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.

1. 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

1. 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.