE)
RPC
Системы распределения нагрузки

Слайд 13

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Мультиагентные системы
Каждое приложение есть одновременно

и клиентом и сервером
Система электронной почты (smtp)
Пиринговые сети (thorrent)
Ситемы мониторинга (snmp)
Системы балансировки нагрузки (mosix)

Слайд 14

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
По выполняемым функциям
Высокопроизводительные системы
Высоконадежные системы
Системы

под общим управлением
Системы хранения данных
Системы балансировки нагрузки

Слайд 15

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Особенности аппаратного обеспечения
Однопроцессорные системы
Симметричные мультипроцессорные

системы
Векторно-конвейерные системы
Массивно-параллельные системы
NUMA системы
Кластеры

Слайд 16

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Симметричные мультипроцессорные системы
Несколько процессоров, которые

работают с общей памятью и имеют одинаковую скорость доступа ко всей памяти

Слайд 17

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Векторно-конвейерные системы
Несколько векторно-конвейерных процессоров которые

имеют несколько функциональных устройств и позволяют быстро передавать друг другу информацию

Слайд 18

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Массивно-параллельная система
Несколько вычислительных узлов с

одним или несколькими центральными процессорами и большим количеством периферических процессоров

Слайд 19

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
NUMA система
Большое количество плат с

небольшим количеством процессоров и небольшим объемом памяти, соединенные вместе
Адресное пространство является общим

Слайд 20

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Кластер
Несколько независимых вычислительных машин, которые

связаны между собой и работают как одна логическая система

Слайд 21

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Другие классификации
По типу операционной системы

(с одной копией, с распределенными копиями)
По однородности (гомогенный, гетерогенный)

Слайд 22

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Исторические сведения
1947 – первая ЭВМ
1950

- в СССР запущена МЭСМ
1955 – IBM выпустила первую машину для вычислений с плавающей точкой (разработчик Gene Amdahl)
1957 – возникла корпорация DEC
1958 – была создана корпорация СDC
1960 – В СССР началось построение машины с периферическими процессорами
1962 – первые мультипроцессорные машины
1964 – CDC выпустила первый промышленный суперкомпьютер
1967 – БЭСМ-6 с конвейерной обработкой и виртуальной памятью
1976 – CRAY-1 первый промышленный векторно-конвейекрный суперкомпьютер

Слайд 23

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Исторические сведения
1977 - первые массивно-параллельные

системы
1979 – MOS
1981 – Carnegie-Mellon University RPC
1983 – DEC первый VAX кластер, язык С++
1984 – начало проекта GNU
1996 – Проект Beowulf
1998 – GRID стандарты

Слайд 24

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Векторно-конвейерные суперкомпьютеры Cray
Компания CDC 1976

г.
Позже компания Cray Research
Позже компания SGI

Слайд 25

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
VAX кластер
1983 г
Несколько машин, которые

работают как одна система
Высокая масштабируемость, надежность

Слайд 26

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Beowulf кластер
1996 г. Проект NASA

Beowulf.
Создание высокопроизводительной системы на базе широкодоступных компонент
Первый кластер – 16 процессоров, сеть FastEthernet

Слайд 27

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 р
Грід-системи
З 1998 р. Об'єднання і

координація великої кількості географічно розподілених ресурсів з метою забезпечення надійності, продуктивності, безпеки

Классификация параллельных и распределенных систем

Содержание

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рклассификации параллельных и распределенных системПо

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рКлассификация системПо типу модели программированияС

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рParallel Random Access Machine (PRAM)Все

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рMessage passingКаждый процессор может передать/принять

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рКлассификация Флинна (1966)Может соответствовать как

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рОдин поток команд, один поток

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рОдин поток команд несколько потоков

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рОдин поток данных, несколько потоков

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рНесколько потоков команд несколько потоков

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рМодели распределенных систем Клиент –

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рКлиент-серверные приложенияОдни приложения являются клиентами,

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рМультиагентные системыКаждое приложение есть одновременно

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рПо выполняемым функциямВысокопроизводительные системыВысоконадежные системыСистемы

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рОсобенности аппаратного обеспеченияОднопроцессорные системыСимметричные мультипроцессорные

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рСимметричные мультипроцессорные системыНесколько процессоров, которые

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рВекторно-конвейерные системыНесколько векторно-конвейерных процессоров которые

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рМассивно-параллельная системаНесколько вычислительных узлов с

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рNUMA системаБольшое количество плат с

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рКластерНесколько независимых вычислительных машин, которые

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рДругие классификацииПо типу операционной системы

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рИсторические сведения1947 – первая ЭВМ1950

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рИсторические сведения1977 - первые массивно-параллельные

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рВекторно-конвейерные суперкомпьютеры CrayКомпания CDC 1976

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рVAX кластер1983 гНесколько машин, которые

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рBeowulf кластер1996 г. Проект NASA

ІОЦ КНУ імені Тараса Шевченка, 2005 рГрід-системиЗ 1998 р. Об'єднання і

Похожие презентации