9.6. Обобщенная архитектура параллельных систем

Рассматривая эволюцию ОСНОВНЫХ ПОДХОДОВ К параллельным архитектурам, можно заметить взаимопроникновение архитектур рассмотренных вычислительных систем и на- личие общей типовой параллельной машинной организации, показанной на рис. 9.15. Типовая параллельная вычислительная система включает в себя множество закончен ных компьютеров, содержащих один или несколько процессоров (Пр) с кэш-буферами (С) и память (П), соединенных между собой через масштабируемую коммуникационную сеть. Управлять генерацией выходных сообщений или приемом входных сообщений помогает вспомогательный процессорный блок (СА) — контроллер.

С одной стороны, объединение всех подходов к построению параллельных систем в рамках одной общей структуры может показаться существенным ограничением в области дизайна. С другой стороны, все многообразие описанных выше подходов реализуется в (СА) — контроллере. Все дело в функциональности, которая должна быть им обеспечена, т. е. каков должен быть интерфейс между процессором, системой памяти и сетью.

Не удивительно, что различные программные модели определяют собственные, отличные от других требования к дизайну СА и определяют, какие системные операции являются общими и должны быть оптимизированы. В случае разделяемой памяти СА крепко интегрируется с системой памяти (П), для того чтобы управлять событиями в памяти, которые могут потребовать взаимодействия с другими узлами системы. СА должен таюке управлять приемом сообщений, доступом к памяти и устанавливать транзит по направлению к другому узлу системы. В случае МРА,коммуникация инициализи руется четкой акцией системного или пользовательского уровня, т. е. не требуется "на блюдаемости" системных событий в памяти. Вместо этого необходимо наличие возможности быстрой посылки сообщения и формирования ответа на входящее сообщение. Можно потребовать, чтобы под ответом подразумевалось выполнение операции сравнения тэгов на совпадение, чтобы буфера были локализованы, чтобы передача данных комментировалась. Параллельные данные и систолические подходы делают акцент на

Рис. 9.15. ОбобщеннаЯ масштабируемая структура параллельных систем

быстрой глобальной синхронизации, которая может быть прямо поддержана сетевыми механизмами или СА.Dataflow-архитектура делает акцент на быстром, динамическом распределении вычислений, основанном на входных сообщениях. Систолические алгоритмы предоставляют возможность использовать общие алгоритмические модели в спе циальных задачах синхронизации параллельного взаимодействия.Даже при этих различиях важно заметить, что все из рассмотренных подходов имеют много общего, т. е. они требуют инициировать сетевую транзакцию как результат специфичных процессорных событий, и они требуют реализации прямых операций на удаленном узле системы для выполнения необходимых программных действий.

Мы таюке видим, что произошло разделение между программной моделью и машинной организацией, как только среда параллельного программирования достигла своей зрелости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шагурин И.И., Бердышев ЕМ. Процессоры семейства Iгi Рб. Архитектура, программирование,

интерфейс. — М.: Горячая линия, — Телеком, 2000— 248с.

2. Гук М. Процессоры iп от 8086 до Реп 1. — СП6.: Питер, 1998г. — 224с.

3. Куриянов М.С., Петров Г.А., Пузанков д.В. Процессор Регi архитектура и программирование.

— СП6.: ГЭТУ, 1995.

4. Куприянов М.С., Матюшкин Бд. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, сред ства проектирования. — СП6.: Политехника, 1999г. — 592с.

5. Куприянов М.С., Мартынов О.Е., Панфиловд. Коммуникационные контроллеры фирмы «Мо

—СП6, Ыiу, 2000г.

6. Куприянов М.С., Иванова В.Е., Матвиенко Н.И. 16- и 32-разядные микроконтроллеры и иI-iтегри рованныепроцессоры фирмы МЫогоiа.—М., 1998.

7. Грушин С.И., душутин И.д., Мелехин В.Ф. Проектирование аппаратных средств микропроцессор ных систем: Учеб. пособие. — Л.:ЛПИ им. Калинина, 1990. —78 стр.

8. Армстронгдж. Р. Моделирование цифровых систем на языке УНIЗI] Пер. с англ. — М.:Мир, 1992.— 175 с.

9. А Р. Т УНОI. СооI<Ьооi. 1)пiУег5iIу о $оьиi Аii —1990.

10. А$IIепIеп РЫ. ТI”е Оез Сiiiбе о \iНОI.. Мог9агi Каii Р1]Ыи$i1ег Iпс. Зап Ргагiсi$со,

Саii 1995, 688 с.

11. Бибило П.Н. Основы языка \‘НОI.. — Минск: Ин-т техн. Кибернетики НАН Беларуси, 1999. —202 с.

12. УНОI’92. Новые свойства языка описания аппаратуры УНОI!Пер. с англ. — М.: Радио и связь,

1995,- 256 с.

13. Современные микроконтроллеры:Архитектура, средства проектирования, примеры примене ния, ресурсы сети Интернет. <Телесистемы». Под ред. Коршуна ин.; Составление, пер. с англ. и литературная обработка Горбунова Б.Б. — М.: Издательство (Аким>, 1998. —272 с.

14. Программируемые логические ИМС на КМОП-структурах и их применение/ПП. Мальцев,

НИ. Гарбузов, А.П. Шарапов, А.А. Кнышев. — М.: Энергоатомиздат, 1998. -158 с.

15. Угрюмов Е.П., Грушницкий Р.И., Альшевский А.Н. БИС/СБИС с репрограммируемой структурой:

Учебное пособие. —СП6.: ГЭТУ, 1997. —96 с.

16. Угрюмов Е.П., Смирнов АМ., Альшевский А.Н. БИС с программируемой структурой: Учебное

пособие.—СП6.: ГЭТУ, 1995—64 с.

17. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. —СП6.: БХВ—Санкт-Петербург 2000. —528 с.

18. Антонов А.П., Мелехин В.Ф., Филиппов А.С. Обзор элементной базы фирмы АIIега. —СП6.:

ЭФО, 1997. — 142 с.

Оглавление

Предислови

Введение