Множественный поток команд – множественный поток данных (Multiple Instruction – Multiple Data). MIMD
Архитектура MIMD предполагает, что все процессоры системы работают по своим программам с собственными потоками данных.
- Определите основные архитектуры современных параллельных вычислительных систем.
1) Системы MPP (массивно параллельные системы) состоит из однородных вычислительных узлов, включающих один или несколько центральных процессов, обычно RISC, локальную память. (доступ к памяти других узлов не возможен). Коммуникационные процессы иногда жесткие: IBM? SP2 (512 –узлов, 512-процессоров), CRM
2) SMP - система состоит из нескольких однородных процессоров и массива общей памяти. Все процессоры имеют доступ к любой точке памяти с одинаковой скоростью (Pentium)
3) NUMA – система с неоднородным доступом к памяти (Nan-Uniform Memory Access)/ система состоит из однородных базовых модулей, состоящих из одного процессора и блока памяти, модули объединены с помощью высокоскоростного коммутатора, поддерживается единое адресное пространство, т.е. возможен доступ к удаленной памяти других модулей, при этом доступ к локальной памяти в несколько раз быстрее чем к удаленной.
4) PVP – Parallel Vector Processing
PVP = SIMD+MISD
Основным признаком PVP систем является наличие специальных векторно-конвейерных процессов, в которых предусмотрены команды однотипной обработки векторов независимых данных.
Конвейеры работают одновременно над общей оперативной памятью, несколько таких конвейеров объединены с помощью коммутатора.
5) Кластерные системы – набор рабочих станций (даже РС), которые используются в качестве дешевого варианта параллельного компьютера. Для связи узлов используется одна из стандартных сетевых программ.
6) Виртуальные компьютеры
- Перечислите основные топологии сетей. Укажите различия между физической и логической топологиями сети.
Под топологией понимается конфигурация графа, вершинами которого являются компьютеры сети, а ребрами – физические связи между ними.
Компьютеры, подключенные в сеть часто называют узлами. Узлами сети могут быть не только компьютеры, но и другое сетевое оборудование: концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.
Следует различать физические и логические связи между узлами. Топология физических связей определяется соединением узлов с помощью кабельной системы. Логическая топология представляет собой маршруты передачи данных между узлами.
Различают широковещательную топологию и последовательскую.
Последовательская подразумевает маршрутизацию перехода от одного узла к другому. К ней относятся такие топологии как: звезда с активным центром, кольцо, ячеистая.
К широковещательной относятся: общая шина, звезда с пассивным центром.
Топология полносвязная.
Каждый узел связан со всеми остальными. Применяется редко, так как отличается громоздкостью и большими затратами.
Топология ячеистая.
Топология представлена несколькими ячейками, связанными между собой. Данная топология применяется в глобальных вычислительных сетях.
Топология общая шина.
Компьютеры подключаются к одному кабелю. Передаваемая информация может распространяться по кабелю в обе стороны. Преимущества: много компьютеров на один кабель. Недостатки: 1. относительно низкая надежность (повреждение кабеля в одном месте приводит к неработоспособности всей сети целиком). 2. относительно невысокая производительность (в любой момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, поэтому пропускная способность делится между всеми узлами в сети). Данная топология была основой для построения локальных сетей до сер. 90-х гг.
Топология звезда.
В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, которое называется концентратор. Достоинства: относительно более высокая надежность по отношению к топологии общая шина. Недостатки: более высокая цена сети, потому что необходимо специальное устройство (кабель дешевле, чем в общей шине). Возможность по наращиванию количества узлов в сети ограничивается количеством портов концентратора (8, 16, 32). Если же количество компьютеров в сети превышает количество портов концентратора, то сеть выполняют по технологии иерархическая звезда, объединяющая несколько концентраторов.
В настоящее время концентраторы меняются на коммутаторы (Switch HUB). В настоящее время это самая распространенная технология (банки, гос. учреждения).
Топология кольцо.
Данные передаются по кольцу от одного узла к другому в одном направлении. Каждая порция передаваемых данных имеет адрес узла, которому она предназначена. Если компьютер распознает данные, как свои, то он их принимает. Порция данных имеет кадр (адрес узла). Недостатки: Относительно низкая надежность (не сделать переключение, если компьютер отключен). Достоинства: Кольцо очень удобно для контроля процесса доставки данных адресату и созданию промышленных систем автоматизации реального времени.
Смешанная топология.
Данная топология характерна для больших сетей. В таких сетях можно выделить отдельные фрагменты, имеющие одну из типовых топологий. Так организован Интернет.