№45.Классификация структур вычислительных систем в архитектуре МКМД.

ОД-n ОК-2 ОК-n

ОД-2 ОК-1

ОД-1

МКМД- многократно повторенный ОКОД.
Архитектура МКМД предполагает, что все процессоры системы работают по своим программам с собственным потоком команд. В простейшем случае они могут быть автономны и независимы.
После разочарований при построении супер-ЭВМ высокой производительности исследования всех фирм переключились на архитектуру МКМД. Успехи микроэлектроники позволяют здесь каждому вычислителю-процессору дать собственную ОП и обеспечивать произвольные связи вычислителей друг с другом в ходе вычислительного процесса.
За системами этого типа имеется большое будущее, особенно в части создания
MPP-систем (систем массового параллелизма).Существуют разработки, которые позволяют объединять в рамках одной системы тысячи микропроцессоров.

[pic]

№46 Системы массового параллелизма (MPP). Проблемы их построения и работы.
Системы массового параллелизма - системы, где возможно построение системы с десятками, сотнями и даже тысячами процессорных элементов с размещением их в непосредственной близости друг от друга.
МРР системы относятся к слобосвязанным это значит, что в данных системах предполагается невысокая оперативность обмена, при этом соответственно снимается общее число конфликтов.Если каждый процессор имеет собственную память, то он также будет сохранять известную автономию в вычислениях. Все процессорные элементы в таких системах должны быть связаны единой коммутационной средой. Здесь возникают проблемы, аналогичные ОКМД - системам, но на новой технологической основе. Передача данных в MPP - системах предполагает обмен не отдельными данными под централизованным управлением, а подготовленными процессами (программами вместе с данными).
Этот принцип построения вычислений уже не соответствует принципам программного управления классической ЭВМ. Передача данных процесса по его готовности больше соответствует принципам построения "потоковых машин"
(машин, управляемых потоками данных). Подобный подход позволяет строить системы с громадной производительностью и реализовывать проекты с любыми видами параллелизма, например, перейти к "систолическим вычислениям" с произвольным параллелизмом. Однако для этого необходимо решить целый ряд проблем, связанных с описанием, программированием коммутаций процессов и управлением ими. Математическая база этой науки в настоящее время практически отсутствует.

№47. Сист. массового параллелизма.
Успехи микро интегральной технологии и появление БИС и СБИС позволяют расширить границы и этого направления. Возможно построение систем с десятками, сотнями и даже тысячами процессорных элементов в непосредственной близости друг от друга. Если каждый процессор имеет собственную память, то он будет сохранять известную автономию в вычислениях. Подобные ВС получили название систем с массовым параллелизмом.МРР-Mass Parallel Processing. Передача данных в МРР системах предполагает обмен не отдельными данными под централлизованным управлением, а подготовленными процессами (программами вместе с данными). Это уже не классическая ЭВМ. Подобный подход позволяет строить системы с громадной производительностью. Однако для этого необходимо решить целый ряд проблем , связ с описанием , программированием коммутаций процессов и управлением ими. Математическая база этой науки практически отсутствует.
Экономические и технические предпосылки появления и развития сетей.
Экономические: Анализ характеристик ЭВМ различных поколений показал, что в пределах интервала времени , характер-ся относительной стабильностью элементной базы, связь стоимости и производительности ЭВМ выраж квадратичной зависимостью: С = К1*П*П Построение же вычислительных систем позволяет сократить затраты, т к для них сущ линейная формула С =
К2*(П1+П2++Пn) где С-стоимость ,К- коэф порпорциональности, П- производительность ЭВМ.
Технические: Наличие нескольких вычислителей в системе позволяет по-новому решать проблемы надежности ,достоверности результатов,Резервирования,централизации хранения и обработки данных, децентрализации управления и т.д.

№46 Вычислительные сети. Экономические и технические предпосылки появления и развития сетей ЭВМ.
Сразу после появления вычислительной техники наметились тенденции к ее слиянию со средствами связи. Этот факи имеет довольно серьезное обоснование. В специализированных системах, в которых необходимо обеспечивать высокую оперативность и достоверность, выч. техника позволила сократить время подготовки данных, время проверки, настройки и т.д. Техника связи обеспечила процессы передачи цифровых данных. Первоначально каждая фирма создавала собственные специализированные вычислительные сети, резко отличающиеся друг от друга сотавом оборудования.ю типом каналов связи, структурой, програмным обеспечением и т.д. Сложность процдур передачи цифровых данных привела к появлению большого кол-ва методов, способов, а ззатем и стандартов по созданию сетей

№47 Классификация ВС и Структура ВС
Структура – это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В качестве элементов ВС выступают ЭВМ и процессоры. В ВС, относящихся к класу больших систем , можно рассматривать структуры технических, програмных средств, структуры управления.
Все сети можно классифицировать по следующим признакам :
1. По степени территориальной разобщенности (локальные, глобальные) Машины сети находятся в непосредственной близости друг от друга (5-20) км. Общая протяженность сети 1,5-2 км. Число машин 15-20. В пределах одного или нескольких зданий. Как правило не используются каналообразующая апаратура.

Территориальные – Образуются путем слияния нескольких локальных сетей с помощью техники связи. Формируется в пределах города

Глобальные – соединение территориальных сетей. Могут передавать данные междугосударствами независимо от расстояния
2. По характеру реализуемых функций в сети. а) вычислительные б) информационные в) информационно-вычислительные
3. По способу управления а) централизованные (очень простые и небольшие) б) децентрализованные в) сети смешанного типа
Развитие сетей приводит к децентрализованному управлению.Вдецентрализованной сети функции управления дублируются на нескольких комьпьютерах и могут передаваться в случае выхода из строя отдельных звеньев, вэтом случае получается система со смешанным управлением.
4. По организации передачи информации а) с селекцией информации б) с маршрутиризацией информации
5. По типу построения маршрута а) по выделенному каналу б) с комутацией каналов в) с комутацией сообщений г) с коммутацией пакетов сообщений
6. По топологии а) широковещательные ( в данных сетях все компьютеры могут прослушивать информацию) б) последовательные (обычно имеют ячеистую структуру)
В зависимости от принадлежности сетей к определенному классу обычно рассматривают в зависимости от целей исследования аппаратурную, программную и логическую структуру.
Аппаратурная структура очень сильно зависит от топологии
Логическая структура предполагает деление сети на определенные звенья: главная машина сети, управляющая машина, коммуникационная.
Логическая и аппаратная структура могут отличаться друг от друга, т.к. отдельные ф-ции могут быть рассредоточены, а другие соединены.
Особую структуру составляет программная, которая представляет 7-ми уровневую систему протоколов ( программ обеспечивающих передачу данных между компьютерами.

№49. Типы и виды передачи информации в вычислитльных сетях. Передача по выделеным каналам. Коммутация пакетов сообщений.
Выделенный канал связи :
Это в самом простом виде связь, связь двух компьютеров проводом. Это наиболее простое в техническом отношении средство передачи данных. Но большая длина выделенного канала делает связь очень дорогой. При использовании выделенных каналов связи приемопередающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечивается высокая степень готовности системы к передачи информации, более высокое качество связи, поддержка большого трафика. Из-за сравнительно больших расходов на на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается только при условии достаточно полной загрузки канала.
Коммутация пакетов сообщений сочетает в себе преимущества коммутации каналов и коммутации сообщений. Ее основные цели обеспечение полной доступности сети и приемлемого времени реакции на запрос пользователей, сглаживание асимметричных потоков между многими пользователями, обеспечение мультиплексирования возможностей каналов связи и портов компьютеров в сети, рассредоточение критических компонентов (коммутаторов) в сети.
При коммутации пакетов пользовательские данные (сообщения) перед началом передачи разбиваются на короткие пакеты фиксированной длины. Каждый пакет снабжается протокольной информацией: коды начала и окончания пакета, адреса отправителя и получателя, номер пакета в сообщении информация для контроля достоверности передаваемых данных в промежуточных узлах связи и в пунктах назначения. Будучи независимыми единицами информации, пакеты, принадлежащие оному и тому же сообщению, могут передаваться одновременно по различным маршрутам в составе дейтаграмм. Управление передачей и обработкой пакетов в узлах связи осуществляется центрами коммутации пакетов (ЦКП) с помощью компьютеров.
В отличие от коммутации сообщений технология коммутации пакетов позволяет
:

- увеличить количество подключаемых станций (терминалов), так как здесь больше коммутаторов:

- легче преодолеть трудности, связанные с подключением к коммутаторам дополнительных линий связи

- существенно сократить время на передачу пользовательских данных, повысить пропускную способность сети и повысить эффективность использования сетевых ресурсов.
В настоящее время пакетная коммутация является основная для передачи данных.

№50 Комутация каналов. Комутация сообщений
Виды передачи информации: Коммутация каналов. При коммутации каналов между связываемыми конечными пунктами на протяжении всего временного интервала соединения обеспечивается обмен в реальном масштабе времени, причем биты передаются с неизменной скоростью по каналу с постоянной полосой пропускания. Между абонентами устанавливается сквозной канал до начала передачи информации. Этот канал формируется из участков с одинаковой пропускной способностью. Прохождение отдельного сигнала вызова обеспечивается с помощью последовательного включения нескольких комутационных устройств, размещаемых в центре коммутации каналов.аждое устройство резервирует за собой физическое соединение между одним входящим и одним изходящим каналами. Если при установлении сквозного канала связи заняты вызываемая сторона или хотябы одно из коммутационных устройств в цепочке прохождения сигнала вызова, последний будет блокироваться , и абонемент, инициировавший вызов, должен спустя некоторое время его повторить.Недостатки:
1.большое время установления сквозного канала.
2. необходимость повторной передачи сигнала вызова
3. нельзя выбрать скорость передачи
4. возможность монополизации канала одним источником
5. наращивание функций сети ограничено
6. не обеспечивается равномерность загрузки каналов связи
Преимущества:
1. Отработанность технологий
Возможность работы в диалоговом режиме и в реальном масштабе времени
Широкая область применения
Коммутация сообщений Как и все методы коммутации с промежуточным хранением, технология коммутации сообщений относится к технологии типа «запомнить и послать».Кроме того, технология коммутации сообщений обычно предусматривает отношение «главный-подчиненный»Коммутатор в центре коммутации сообщений выполняет регистрацию и выбор при управлении входящими и выходящими потоками. Здесь не рассматриваютсяинтерактивный режим и режим реального времени,однако данные через коммутатор могут передаваться с очень большой скоростью с соответствующим определением уровня приоритета для различных типов потоков данных.Важно отметить ,что при коммутации сообщение независимо от его длинны целиком сохраняет его целостность, как единичный объект в процессе его прохождения от одного узла к пункту назначения.
Транзитный узел не может отправить сообщение пока целиком его не примет.
Недостатки:
Очень большие ЗУ
Недостаточные возможности по реализации диалогового режима
Выход из строя одной сети при отказе коммутатора
Коммутатор узок для прохождения
Каналы передачи данных используются мене эффективно чем другие методы коммутации
Преимущества. Не надо заранее устанавливать сквозной канал
Формирование маршрута из отдельных участков с разной скоростью
Реализация различных систем обслуживания запросов с учетом их приоритетов
Возможность сглаживания пиковых нагрузок путем запоминания низкоприоритетных потоков в периоды этих нагрузок.
Отсутствие потер запросов на обслуживание.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5