Метод 3 Комплексне розв’язання .
Причини появи КС
1 причина – підвищення надійності
2причина – підвищення продуктивності роботи. Вимірюють продуктивність у флоксах. Flops-число речових і дійсних операцій, які виконує комп’ютер в одиницю часу
3причина – робота в режимі реального часу
Основні ознаки за якими можна класифікувати (порівнювати ) КС.
1)За способом організації обчислювального процесу:
А) централізовані
Б) децентралізовані
В) абсолютно централізовані та абсолютно децентралізовані
2) За функціональними можливостями або призначенням:
А) універсальні
Б) спеціалізовані
За розміщенням
А) територіально зосереджені
Б) територіально розподілені
Обр<перед., то система є зосередженою
Перед >обр, то система є розподіленою
4) За однорідністю:
А)однорідні
Б)неоднорідні
За сталістю структури
А) із незмінною структурою
Б) із змінною структурою
За спроможністю пристосовуватись до змін середовища
А) неадитивні системи
Б) адативні
За способом організації каналів зв’язку між компонентами КС
А) дротові канали зв’язку
Б) бездротові канали зв’язку
За методом синхронізації роботи
А) синхронні
Б) асинхронні
За часовим режимом роботи
А) оперативний режим (онлайн) – реальний час
|
|
|
Б) неоперативний режим (офлайн)
10) За методом доступу до ресурсів каналів зв’язку та інше:
А) колективного користування
Б) корпоративно – колективного користування
В) корпоративно індивідуального користування
За ступенем мобільності
А) стаціонарні нерухомі
Б) мобільні рухомі
За можливістю впливу на навколишнє середовище
А) закриті непов’язані з зовн. Середовищем
Б) відкриті системи системи
В) відкриті впливаючі
За впливом людини
А) неавтономні кс
Б) автономні кс
За будовою
А) багатопроцесорні
Б) багатомашинні
Обговорення загальних методів підняття продуктивності системи
Є два методи
1) Метод паралельної роботи (паралелізація)
2) Метод конвеєризації роботи (конвеєризація)
Розглянемо простий приклад Мур Фокса (1987р)
Розглянемо задачу побудови Мура.
Мур Фокса
Один працівник для побудови мура витрача Т годин. Питання: Скільки часу треба для 4 робітників . Для кожного ясно що відповідь не дорівнює Т/4. Для 4 людей які будують мур виникає організаційна задача забезпечення того щоб вони працювали разом конструктивно, та не заважали один одному. Розглянемо декілька шляхів організації робіт, кожен метод буде мати безпосередню аналогію з реальними задачами паралельністю програмування.
|
|
|
Метод 1 Конвеєрне розв’язання
Вся робота поділяєть між робочими горизонтально кожен робітник будує тільки один ряд цегли, при цьому всі вони можуть працювати над муром але ефективність буде менша в 100%, тому що неможна починати будувати більш верхні ряди поки побудовані більш нижні.Цей розвязок ілюструє накладні витрати, пов’язані із заповненням і звільненням векторного компа (машини). Цей метод може бути ефективним методом розпаралелення задачі лише якщо мур має достатню довжину так що довший час всі робітники можуть працювати одночасно (конвеєр має бути довшим).
Метод 2 Геометричне розв’язання
Це розв’язання базується на поділі мура на вертикалі секції, кожному робітнику виділяється одна секція. Всі працівники можуть почати роботу одночасно, але тепер вони стикнуться із проблемою синхронізації робіт на стику секції.
До того часу поки 2 робітники які працюють поруч не обміняються інформацією про те, що сусідня цегла вже покладена неможна починати ставити наступний ряд цегли. Крім додаткових накладних витрат пов’язаних з таким обміном інформацією та синхронізацією, необхідно забезпечити добрий баланс навантажень для отримання високої продуктивності. Для випадку на рис 3 за нерівномірністю розподілення робіт така організація малоефективна.
|
|
|
Метод 3 Комплексне розв’язання .
При цьому розв’язанні цим методом цегла та цемент не виділяється кожному муляру чи цегляру окремо, а зберігається як централізований ресурс, кожен цегляр забирає цеглу і цемент переносить її до муру та кладе в наступну доступну позицію муру (рис4).
За такою організацією робіт також виникає неефективність на початку і в кінці робіт, але але використовуючи цей метод можна досягнути високої ефективності при розв’язанні відповідних задач.
Тупік – коли всі звертаються до центрального процесора.
Парадокс дікстра
Умова: для взяття спагеті треба взяти 2 вилки.
Вихід: Один філософне сідає за сті. Тоді одна вилка вілна.
В КС методи обходу тупіків добре розв’язуються але вони можуть дуже просто виникати.
|
|
|
Клсифікація КС:
1) Класифікація Фліна (1996) M.I «труди інституту радіоінженерів», «труди IEEE»
Існують потоки комад і потоки даних . Флінн: «….бувають поодинокі потоки команд і множинні потоки команд, можуть бути поодинокі потоки даних і множинні потоки даних». Отже отримуємо чотири варіанти класифікації:
1) ОКОД
2) МКОД
3) ОКМД
4) МКМД
Системи класу ОКОД
Гарвардська архітектура:
ПК-пристрій керуваня
АЛП- арифм. Лог. Пристрій
Р – ресурс
К- команда
Д- дані
2 Системи класу МКОД
Частина науковців вважає ,що задач в яких множина команд впливає на один потік не існує тому.Тому клас 2.а є пустим .
Наприклад є радіолокаційна станція на всі АЛП іде спотворені сигнали.Кожен з АЛП працює но своїх алгоритмах ,які покращують якість того сигналу.Такі задачі нерозповсюджені , але існують.
Але в рамках класифікації Фліна існує:
Тут один потік команд розподіляється
Пк на декілька потоків мікро операцій і кожна з них реалізується спеціалізованим ,налаштованим саме на виконання мікрооперацій пристроєм .
Потік даних проходить послідовно через всі цих АЛП.(типу конвеєра).Саме системи такого класу називаються конвеєрними (системи з магістральною обробкою даних).крвм конвеєра операцій може бути конвеєр команд ,але головна ознака наявність конвеєру алп.
Мусять бути послідовності однотипних операцій над достатньо-великою послідовністю даних ,тобто коли має місце паралелізм об’єктів або даних.
3)Система класу ОКМД:
Система тоаког класу також орієнтовані на використання паралелізму об’єктів або даних для підвищення продуктивності.
Уцій системи у однієї ітої самої або майже тої самої програми обробляється декілька потоків даних кожен з цих потоків обробляється своїм алп ,який працює під загальним керуванням за рахунок того і досягається продуктивність системи.
Загальна схема (рис3) можу реалізовуватись різними способами : наприклад кожне алп може представляти собою достатньо складний пристрій ,який містить процесор обробки та оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП).
У цьому випадку потік даних і кожни й процесор потупає із власного ЗП.керування і пам'ять команд реалізується окремою ЕОМ ,яка курує ансамблем процесів тобто набір процесорів який керується іноді досить потужним сервером.Память даних може мати не тільки адресну вибірку але і асоціативну тобто за вмістом памяті.Всі системи класу ОКМД можна поділити на метричеі та асоціативні системи . іноді в цей клас залучають так звані векторніі системи та систолічні системи .
5) система класу МКМД :
можливі два способи побудови системи МКМД
1.у вигляді сукупності елементарних систем ОКОД
2. структура на рисунку 4.б
Різниця між ними в прешому випадку пам'ять є обектна в кожному випадку , а в іншому 4.б пам'ять загальною. 1 – клас багатомашинні системи, 2 – багатопроцесорні сис
Девять видів класифікацій КС.
Клас 4 класифікації Фліна дуже перевантажений.
Кук 1978р запропонував розширення класифікації фліна .Він розділив потоки команд та даних на скалярні та векторні потоки.Комбінація цих потоків призводить у підсумку до 16 типів архітектури паралельних КС.
Деякі закони,які діють в інформаційній сфері
Перший закон мура.
Щільність пакування транзисторів (інтегральних схем ) або потужність обчислень ,або швидкодія подвоюється.Кожних 18 місяців А бо збільшується в 4тири рази кожні три роки(число елементів на чіпі) == конст * 2. Як працює закон Мура ? він не є фізичним законом то є закон емпіричний ,він працює на конкурентному примусі .справедливість закону доведена тому,що тих хто з ним не рахувався давно не існує в комп індустрії.Установка така : - Або ви і ваші 999 колег подвоюєте можливості наших мікропроц наступні 18 місяців щоб ми могли вистояти в конкуренції ,або ми вас викинем.
2. Закон Рока (Артур Рок ) Вартість основного обладнання для створення напівпровідникови х пристроїв буде подвоюватись кожних 4ри роки .
3. Другий закон Мура (1995) Капітальні витрати збільшуються на багато скоріше прибутків. Вартість одної фабрики 3 мільярби баксів.
Темп технологічного прогресу буде визначатись фінансовим показником . За останнє десятиріччя науковцям та інженерам декілька разів вдалося обійти закони природи,але з економічними зак справа була в жопі.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 17; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!