Вычислительные системы

Сентябрь 13, 2022

Главная
Алгебра
Вычислительные системы

Содержание

2. 1. Классификация вычислительных систем. 2. Архитектура ВС.
3. 1. Классификация вычислительных систем. Термин вычислительная система появился в начале - середине 60-х гг. при создании
4. Основные принципы построения, закладываемые при создании ВС: • возможность работы в разных режимах; • модульность структуры
5. Структура ВС — это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В качестве элементов ВС выступают отдельные
6. Положения 1 и 3 электронного ключа (ЭК) обеспечивали режим повышенной надежности. При этом одна из машин
7. Рис.25 - Типы ВС; а — многомашинные комплексы; б — многопроцессорные системы
8. а) обе машины решают одну и ту же задачу и периодически сверяют результаты решения. Тем самым
9. Многопроцессорные системы (МПС) строятся при комплексировании нескольких процессоров (рис.25, б). В качестве общего ресурса они имеют
10. По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным управлением. Помимо параллельных вычислений, производимых
11. По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным управлением. Помимо параллельных вычислений, производимых
12. 2. Архитектура ВС Архитектура ВС — совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально-логическую и структурную организацию системы.
13. Для построения вычислительных систем необходимо, чтобы элементы или модули, комплексируемые в систему, были совместимы. Понятие совместимости
14. Вычислительные системы как мощные средства обработки заданий пользователей широко используются не только автономно, но и в
16. Скачать презентацию

Слайд 2

1. Классификация вычислительных систем.
2. Архитектура ВС.

Слайд 3

1. Классификация вычислительных систем.
Термин вычислительная система появился в начале -

середине 60-х гг. при создании ЭВМ третьего поколения. Это время знаменовалось переходом на новую элементную базу — интегральные схемы.
Под вычислительной системой (ВС) понимается совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для сбора, хранения, обработки и распределения информации. 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.

Слайд 4

Основные принципы построения, закладываемые при создании ВС:
• возможность работы в разных

режимах;
• модульность структуры технических и программных средств, что позволяет совершенствовать и модернизировать вычислительные системы без коренных их переделок;
• унификация и стандартизация технических и программных решений;
• иерархия в организации управления процессами;
• способность систем к адаптации, самонастройке и самоорганизации;
• обеспечение необходимым сервисом пользователей при выполнении вычислений.

Слайд 5

Структура ВС — это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В

качестве элементов ВС выступают отдельные ЭВМ и процессоры. В ВС, относящихся к классу больших систем, можно рассматривать структуры технических, программных средств, структуры управления и т.д.
По назначению вычислительные системы делятся на универсальные и специализированные. Универсальные ВС предназначены для решения самых различных задач. Специализированные системы ориентированы на решение узкого класса задач.
По типу вычислительные системы можно разделить на многомашинные и многопроцессорные ВС. Исторически многомашинные вычислительные системы (ММС) появились первыми. Уже при использовании ЭВМ первых поколений возникали задачи повышения производительности, надежности и достоверности вычислений. Для этих целей использовали комплекс машин, схематически показанный на рис.25.,а.

Слайд 6

Положения 1 и 3 электронного ключа (ЭК) обеспечивали режим повышенной надежности.

При этом одна из машин выполняла вычисления, а другая находилась в «горячем» или «холодном» резерве, т.е. в готовности заменить основную ЭВМ. Положение 2 электронного ключа соответствовало случаю, когда обе машины обеспечивали параллельный режим вычислении. Здесь возможны две ситуации:

Слайд 7

Рис.25 - Типы ВС; а — многомашинные комплексы;
б — многопроцессорные

системы

Слайд 8

а) обе машины решают одну и ту же задачу и периодически

сверяют результаты решения. Тем самым обеспечивался режим повышенной достоверности, уменьшалась вероятность появления ошибок в результатах вычислений.
б) обе машины работают параллельно, но обрабатывают собственные потоки заданий. Возможность обмена информацией между машинами сохраняется. Этот вид работы относится к режиму повышенной производительности. Она широко используется в практике организации работ на крупных вычислительных центрах, оснащенных несколькими ЭВМ высокой производительности.

Слайд 9

Многопроцессорные системы (МПС) строятся при комплексировании нескольких процессоров (рис.25, б). В

качестве общего ресурса они имеют общую оперативную память (ООП). Параллельная работа процессоров и использование ООП обеспечивается под управлением единой операционной системы. По сравнению с ММС здесь достигается наивысшая оперативность взаимодействия вычислителей-процессоров.
По типу ЭВМ или процессоров, используемых для построения ВС, различают однородные и неоднородные системы. Однородные системы предполагают комплексирование однотипных ЭВМ (процессоров), неоднородные — разнотипных.

Слайд 10

По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным

управлением. Помимо параллельных вычислений, производимых элементами системы, необходимо выделять ресурсы на обеспечение управления этими вычислениями. В централизованных ВС за это отвечает главная, или диспетчерская, ЭВМ (процессор). Ее задачей является распределение нагрузки между элементами, выделение ресурсов, контроль состояния ресурсов, координация взаимодействия. Централизованный орган управления в системе может быть жестко фиксирован, или эти функции могут передаваться другой ЭВМ (процессору), что способствует повышению надежности системы. Централизованные системы имеют более простые ОС. В децентрализованных системах функции управления распределены между ее элементами. Каждая ЭВМ (процессор) системы сохраняет известную автономию, а необходимое взаимодействие между элементами устанавливается по специальным наборам сигналов.

Слайд 11

По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным

Слайд 12

2. Архитектура ВС
Архитектура ВС — совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально-логическую

и структурную организацию системы. Поскольку ВС появились как параллельные системы, то и рассмотрим классификацию архитектур под этой точкой зрения. Эта классификация архитектур была предложена М. Флинном в начале 60-х гг. В ее основу заложено два возможных вида параллелизма: независимость потоков заданий (команд), существующих в системе, и независимость (несвязанность) данных, обрабатываемых в каждом потоке.
Согласно этой классификации существует четыре основных архитектуры ВС:
• одиночный поток команд — одиночный поток данных (ОКОД)
• одиночный поток команд — множественный поток данных (ОКМД)
• множественный поток команд — одиночный поток данных (МКОД),
• множественный поток команд — множественный поток данных (МКМД).

Слайд 13

Для построения вычислительных систем необходимо, чтобы элементы или модули, комплексируемые в

систему, были совместимы. Понятие совместимости имеет три аспекта: аппаратный, или технический, программный и информационный. Техническая (Hardware) совместимость предполагает, что еще в процессе разработки аппаратуры обеспечиваются следующие условия:
• подключаемая друг к другу аппаратура должна иметь единые стандартные, унифицированные средства соединения: кабели, число проводов в них, единое назначение проводов, разъемы, заглушки, адаптеры, платы и т.д.;
• параметры электрических сигналов, которыми обмениваются технические устройства, тоже должны соответствовать друг другу: амплитуды импульсов, полярность, длительность и т.д.;
• алгоритмы взаимодействия (последовательности сигналов по отдельным проводам) не должны вступать в противоречие друг с другом.

Слайд 14

Вычислительные системы как мощные средства обработки заданий пользователей широко используются не

только автономно, но и в сетях ЭВМ в качестве серверов.
Одним из перспективных направлений является кластеризация, т.е. технология, с помощью которой несколько серверов, сами являющиеся вычислительными системами, объединяются в единую систему более высокого ранга для повышения эффективности функционирования системы в целом.
Целями построения кластеров могут служить:
• улучшение масштабируемости (способность к наращиванию мощности);
• повышение надежности и готовности системы в целом;
• увеличение суммарной производительности;
• эффективное перераспределение нагрузок между компьютерами кластера;
• эффективное управление и контроль работы системы и т.п.
Кластеры объединяют несколько серверов под единым управлением.

Вычислительные системы

Содержание

1. Классификация вычислительных систем. 2. Архитектура ВС.

1. Классификация вычислительных систем. Термин вычислительная система появился в начале -

Основные принципы построения, закладываемые при создании ВС:• возможность работы в разных

Структура ВС — это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В

Положения 1 и 3 электронного ключа (ЭК) обеспечивали режим повышенной надежности.

Рис.25 - Типы ВС; а — многомашинные комплексы; б — многопроцессорные

а) обе машины решают одну и ту же задачу и периодически

Многопроцессорные системы (МПС) строятся при комплексировании нескольких процессоров (рис.25, б). В

По методам управления элементами ВС различают централизо­ванные, децентрализованные и со смешанным

По методам управления элементами ВС различают централизо­ванные, децентрализованные и со смешанным

2. Архитектура ВСАрхитектура ВС — совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально-логическую

Для построения вычислительных систем необходимо, чтобы эле­менты или модули, комплексируемые в

Вычислительные системы как мощные средства обработки зада­ний пользователей широко используются не

Похожие презентации

1. Классификация вычислительных систем.
2. Архитектура ВС.

1. Классификация вычислительных систем.
Термин вычислительная система появился в начале -

Основные принципы построения, закладываемые при создании ВС:
• возможность работы в разных

Рис.25 - Типы ВС; а — многомашинные комплексы;
б — многопроцессорные

По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным

По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным

2. Архитектура ВС
Архитектура ВС — совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально-логическую

Для построения вычислительных систем необходимо, чтобы элементы или модули, комплексируемые в

Вычислительные системы как мощные средства обработки заданий пользователей широко используются не