- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 1905
Организация Internet
Internet, свободно организованное международное сообщество автономных, взаимосвязанных сетей, опирающихся на добровольное строгое соблюдение открытых протоколов и процедур определенных стандартами Internet. Есть также много изолированных Internet, то есть, комплекты сетей, которые не подключены к Internet, но используют стандарты Internet. (RFC 1602)
Никто не владеет и не управляет Internet. В основном, участие в Internet происходит от добровольной поддержки стандартов Internet. Многие поставщики Internet не только придерживаются этих стандартов, но и делают доступ к сетям пригодным для общества. Эта - добровольная взаимосвязь и сотрудничество поставщиков, которые и формируют глобальную Internet. К настоящему времени (1996 г.), приблизительно 300 взаимосвязанных поставщиков услуг формируют Internet.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 6773
1. Общие принципы организации высокопроизводительных ЭВМ и высокоскоростных вычислений
1.1. Повышение быстродействия
1.2. Организация быстродействующих вычислительных систем
2. Принципы векторной обработки
3. Факторы, снижающие пропускную способность
4. Оценка общей производительности
5. Литература
Появление супер ЭВМ в качестве самостоятельного класса вычислительных машин произошло в начале 80-х гг. К середине 1985 г. в мире действовало более 150 таких ЭВМ стоимостью около 10 млн. долл. каждая.
Важным фактором, послужившим причиной внезапного роста их популярности, является внезапное и очень резкое увеличение производительности ЭВМ за счет внедрения векторной обработки. В 70-х гг. ряд смелых идей был воплощен в целом классе машин, которые не имели коммерческого успеха, зато проложили путь к созданию нынешнего поколения суперЭВМ. Именно тогда впервые были реализованы принципы параллельной и векторной обработки. В 80-х гг. векторные машины практически стали обыденным явлением.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 4149
Одним из принципиальных моментов разработки МВК “Эльбрус-2” является создание внутренней машинной организации, позволяющей достичь значительного упрощения системы математического обеспечения за счет приближения аппаратных возможностей к нуждам программирования.
Система команд и внутренняя структура МВК “Эльбрус-2”, включающая универсальный стековый механизм, приспособлены для программирования на языках высокого уровня и позволяют осуществлять эффективную компиляцию программ в машинный код. Рекурсивное использование процедур, работа нескольких пользователей с общими данными, практически неограниченный объем математической памяти, предоставляемый в распоряжении пользователя, динамическое распределение и защиты памяти, разветвленная система прерываний существенно облегчают программирование и повышают производительность машины. Высокая производительность МВК “Эльбрус-2” обеспечивается также архитектурными особенностями системы, среди которых прежде всего необходим отметить параллелизм обработки.
Параллельная обработка данных реализуется на двух уровнях — параллельных процессов и параллельного выполнения независимых команд. Первый уровень — это реализация эффективной многопроцессорной системы. второй уровень — обработка команд по принципу поточной линии с максимально возможным совмещением выполнения во времени.
Формально многопроцессорность системы “Эльбрус” заключается в том, что модули центральных процессоров (ЦП) и процессоров ввода-вывода (ПВВ) работают с общей оперативной памятью (ОП) параллельно и независимо друг от друга. Однако такое определение неполно.
Многопроцессорность — это не простое механическое объединение нескольких процессоров с общей памятью. Эффективная мультипроцессорная работа обеспечивается доступом в ОП по восьми независимым каналам, системой взаимного программного прерывания процессоров для синхронизации параллельной работы, аппаратно-реализованными семафорными операциями для синхронизации доступа к общим данным, динамическим распределением ресурсов, прежде всего памяти, повторной входимостью программ, универсальной и совершенной защитой памяти, специальной организацией сверхоперативной буферной памяти и др.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 3391
Большинство из описанных выше структурных и архитектурных способов увеличения производительности ВС были открыты в 60-х годах и вначале применены на отдельных моделях ЭВМ 2-го и 3-го поколений, потом стали использоваться в ВС высокой производительности и, наконец, после усовершенствования апробирования нашли применение в серийных ЭВМ и ВС различных классов 3-го и 4-го поколений. Это обычный путь внедрения новых технических решений и не только в ЭВМ. Но бывает и так, что появляется машина, в которой сразу и успешно внедрены многие “революционные” технические идеи. Такие машины вместо жизненного цикла (морального старения) в десяток лет выпускаются 20 и более лет и кладут начало новому семейству.
В гражданской авиации такими машинами были ПО-2, ЛИ-2,. (ДС-3), Ил-62; в автомобильной промышленности – первая модель “Фольксваген”; среди ЭВМ – серия 6000 Control Data, семейство IBM-360/370, БЭСМ-6. За созданием таких моделей в вычислительной технике стоят имена выдающихся архитекторов-конструкторов ЭВМ: Сеймура Крея, Дж. Амдала, академика Лебедева – людей не только генерировавших передовые идеи, но и организаторов, создавших вокруг себя коллективы талантливых коллег и последователей.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 4810
В основу классификации многопроцессорных вычислительных систем (МВС), предложенной Ф.Г. Энслоу [1], положены разновидности топологии соединительной сети и методы ее работы, определяющие метод соединения аппаратных модулей в единую многопроцессорную вычислительную систему. Эта классификация учитывает степень параллельности потоков информации степень и возможность одновременной работы модулей МВС. Предполагается, что МВС сосредоточена в одном месте таким образом, что расстояния между отдельными ее модулями позволяют передавать информацию со скоростью, согласующейся с производительностью процессоров и пропускной способностью остальных элементов.
Согласно классификации Ф.Г. Энслоу существует несколько типов структурной организации МПВК:
- с общей шиной;
- с перекрестной коммутацией;
- с многовходовыми ОЗУ;
- ассоциативные;
- матричные и векторные,
- конвейерной обработкой.
Подробнее: Классификация аппаратных средств вычислительных систем по Ф.Г. Энслоу
- Информация о материале
- Категория: Учебная деятельность - Масич
- Просмотров: 4496
Лекционные курсы и подготовка кадров
|
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)Кафедра «Информационные технологии и автоматизированных систем» (ИТАС)
Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ)Кафедра «Механика сплошных сред и вычислительные технологии» (МСС& ВТ)
|
Архитектуры вычислительных систем
- Что изучает дисциплина информатика. Понятие архитектуры систем, примеры архитектур.
- Понятие вычислительная система (ВС). Существенные признаки ВС. Понятие главного интерфейса, селекторного и мультиплексного канала, прерывания, СОЗУ.
- Режимы работы ВС.
- Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы: типы связей и структурной организации, особенности программного обеспечения.
- Классификация аппаратных средств вычислительных систем по Ф.Г. Энслоу.
- Архитектуры вычислительных систем линии БЭСМ-6 и Эльбрус-2.
- Принципы векторной обработки.
- SMP-архитектуры, понятия аппаратной и программной симметрии, распределенных прерываний и когерентности кэша. Реализация архитектуры cc-NUMA (S2MP) в Origin компании SGI.
- MPP-архитектуры, способы реализации когерентности данных в этих системах. Система CRAY T3D (США) и МВС-100 (Россия)
- Кластерные-архитектуры.
- Ведущие фирмы изготовители и архитектурные особенности разрабатываемых ими SMP- и MPP-систем.
- Архитектуры современных суперскалярных процессоров.
- Основные понятия о нейрокомпьютерах
|
Темы для исследований: |
1. Протоколы передачи данных 2. Интерконнект HPC 3. Сетевые технологии 4. Оценка производительности вычислительных систем 5. Нейрокомпьютеры |
Модель открытой сети ISO
- Эволюция принципов теледоступа к информационно-вычислительным системам (ИВС) .
- Международные организации, разрабатывающие и утверждающие стандарты вычислительных сетей.
- Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI RM). Часть-1, Часть-2
- Эталонная модель окружений открытых систем (OSE RM)
Сетевая архитектура X.25
- СПД X.25
- Рекомендация X.25. Общие сведения. Форматы пакетов. Виртуальный (логический) канал: постоянный (ПВК) и коммутируемый (КВК). Механизмы управления потоком и исправления ошибок.
- Сопутствующие Рекомендации Х.25 другие стандарты (Рекомендации X.3, X.28 X.29) и их назначение. Рекомендация X.121, понятие DNIC.
Сетевая архитектура TCP/IP
Историческая справка
- Физический уровень
- Канальный уровень (L2 OSIRM)
- Протокол HDLC. Презентация.
- Протоколы SLIP/CSLIP и PPP.
- Ethernet технология
- Протокол STP
- Сетевой уровень (L3 OSIRM)
- Протокол IP
- Протокол ICMP
- Протокол ARP
- Протокол BOOTP
- Маршрутизация в IP сетях. Типы алгоритмов маршрутизации, их достоинства и недостатки, соответствующие им протоколы маршрутизации.
- Протокол маршрутизации RIP
- Понятие автономной системы и маршрутной политики. Содержание и объекты маршрутной политики.
- Транспортный уровень (L4 OSIRM)
- Протокол TCP. Стратегии управление потоком.
- Протокол UDP. Назначение и область применения. Формат заголовка, назначение полей заголовка.
- Протокол UDT.
- Протоколы прикладных процессов
Услуги Internet
- Электронная почта
- DNS - доменная система имен
Управление компьютерными сетями
Лабораторные работы
L2 OSI RM
1. HDLC Теория, теория кратко, варианты заданий
2. STP Варианты заданий, топология
L3 OSI RM
1. IPраспределение адресного пространства. Теория, топология, варианты заданий
2. IP маршрутизация. Вариант движения
L4 OSI RM
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 19079
Вычислительная техника в своем развитии по пути повышения быстродействия ЭВМ приблизилась к физическим пределам. Время переключения электронных схем достигло долей наносекунды, а скорость распространения сигналов в линиях, связывающих элементы и узлы машины, ограничена значением 30 см/нс (скоростью света). Поэтому дальнейшее уменьшение времени переключения электронных схем не позволит существенно повысить производительность ЭВМ. В этих условиях требования практики (сложные физико-технические расчеты, многомерные экономико-математические модели и другие задачи) по дальнейшему повышению быстродействия ЭВМ могут быть удовлетворены только путем распространения принципа параллелизма на сами устройства обработки информации и создания многомашинных и многопроцессорных (мультипроцессорных) вычислительных систем. Такие системы позволяют производить распараллеливание во времени выполнения программы или параллельное выполнение нескольких программ.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 5393
1. Монопольный режим.
Это самый простой режим, при котором ЭВМ передается полностью со всеми ресурсами одному пользователю. В таком режиме работали ЭВМ 1-го поколения. В них пользователь сам осуществлял операции ввода-вывода, производил отладку и запуск задачи, следил за ходом ее решения. Режим, удобный для программиста, - машина всегда в его распоряжении, он работает в диалоге с ней. Неудобство - чрезвычайно низкий коэффициент использования оборудования. Компромисс был найден позднее в больших машинах введением режима разделения времени.
В настоящее время монопольный режим вновь нашел применение в персональных ЭВМ, но он существенно отличается от монопольного режима работы машин 1-го поколения. Пользователь на персональной ЭВМ действительно один, но в помощь ему работает целая операционная система с большим набором сервисных и прикладных задач. Все управление работой ВС осуществляется пользователем через ОС, о всех ситуациях, требующих его вмешательства, пользователь получает сведения не непосредственно от источника, вызвавшего эту ситуацию, а от ОС, которая уже произвела анализ и, как правило, предлагает пользователю альтернативу дальнейших действий.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 2585
1. Существенные признаки вычислительных систем
4. Перспективы архитектур ввода/вывода для серверов и рабочих станций
Развитие вычислительной техники основывается на постоянном усовершенствовании элементной базы и разработки новых архитектурных решений. Можно условно разделить периоды развития на этапы - поколения. По элементной базе можно выстроить следующий ряд поколений: ламповые — полупроводниковые — интегральные схемы. В свою очередь машины на интегральных схемах можно подразделить на ИС — БИС — СБИС — Микропроцессор (Кил-ЦП). Под кил-ЦП (приставка "кил" - образовано от слова килер) понимается современный микропроцессор, вобравший в себя все современные архитектурные решения и называемый килером в связи со своей дешевизной, а значит и повсеместным использованием при построении современных многопроцессорных вычислительных систем.
- Информация о материале
- Категория: Лекции
- Просмотров: 4535
2. Что изучает дисциплина информатика
Целью изучаемой нами дисциплины является рассмотрение внутренностей информационно-вычислительных систем и сетей для последующего осмысленного их использования в дальнейшей профессиональной деятельности. Причем надо понимать, что изучить в нашем курсе все о системах и сетях невозможно. Поэтому задача преподавателя - донести в лекционных материалах самые существенные, основополагающие, то есть фундаментальные качества и черты изучаемых в курсе систем. И ориентироваться преподавателю и студенту надо не на принцип образование на всю жизнь, а на принцип образование через всю жизнь. Следствием этого принципа является постоянная работа с литературными источниками и приобретение профессионального опыта в конкретной области. Как правило, преподаватель имеет перечень приоритетных направлений исследований и актуальных практических задач, которые могут и должны использоваться для углубленной проработки интересующих студентов тем.
Накопленный мною опыт работы в области, которая сейчас называется информатика, подтверждает важность выделения и последующего осмысления в ней самых существенных, фундаментальных, устойчивых и долгоживущих знаний. Другими словами, только получив представление об изучаемых объектах, проблемах их проектирования и создания, тенденциях развития возможен правильный последующий выбор траектории обучения. Дилемма преподавания заключается в подборе для изучения такого состава изучаемого материала, который с одной стороны должен учитывать образовательный стандарт специальности (стандарт пересматривается каждые пять лет и это чрезвычайно редко для такой динамически развивающейся области знаний, как информатика), а с другой стороны быть актуальным для текущего времени в регионе. Поэтому-то и формируются разные учебные модули, которые удовлетворяют требованиям стандарта специальности, но при этом имеют разный рейтинг актуальности, сказывающийся в конечном итоге на рейтинге кафедры и учебного заведения в целом.
Выделенные в предыдущем тексте курсивом выражения имеют философский смысл. Поясним смысловую нагрузку слова информатика и некоторые подходы к изучению нашей дисциплины.
Подробнее: Что изучает дисциплина информатика. Понятие архитектуры систем. Примеры архитектур.
