3. Принципы и уровни параллельных вычислений.

Под параллельными вычислениями понимаются процессы обработки данных, в которых одновременно могут выполняться несколько операций компьютерной системы. Достижение параллелизма возможно только при выполнимости следующих требований к архитектурным принципам построения вычислительной среды:

• независимость функционирования отдельных устройств ЭВМ – это требование относится ко всем основным компонентам вычислительной системы – к устройствам ввода-вывода, к обрабатывающим процессорам и к устройствам памяти;

• избыточность элементов вычислительной системы – организация избыточности может осуществляться в следующих основных формах:

  • использование специализированных устройств, таких, как отдельные процессоры для целочисленной и вещественной арифметики, устройства многоуровневой памяти (регистры, кэш);

  • дублирование устройств ЭВМ путем использования нескольких однотипных обрабатывающих процессоров или нескольких устройств оперативной памяти.

  • распределенные вычисления. Этот термин обычно используют для указания параллельной обработки данных, при которой используется несколько обрабатывающих устройств, достаточно удаленных друг от друга, и в которых передача данных по линиям связи приводит к существенным временным задержкам и как результат, эффективная обработка данных при данном способе организации вычислений возможна только для параллельных алгоритмов с низкой интенсивностью потоков межпроцессорных передач данных.

Дополнительной формой обеспечения параллелизма может служить конвейерная реализация обрабатывающих устройств, при которой выполнение операций в устройствах представляется в виде исполнения последовательности составляющих операцию подкоманд. Как результат, при вычислениях на таких устройствах на разных стадиях обработки могут находиться одновременно несколько различных элементов данных.Примером параллельных вычислительных систем могут служить кластеры.Кластер (от англ. Cluster- скопление) – это группа компьютеров, объединенных в локальную вычислительную сеть (ЛВС) и способных работать в качестве единого вычислительного ресурса.

4. Устройство персонального компьютера (пк). Принцип общей шины.

Компьютер – устройство, предназначенное для получения, обработки и хранения информации. Состоит из монитора, клавиатуры и системного блока. Мультимедийный компьютер включает колонки, звуковую плату и привод компакт дисков. К компьютеру подключают периферию: принтер, сканер, колонки, ИПБ – источник питания бесперебойный и др. Системный блок состоит из: корпуса с блоком питания, материнской платы, процессора с вентилятором, оперативной памяти, винчестера (жесткого диска), привода компакт дисков (СД, ДВД, комбо, ДВД RW), дисковода. Корпус, характеризуется качеством, мощностью и возможностями блока питания (250, 300, 350, 400 Ватт). Цветом, производителем и внешним оформлением, возможностью подключения спереди USB и др. Материнская плата – сердце компьютера. на ней крепится процессор, память, видеокарта и др. устройства. Процессоры, чаще всего AMD или Intel. Сейчас всегда на них ставится вентилятор. Имеет буфер (КЕШ) измеряемый в мегабайтах. Скорость процессора в Гигагерцах. Начали выпускать двух- и четырех- ядерные, пока. Должен соответствовать разъему крепления в материнской плате и быть совместимым с ней (скажем по питанию). Оперативная память Не совместима по креплению (разное количество ножек) и не взаимозаменяема (между DDR и DDR2). Винчестер (жесткий диск), на нем хранится вся информация. Размеры в гигабайтах. Интерфейс (разъем подключения) IDE и SATA. Первый присутствует по всех типах материнских плат, второй (SATA) только в новых материнках (моложе 2 лет) и он более быстрый. Имеет собственный буфер обмена (так называемый кэш), чем он больше, тем быстрее он работает.

Привод компакт дисков может быть CD, когда он читает только диски CD, и ничего более, DVD привод читает CD и DVD, Комбопривод CDRW/DVD – читает все, но пишет только CD. Наконец DVDRW – читает и пишет любые диски. Буквы W обозначает возможность записи на диски, а не только чтения. Видеокарта служит для подключения монитора к системному блоку. Может быть вместе с материнской платой (интегрированной). Монитор лучше предпочесть жидкокристаллический, вы будете меньше уставать и сохраните больше здоровья. Размер экрана 15, 17 или 19 дюймов, но есть модели и побольше. Клавиатура и мышь – современный расходный материал. Подключаются сзади компьютера, могут иметь дополнительные кнопки управления и USB порт.

Операционная система – программа, служащая посредником между человеком и компьютерным «железом», необходима для нормальной работы прикладных программ

Соединение "общая шина". Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю; этот кабель используется совместно всеми рабочими станциями по очереди. При таком типе соединения все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети.

Достоинства: в топологии "общая шина" выход из строя отдельных компьютеров не приводит всю сеть к остановке.

Недостатки: несколько труднее найти неисправность в кабеле и при обрыве кабеля (единого для всей сети) нарушается работа всей сети.