Презентация «Параллельные вычислительные системы»

Смотреть слайды в полном размере
Презентация «Параллельные вычислительные системы»

Вы можете ознакомиться с презентацией онлайн, просмотреть текст и слайды к ней, а также, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати. Документ содержит 176 слайдов и доступен в формате ppt. Размер файла: 1.77 MB

Просмотреть и скачать

Pic.1
Параллельные вычислительные системы Введение
Параллельные вычислительные системы Введение
Pic.2
Чарльз Бэббидж: первое упоминание о параллелизме " В случае выполнения серии идентичных вычисле
Чарльз Бэббидж: первое упоминание о параллелизме " В случае выполнения серии идентичных вычислений, подобных операции умножения и необходимых для формирования цифровых таблиц, машина может быть …
Pic.3
Чарльз Бэббидж: вычислительная машина
Чарльз Бэббидж: вычислительная машина
Pic.4
Определение параллелизма А. С. Головкин Параллельная вычислительная система -вычислительная система,
Определение параллелизма А. С. Головкин Параллельная вычислительная система -вычислительная система, у которой имеется по меньшей мере более одного устройства управления или более одного центрального …
Pic.5
Определение параллелизма П. М. Коуги Параллелизм - воспроизведение в нескольких копиях некоторой апп
Определение параллелизма П. М. Коуги Параллелизм - воспроизведение в нескольких копиях некоторой аппаратной структуры, что позволяет достигнуть повышения производительности за счет одновременной …
Pic.6
Определение параллелизма Хокни, Джессхоуп Параллелизм - способность к частичному совмещению или одно
Определение параллелизма Хокни, Джессхоуп Параллелизм - способность к частичному совмещению или одновременному выполнению операций.
Pic.7
Развитие элементной базы и рост производительности параллельных вычислительных систем
Развитие элементной базы и рост производительности параллельных вычислительных систем
Pic.8
Области применения параллельных вычислительных систем предсказания погоды, климата и глобальных изме
Области применения параллельных вычислительных систем предсказания погоды, климата и глобальных изменений в атмосфере; науки о материалах; построение полупроводниковых приборов; сверхпроводимость; …
Pic.9
Области применения параллельных вычислительных систем квантовая хромодинамика; астрономия; транспорт
Области применения параллельных вычислительных систем квантовая хромодинамика; астрономия; транспортные задачи; гидро- и газодинамика; управляемый термоядерный синтез; эффективность систем сгорания …
Pic.10
Области применения параллельных вычислительных систем разведка недр; наука о мировом океане; распозн
Области применения параллельных вычислительных систем разведка недр; наука о мировом океане; распознавание и синтез речи; распознавание изображений; военные цели. Ряд областей применения находится на …
Pic.11
Оценка производительности параллельных вычислительных систем Пиковая производительность - величина,
Оценка производительности параллельных вычислительных систем Пиковая производительность - величина, равная произведению пиковой производительности одного процессора на число таких процессоров в …
Pic.12
Параллельные вычислительные системы Классификация
Параллельные вычислительные системы Классификация
Pic.13
Классификация Флинна Основана на том, как в машине увязываются команды с обрабатываемыми данными. По
Классификация Флинна Основана на том, как в машине увязываются команды с обрабатываемыми данными. Поток - последовательность элементов (команд или данных), выполняемая или обрабатываемая процессором.
Pic.14
Классификация Флинна ОКОД (SISD) один поток команд, много потоков данных МКОД (MISD) много потоков к
Классификация Флинна ОКОД (SISD) один поток команд, много потоков данных МКОД (MISD) много потоков команд, один поток данных ОКМД (SIMD) один поток команд, много потоков данных МКМД (MKMD) много …
Pic.15
МКОД – Конвейерные ПВС
МКОД – Конвейерные ПВС
Pic.16
ОКМД – Процессорные матрицы
ОКМД – Процессорные матрицы
Pic.17
Классификация Флинна - МКМД SMP – симметричные мультипроцессорные системы Кластерные вычислительные
Классификация Флинна - МКМД SMP – симметричные мультипроцессорные системы Кластерные вычислительные системы Специализированные кластеры Кластеры общего назначения MPP – массивно-параллельные системы
Pic.18
Симметричные мультипроцессоры (SMP) Симметричные мультипроцессоры (SMP) - состоят из совокупности пр
Симметричные мультипроцессоры (SMP) Симметричные мультипроцессоры (SMP) - состоят из совокупности процессоров, обладающих одинаковыми возможностями доступа к памяти и внешним устройством и …
Pic.19
SMP - симметричные мультипроцессорные системы
SMP - симметричные мультипроцессорные системы
Pic.20
Кластеры Кластерная система – параллельная вычислительная система, создаваемая из модулей высокой ст
Кластеры Кластерная система – параллельная вычислительная система, создаваемая из модулей высокой степени готовности, объединенных стандартной системой связи или разделяемыми устройствами внешней …
Pic.21
Массивно-параллельная система МРР Массивно-параллельная система – высокопроизводительная параллельна
Массивно-параллельная система МРР Массивно-параллельная система – высокопроизводительная параллельная вычислительная система, создаваемая с использованием специализированных вычислительных модулей и …
Pic.22
Кластеры и массивно-параллельные системы (MPP)
Кластеры и массивно-параллельные системы (MPP)
Pic.23
Параллельные вычислительные системы Конвейерные ВС
Параллельные вычислительные системы Конвейерные ВС
Pic.24
Конвейерные ВС Конвейеризация - метод проектирования, в результате применения которого в вычислитель
Конвейерные ВС Конвейеризация - метод проектирования, в результате применения которого в вычислительной системе обеспечивается совмещение различных действий по вычислению базовых функций за счет их …
Pic.25
Конвейерные ВС – Условия конвейеризации вычисление базовой функции эквивалентно вычислению некоторой
Конвейерные ВС – Условия конвейеризации вычисление базовой функции эквивалентно вычислению некоторой последовательности подфункций; величины, являющиеся входными для данной подфункции, являются …
Pic.26
Конвейерные ВС – Условия конвейеризации каждая подфункция может быть выполнена аппаратными блоками;
Конвейерные ВС – Условия конвейеризации каждая подфункция может быть выполнена аппаратными блоками; времена, необходимые для реализации аппаратными блоками своих действий, имеют один порядок величины.
Pic.27
Конвейерные ВС - Архитектура
Конвейерные ВС - Архитектура
Pic.28
Конвейерные ВС - Классификация
Конвейерные ВС - Классификация
Pic.29
Конвейерные ВС – Таблица занятости
Конвейерные ВС – Таблица занятости
Pic.30
Конвейерные ВС – Задача управления обеспечение входного потока данных (заполнение конвейера) задача
Конвейерные ВС – Задача управления обеспечение входного потока данных (заполнение конвейера) задача диспетчеризации - определение моментов времени, в которые каждый элемент входных данных должен …
Pic.31
Конвейерные ВС – Проблемы управления разный период времени обработки данных на разных ступенях; обра
Конвейерные ВС – Проблемы управления разный период времени обработки данных на разных ступенях; обратная связь от текущей ступени к какой-либо из предыдущих; множественные пути от текущей ступени к …
Pic.32
Конвейерные ВС – Стратегия управления Стратегия управления - процедура, которая выбирает последовате
Конвейерные ВС – Стратегия управления Стратегия управления - процедура, которая выбирает последовательность латентностей. Жадная стратегия - выбирает всегда минимально возможную латентность между …
Pic.33
Конвейерные ВС – Векторно-конвейерные процессоры Вектор - набор данных, которые должны быть обработа
Конвейерные ВС – Векторно-конвейерные процессоры Вектор - набор данных, которые должны быть обработаны по одному алгоритму. Векторные команды - команды, предназначенные для организации эффективной …
Pic.34
Векторно-конвейерные процессоры - Типичная архитектура
Векторно-конвейерные процессоры - Типичная архитектура
Pic.35
Векторно-конвейерные процессоры - Cray - 1 Компания Cray Research в 1976г. выпускает первый векторно
Векторно-конвейерные процессоры - Cray - 1 Компания Cray Research в 1976г. выпускает первый векторно-конвейерный компьютер CRAY-1: время такта 12. 5нс, 12 конвейерных функциональных устройств пиковая …
Pic.36
Развитие векторных процессоров - Параллельно-векторные процессоры (PVP) Архитектура. PVP-системы стр
Развитие векторных процессоров - Параллельно-векторные процессоры (PVP) Архитектура. PVP-системы строятся из векторно-конвейерных процессоров, в которых предусмотрены команды однотипной обработки …
Pic.37
Развитие векторных процессоров - Параллельно-векторные процессоры (PVP) Примеры. NEC SX-4/SX-5, лини
Развитие векторных процессоров - Параллельно-векторные процессоры (PVP) Примеры. NEC SX-4/SX-5, линия векторно-конвейерных компьютеров CRAY: от CRAY-1, CRAY J90/T90, CRAY SV1, CRAY X1, серия Fujitsu …
Pic.38
Параллельные вычислительные системы Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ
Параллельные вычислительные системы Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ
Pic.39
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ Конвейеризация - метод проектирования, в результате применения к
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ Конвейеризация - метод проектирования, в результате применения которого в вычислительной системе обеспечивается совмещение различных действий по вычислению базовых …
Pic.40
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ БЭСМ-6
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ БЭСМ-6
Pic.41
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Первый этап – предварительная выборка Предварительная (опережаю
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Первый этап – предварительная выборка Предварительная (опережающая) выборка команд - выборка следующей команды во время завершения текущей. Введение …
Pic.42
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Второй этап – конвейеризация ЦП.
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Второй этап – конвейеризация ЦП.
Pic.43
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Второй этап – конвейеризация ЦП.
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Второй этап – конвейеризация ЦП.
Pic.44
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Второй этап – конвейеризация ЦП. При проектировании конвейера д
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Второй этап – конвейеризация ЦП. При проектировании конвейера для процессора машины с архитектурой ОКОД требуются следующие данные: разбиения всех типов команд, …
Pic.45
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Помехи. Помеха возникает, когда к одному элементу данных (ячейк
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Помехи. Помеха возникает, когда к одному элементу данных (ячейке памяти, регистру, разряду слова состояния) обращаются две или более команд, которые расположены в …
Pic.46
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Помехи. Три класса помех: чтение после записи (RAW); запись пос
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. Помехи. Три класса помех: чтение после записи (RAW); запись после чтения (WAR); запись после записи (WAW).
Pic.47
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. КЭШ-память. Введение в систему кэш-памяти можно рассматривать,
Конвейеризация однопроцессорных ЭВМ. КЭШ-память. Введение в систему кэш-памяти можно рассматривать, как еще один вариант конвейеризации с целью повышения быстродействия.
Pic.48
Параллельные вычислительные системы Класс ОКМД
Параллельные вычислительные системы Класс ОКМД
Pic.49
Параллельные ВС класса ОКМД Один поток команд – много потоков данных, ОКМД (single instruction – mul
Параллельные ВС класса ОКМД Один поток команд – много потоков данных, ОКМД (single instruction – multiple data, SIMD) - в таких системах исполняется один поток команд, распределяемый между …
Pic.50
Параллельные ВС класса ОКМД
Параллельные ВС класса ОКМД
Pic.51
ОКМД – Процессорная матрица Процессорная матрица - группа одинаковых процессорных элементов, объедин
ОКМД – Процессорная матрица Процессорная матрица - группа одинаковых процессорных элементов, объединенных единой коммутационной сетью, как правило, управляемая единым устройством управления и …
Pic.52
ОКМД – Процессорная матрица ILLIAC - IV
ОКМД – Процессорная матрица ILLIAC - IV
Pic.53
ОКМД – Процессорная матрица ПС - 2000
ОКМД – Процессорная матрица ПС - 2000
Pic.54
ОКМД – Однородная вычислительная среда Однородная вычислительная среда - регулярная решетка из однот
ОКМД – Однородная вычислительная среда Однородная вычислительная среда - регулярная решетка из однотипных процессорных элементов (ПЭ). Каждый ПЭ может как обладать алгоритмически полным набором …
Pic.55
ОКМД – Однородная вычислительная среда Систолическая матрица - реализация однородной вычислительной
ОКМД – Однородная вычислительная среда Систолическая матрица - реализация однородной вычислительной среды на СБИС. Систолическая матрица представляет собой регулярный массив процессорных элементов, …
Pic.56
Архитектура ассоциативной ВС
Архитектура ассоциативной ВС
Pic.57
Архитектура ассоциативной ВС
Архитектура ассоциативной ВС
Pic.58
Полностью ассоциативная КЭШ-память
Полностью ассоциативная КЭШ-память
Pic.59
Параллельные вычислительные системы Класс МКМД (MIMD) Мультипроцессоры
Параллельные вычислительные системы Класс МКМД (MIMD) Мультипроцессоры
Pic.60
Параллельные ВС класса МКМД Один из основных недостатков систематики Флинна - излишняя широта класса
Параллельные ВС класса МКМД Один из основных недостатков систематики Флинна - излишняя широта класса МКМД. Практически все современные высокопроизводительные вычислительные системы относятся к этому …
Pic.61
Параллельные ВС класса МКМД (MIMD)
Параллельные ВС класса МКМД (MIMD)
Pic.62
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP SMP (Symmetric MultiProcessing) – си
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP SMP (Symmetric MultiProcessing) – симметричная многопроцессорная архитектура. Главной особенностью систем с архитектурой SMP является …
Pic.63
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP
Pic.64
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Примеры. HP 9000 V-class, N-class; S
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Примеры. HP 9000 V-class, N-class; SMP-cервера и рабочие станции на базе процессоров Intel. Масштабируемость. Наличие общей памяти …
Pic.65
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Операционная система. Система работа
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Операционная система. Система работает под управлением единой ОС (обычно UNIX-подобной, но для Intel-платформ поддерживается Windows …
Pic.66
МКМД – Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) Cache-Only Memory Architecture, COMA - для п
МКМД – Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) Cache-Only Memory Architecture, COMA - для представления данных используется только локальная кэш-память имеющихся процессоров. Cache-Coherent …
Pic.67
Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) – схема «Бабочка»
Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) – схема «Бабочка»
Pic.68
Параллельные вычислительные системы Класс МКМД (MIMD) Мультипроцессоры
Параллельные вычислительные системы Класс МКМД (MIMD) Мультипроцессоры
Pic.69
Параллельные ВС класса МКМД Один из основных недостатков систематики Флинна - излишняя широта класса
Параллельные ВС класса МКМД Один из основных недостатков систематики Флинна - излишняя широта класса МКМД. Практически все современные высокопроизводительные вычислительные системы относятся к этому …
Pic.70
Параллельные ВС класса МКМД (MIMD)
Параллельные ВС класса МКМД (MIMD)
Pic.71
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP SMP (Symmetric MultiProcessing) – си
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP SMP (Symmetric MultiProcessing) – симметричная многопроцессорная архитектура. Главной особенностью систем с архитектурой SMP является …
Pic.72
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP
Pic.73
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Примеры. HP 9000 V-class, N-class; S
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Примеры. HP 9000 V-class, N-class; SMP-cервера и рабочие станции на базе процессоров Intel. Масштабируемость. Наличие общей памяти …
Pic.74
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Операционная система. Система работа
Параллельные ВС класса МКМД Симметричные мультипроцессоры - SMP Операционная система. Система работает под управлением единой ОС (обычно UNIX-подобной, но для Intel-платформ поддерживается Windows …
Pic.75
МКМД – Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) Cache-Only Memory Architecture, COMA - для п
МКМД – Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) Cache-Only Memory Architecture, COMA - для представления данных используется только локальная кэш-память имеющихся процессоров. Cache-Coherent …
Pic.76
Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) – схема «Бабочка»
Мультипроцессоры с распределенной памятью (NUMA) – схема «Бабочка»
Pic.77
Параллельные вычислительные системы СуперЭВМ
Параллельные вычислительные системы СуперЭВМ
Pic.78
СуперЭВМ Впервые термин суперЭВМ был использован в начале 60-х годов, когда группа специалистов Илли
СуперЭВМ Впервые термин суперЭВМ был использован в начале 60-х годов, когда группа специалистов Иллинойского университета (США) под руководством доктора Д. Слотника предложила идею реализации первой …
Pic.79
Суперкомпьютер – это … Компьютер с производительностью свыше 10 000 млн. теоретических операций в се
Суперкомпьютер – это … Компьютер с производительностью свыше 10 000 млн. теоретических операций в сек. Компьютер стоимостью более 2 млн. долларов. Штучно или мелкосерийно выпускаемая вычислительная …
Pic.80
Суперкомпьютеры 29-я редакция Top500 от 27. 06. 2007 1 - прототип будущего суперкомпьютера IBM BlueG
Суперкомпьютеры 29-я редакция Top500 от 27. 06. 2007 1 - прототип будущего суперкомпьютера IBM BlueGene/L с производительностью на Linpack 280. 6 TFlop/s. 2 - Cray XT4/XT3, установленный в Oak Ridge …
Pic.81
Суперкомпьютер Blue Gene
Суперкомпьютер Blue Gene
Pic.82
Суперкомпьютер Blue Gene Архитектура
Суперкомпьютер Blue Gene Архитектура
Pic.83
Суперкомпьютер Blue Gene Архитектура
Суперкомпьютер Blue Gene Архитектура
Pic.84
Суперкомпьютер Blue Gene Базовый компонент (карта)
Суперкомпьютер Blue Gene Базовый компонент (карта)
Pic.85
Параллельные вычислительные системы Элементная база Микропроцессоры
Параллельные вычислительные системы Элементная база Микропроцессоры
Pic.86
Элементная база параллельных ВС Микропроцессоры Основные требования к микропроцессорам, используемым
Элементная база параллельных ВС Микропроцессоры Основные требования к микропроцессорам, используемым в параллельных ВС: высокая производительность развитые средства обмена низкая рассеиваемая мощность
Pic.87
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор AMD Opteron
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор AMD Opteron
Pic.88
Микропроцессор AMD Opteron Варианты объединения – 2 процессора
Микропроцессор AMD Opteron Варианты объединения – 2 процессора
Pic.89
Микропроцессор AMD Opteron Варианты объединения – 4 процессора
Микропроцессор AMD Opteron Варианты объединения – 4 процессора
Pic.90
Микропроцессор AMD Opteron Варианты объединения – 8 процессоров
Микропроцессор AMD Opteron Варианты объединения – 8 процессоров
Pic.91
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор AMD Opteron 10 сентября 2007 года Компания AMD предст
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор AMD Opteron 10 сентября 2007 года Компания AMD представила процессор Quad-Core AMD Opteron (ранее известный под кодовым названием Barcelona), по словам …
Pic.92
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор IBM Power4
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор IBM Power4
Pic.93
Микропроцессор IBM Power4 Многокристальный модуль – 4 процессора
Микропроцессор IBM Power4 Многокристальный модуль – 4 процессора
Pic.94
Микропроцессор IBM Power4 Объединение многокристальных модулей
Микропроцессор IBM Power4 Объединение многокристальных модулей
Pic.95
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор Intel Core2 Duo
Элементная база параллельных ВС Микропроцессор Intel Core2 Duo
Pic.96
Параллельные вычислительные системы Элементная база. Коммутаторы и топология
Параллельные вычислительные системы Элементная база. Коммутаторы и топология
Pic.97
Коммутирующие среды параллельных ВС Простые коммутаторы Типы простых коммутаторов: с временным разде
Коммутирующие среды параллельных ВС Простые коммутаторы Типы простых коммутаторов: с временным разделением; с пространственным разделением.
Pic.98
Простые коммутаторы с временным разделением - шины
Простые коммутаторы с временным разделением - шины
Pic.99
Простые коммутаторы с пространственным разделением
Простые коммутаторы с пространственным разделением
Pic.100
Составные коммутаторы Коммутатор Клоза
Составные коммутаторы Коммутатор Клоза
Pic.101
Топологии параллельной ВС
Топологии параллельной ВС
Pic.102
Топологии параллельных ВС Convex Exemplar SPP1000
Топологии параллельных ВС Convex Exemplar SPP1000
Pic.103
Топологии параллельных ВС Модуль МВС-100
Топологии параллельных ВС Модуль МВС-100
Pic.104
Топологии параллельных ВС - МВС-100 Варианты соединения модулей
Топологии параллельных ВС - МВС-100 Варианты соединения модулей
Pic.105
Параллельные вычислительные системы Элементная база. Коммутирующие среды
Параллельные вычислительные системы Элементная база. Коммутирующие среды
Pic.106
Коммутирующие среды параллельных ВС Myrinet Достоинства Myrinet: широкое распространение и высокая н
Коммутирующие среды параллельных ВС Myrinet Достоинства Myrinet: широкое распространение и высокая надежность; небольшое время задержки; хорошее соотношение цена/производительность.
Pic.107
Коммутирующие среды параллельных ВС Myrinet Недостатки Myrinet: нестандартное решение, поддерживаемо
Коммутирующие среды параллельных ВС Myrinet Недостатки Myrinet: нестандартное решение, поддерживаемое всего одним производителем; ограниченная пропускная способность — не более 2 Гбит/с (в ближайшее …
Pic.108
Коммутирующие среды параллельных ВС Infiniband Достоинства Infiniband: стандарт Infiniband Trade Ass
Коммутирующие среды параллельных ВС Infiniband Достоинства Infiniband: стандарт Infiniband Trade Assotiation (IBTA); несколько производителей; небольшое время задержки; пропускная способность 2, 10, …
Pic.109
Коммутирующие среды параллельных ВС Infiniband Недостатки Infiniband: сложность изменения физической
Коммутирующие среды параллельных ВС Infiniband Недостатки Infiniband: сложность изменения физической и логической структуры; необходимость применения дополнительного шлюза для подключения к …
Pic.110
Коммутирующие среды параллельных ВС Ethernet Достоинства Ethernet: наличие развитого инструментария
Коммутирующие среды параллельных ВС Ethernet Достоинства Ethernet: наличие развитого инструментария для управления и отладки; простая и дешевая кабельная проводка; высокая эксплуатационная …
Pic.111
Коммутирующие среды параллельных ВС Ethernet Недостатки Ethernet: наличие задержки (сокращение време
Коммутирующие среды параллельных ВС Ethernet Недостатки Ethernet: наличие задержки (сокращение времени задержки за счет применения TOE и RDMA должно получить свое практическое подтверждение); высокая …
Pic.112
Параллельные вычислительные системы Технологии GRID
Параллельные вычислительные системы Технологии GRID
Pic.113
Параллельные ВС GRID Технология GRID подразумевает слаженное взаимодействие множества ресурсов, гете
Параллельные ВС GRID Технология GRID подразумевает слаженное взаимодействие множества ресурсов, гетерогенных по своей природе и расположенных в многочисленных, возможно, географически удаленных …
Pic.114
Параллельные ВС GRID
Параллельные ВС GRID
Pic.115
Параллельные ВС GRID – предпосылки возникновения Необходимость в концентрации огромного количества д
Параллельные ВС GRID – предпосылки возникновения Необходимость в концентрации огромного количества данных, хранящихся в разных организациях Необходимость выполнения очень большого количества …
Pic.116
Параллельные ВС GRID – предпосылки возникновения “Вероятно, мы скоро увидим распространение “компьют
Параллельные ВС GRID – предпосылки возникновения “Вероятно, мы скоро увидим распространение “компьютерных коммунальных услуг”, которые, подобно электричеству и телефону, придут в дома и офисы по …
Pic.117
Параллельные ВС Метакомпьютинг и GRID Метакомпьютинг - особый тип распределенного компьютинга, подра
Параллельные ВС Метакомпьютинг и GRID Метакомпьютинг - особый тип распределенного компьютинга, подразумевающего соединение суперкомпьютерных центров высокоскоростными сетями для решения одной задачи.
Pic.118
Параллельные ВС Свойства GRID масштабы вычислительного ресурса многократно превосходят ресурсы отдел
Параллельные ВС Свойства GRID масштабы вычислительного ресурса многократно превосходят ресурсы отдельного компьютера (вычислительного комплекса) гетерогенность среды пространственное (географическое) …
Pic.119
Параллельные ВС Области применения GRID массовая обработка потоков данных большого объема; многопара
Параллельные ВС Области применения GRID массовая обработка потоков данных большого объема; многопараметрический анализ данных; моделирование на удаленных суперкомпьютерах; реалистичная визуализация …
Pic.120
Параллельные ВС Архитектура GRID – модель «песочных часов»
Параллельные ВС Архитектура GRID – модель «песочных часов»
Pic.121
Параллельные ВС Архитектура протоколов GRID
Параллельные ВС Архитектура протоколов GRID
Pic.122
Параллельные вычислительные системы Прикладное программное обеспечение
Параллельные вычислительные системы Прикладное программное обеспечение
Pic.123
Параллельные ВС Прикладное программное обеспечение Проблемы разработки параллельного ПО проблема рас
Параллельные ВС Прикладное программное обеспечение Проблемы разработки параллельного ПО проблема распараллеливания проблема отладки и верификации проблема наращиваемости проблема переносимости
Pic.124
Параллельные ВС Прикладное ПО – закон Амдала S – ускорение программы по сравнению с последовательным
Параллельные ВС Прикладное ПО – закон Амдала S – ускорение программы по сравнению с последовательным выполнением p – количество процессоров f – доля последовательного кода в программе (0≤f≤1)
Pic.125
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Написание параллельной программы «с нуля» Распара
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Написание параллельной программы «с нуля» Распараллеливание (автоматическое) существующих последовательных программ Смешанный подход – …
Pic.126
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Написание параллельной программы «с нуля» Достоин
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Написание параллельной программы «с нуля» Достоинства: Возможность получения эффективного кода Недостатки: Высокая трудоемкость подхода Высокие …
Pic.127
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Автоматическое распараллеливание последовательной
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Автоматическое распараллеливание последовательной программы Достоинства: Использование наработанного (последовательного) программного обеспечения …
Pic.128
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Смешанный подход – автоматическое распараллеливан
Параллельные ВС Прикладное ПО – подходы к созданию Смешанный подход – автоматическое распараллеливание с последующей оптимизацией Этот подход в равной мере обладает и достоинствами, и недостатками …
Pic.129
Параллельные вычислительные системы Программирование параллельных ВС с разделяемой памятью
Параллельные вычислительные системы Программирование параллельных ВС с разделяемой памятью
Pic.130
Параллельные ВС класса МКМД Системы с разделяемой памятью
Параллельные ВС класса МКМД Системы с разделяемой памятью
Pic.131
Программирование параллельных ВС Системы с разделяемой памятью Программирование систем с разделяемой
Программирование параллельных ВС Системы с разделяемой памятью Программирование систем с разделяемой памятью осуществляется согласно модели обмена через общую память Инструментальные средства: POSIX …
Pic.132
Программирование параллельных ВС OpenMP – структура программы
Программирование параллельных ВС OpenMP – структура программы
Pic.133
Программирование параллельных ВС OpenMP – структура программы Основная нить и только она исполняет в
Программирование параллельных ВС OpenMP – структура программы Основная нить и только она исполняет все последовательные области программы. При входе в параллельную область порождаются дополнительные …
Pic.134
Программирование параллельных ВС OpenMP – переменные В параллельной области все переменные программы
Программирование параллельных ВС OpenMP – переменные В параллельной области все переменные программы разделяются общие (SHARED) и локальные (PRIVATE). Общая переменная всегда существует в одном …
Pic.135
Параллельные вычислительные системы Программирование кластерных и MPP параллельных ВС
Параллельные вычислительные системы Программирование кластерных и MPP параллельных ВС
Pic.136
Параллельные ВС класса МКМД Кластерные и массивно-параллельные ВС
Параллельные ВС класса МКМД Кластерные и массивно-параллельные ВС
Pic.137
Программирование параллельных ВС Кластеры и MPP Программирование кластерных и MPP параллельных ВС ос
Программирование параллельных ВС Кластеры и MPP Программирование кластерных и MPP параллельных ВС осуществляется в рамках модели передачи сообщений. Инструментальные средства: MPI, PVM, BSPlib. …
Pic.138
Программирование параллельных ВС MPI При запуске MPI-программы создается несколько ветвей; Все ветви
Программирование параллельных ВС MPI При запуске MPI-программы создается несколько ветвей; Все ветви программы запускаются загрузчиком одновременно как процессы; Ветви объединяются в группы - это …
Pic.139
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых входят: функции инициализации и закрытия MPI-процессов; функции, реализующие коммуникационные …
Pic.140
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых входят: функции для работы с группами процессов и коммуникаторами; функции для работы со …
Pic.141
MPI - Функции инициализации и завершения int MPI_Init( int* argc, char*** argv) Инициализация паралл
MPI - Функции инициализации и завершения int MPI_Init( int* argc, char*** argv) Инициализация параллельной части приложения. Все MPI-процедуры могут быть вызваны только после вызова MPI_Init. …
Pic.142
MPI – информационные функции int MPI_Comm_size(MPI_Comm comm, int* size) Определение общего числа па
MPI – информационные функции int MPI_Comm_size(MPI_Comm comm, int* size) Определение общего числа параллельных процессов в группе comm. comm - идентификатор группы OUT size - размер группы int …
Pic.143
MPI –функции обмена «точка-точка» int MPI_Send(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest
MPI –функции обмена «точка-точка» int MPI_Send(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int msgtag, MPI_Comm comm) Блокирующая посылка сообщения. buf - адрес начала буфера посылки …
Pic.144
MPI –функции обмена «точка-точка» int MPI_Recv(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int sour
MPI –функции обмена «точка-точка» int MPI_Recv(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, int msgtag, MPI_comm comm, MPI_Status *status) Прием сообщения. OUT buf - адрес начала буфера …
Pic.145
MPI – аргументы – «джокеры» функций обмена «точка-точка» MPI_ANY_SOURCE – заменяет аргумент «номер п
MPI – аргументы – «джокеры» функций обмена «точка-точка» MPI_ANY_SOURCE – заменяет аргумент «номер передающего процесса»; признак того, что подходит сообщение от любого процесса. MPI_ANY_TAG – …
Pic.146
Параллельные вычислительные системы Программирование кластерных и MPP параллельных ВС
Параллельные вычислительные системы Программирование кластерных и MPP параллельных ВС
Pic.147
Параллельные ВС класса МКМД Кластерные и массивно-параллельные ВС
Параллельные ВС класса МКМД Кластерные и массивно-параллельные ВС
Pic.148
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых входят: функции инициализации и закрытия MPI-процессов; функции, реализующие коммуникационные …
Pic.149
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых
Программирование параллельных ВС MPI Библиотека MPI состоит примерно из 130 функций, в число которых входят: функции для работы с группами процессов и коммуникаторами; функции для работы со …
Pic.150
MPI – коллективные функции Под термином "коллективные" в MPI подразумеваются три группы фу
MPI – коллективные функции Под термином "коллективные" в MPI подразумеваются три группы функций: функции коллективного обмена данными; барьеры (точки синхронизации); распределенные операции.
Pic.151
MPI – коллективные функции int MPI_Barrier( MPI_Comm comm ); Останавливает выполнение вызвавшей ее з
MPI – коллективные функции int MPI_Barrier( MPI_Comm comm ); Останавливает выполнение вызвавшей ее задачи до тех пор, пока не будет вызвана изо всех остальных задач, подсоединенных к указываемому …
Pic.152
MPI –функции коллективного обмена Основные особенности и отличия от коммуникаций типа "точка-то
MPI –функции коллективного обмена Основные особенности и отличия от коммуникаций типа "точка-точка": на прием и/или передачу работают все задачи-абоненты указываемого коммуникатора; …
Pic.153
MPI –функции коллективного обмена int MPI_Bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int sou
MPI –функции коллективного обмена int MPI_Bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, MPI_Comm comm) Рассылка сообщения от процесса source всем процессам, включая рассылающий …
Pic.154
MPI –функции коллективного обмена MPI_Gather ("совок") собирает в приемный буфер задачи ro
MPI –функции коллективного обмена MPI_Gather ("совок") собирает в приемный буфер задачи root передающие буфера остальных задач. MPI_Scatter ("разбрызгиватель") : части передающего …
Pic.155
Параллельные вычислительные системы Проектирование кластера
Параллельные вычислительные системы Проектирование кластера
Pic.156
Параллельные ВС класса МКМД: Кластеры
Параллельные ВС класса МКМД: Кластеры
Pic.157
Параллельные ВС класса МКМД Кластеры Архитектура. Набор элементов высокой степени готовности, рабочи
Параллельные ВС класса МКМД Кластеры Архитектура. Набор элементов высокой степени готовности, рабочих станций или ПК общего назначения, объединяемых при помощи сетевых технологий и используемых в …
Pic.158
Параллельные ВС класса МКМД Кластеры При объединении в кластер компьютеров разной мощности или разно
Параллельные ВС класса МКМД Кластеры При объединении в кластер компьютеров разной мощности или разной архитектуры, говорят о гетерогенных (неоднородных) кластерах. Узлы кластера могут одновременно …
Pic.159
Параллельные ВС класса МКМД Кластеры Операционная система - стандартные ОС - Linux/FreeBSD, вместе с
Параллельные ВС класса МКМД Кластеры Операционная система - стандартные ОС - Linux/FreeBSD, вместе со средствами поддержки параллельного программирования и распределения нагрузки. Модель …
Pic.160
Кластеры высокой надежности в случае сбоя ПО на одном из узлов приложение продолжает функционировать
Кластеры высокой надежности в случае сбоя ПО на одном из узлов приложение продолжает функционировать или автоматически перезапускается на других узлах кластера; выход из строя одного из узлов (или …
Pic.161
Кластеры высокой надежности VAX/VMS кластер
Кластеры высокой надежности VAX/VMS кластер
Pic.162
Кластеры высокой надежности Switchover/UX компании Hewlett Packard
Кластеры высокой надежности Switchover/UX компании Hewlett Packard
Pic.163
Высокопроизводительные кластеры Высокопроизводительный кластер - параллельная вычислительная система
Высокопроизводительные кластеры Высокопроизводительный кластер - параллельная вычислительная система с распределенной памятью; построенная из компонент общего назначения; с единой точкой доступа; …
Pic.164
Высокопроизводительные кластеры
Высокопроизводительные кластеры
Pic.165
Характеристики коммутирующих сред
Характеристики коммутирующих сред
Pic.166
Кластеры на основе локальной сети (Cluster Of Workstations – COW)
Кластеры на основе локальной сети (Cluster Of Workstations – COW)
Pic.167
Параллельные вычислительные системы Системное ПО кластера
Параллельные вычислительные системы Системное ПО кластера
Pic.168
Кластеры - Системное ПО Windows Compute Cluster Server 2003 Упрощенная настройка параметров безопасн
Кластеры - Системное ПО Windows Compute Cluster Server 2003 Упрощенная настройка параметров безопасности и проверки подлинности за счет использования существующих экземпляров Active Directory. …
Pic.169
Кластеры - Системное ПО Solaris (Sun Microsystems) Коммерческая верся UNIX. поддержка до 1 млн. одно
Кластеры - Системное ПО Solaris (Sun Microsystems) Коммерческая верся UNIX. поддержка до 1 млн. одновременно работающих процессов; до 128 процессоров в одной системе и до 848 процессоров в кластере; …
Pic.170
Кластеры - Системное ПО HP-UX (Hewlett-Packard) Потомок AT&T System V. поддерживает до 256 проце
Кластеры - Системное ПО HP-UX (Hewlett-Packard) Потомок AT&T System V. поддерживает до 256 процессоров; поддерживает кластеры размером до 128 узлов; подключение и отключение дополнительных …
Pic.171
Параллельные вычислительные системы Кластер на основе локальной сети
Параллельные вычислительные системы Кластер на основе локальной сети
Pic.172
Параллельные ВС класса МКМД: Кластеры
Параллельные ВС класса МКМД: Кластеры
Pic.173
Кластеры на основе локальной (корпоративной) сети При объединении в кластер компьютеров разной мощно
Кластеры на основе локальной (корпоративной) сети При объединении в кластер компьютеров разной мощности или разной архитектуры, говорят о гетерогенных (неоднородных) кластерах. Узлы кластера могут …
Pic.174
Кластеры на основе локальной (корпоративной) сети Операционная система - стандартные ОС - вместе со
Кластеры на основе локальной (корпоративной) сети Операционная система - стандартные ОС - вместе со средствами поддержки параллельного программирования и распределения нагрузки. Модель …
Pic.175
Кластер COW
Кластер COW
Pic.176
Кластеры на основе локальной сети (Cluster Of Workstations – COW)
Кластеры на основе локальной сети (Cluster Of Workstations – COW)


Скачать презентацию

Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!