22. Вычислительная поверхность «Meiko» для создания мультипроцессорной системы с заданными свойствами.

Анализ способов организации структур ВС привел к идее создания типовой вычислительной поверхности, которая была названа вычислительная поверхность Meiko – вычислительная среда, которая настраивается на решение определенных задач.

(Жесткая среда: дорого, не все модули будут действовать, следовательно, надо иметь набор модулей, конфигурацию осуществлять определенными способами (экспертная система и так далее)).

Meiko состоит из:

1. Набора типовых модулей, с помощью которых может создаваться любая структура

2. Интерфейсы этих модулей, которые позволяют этим модулям объединяться между

собой, либо использовать стандартное оборудование.

3. Программное средство, с помощью которого может быть распараллелен вычислительный процесс, то есть должен быть язык и транслятор, с помощью которого программу можно будет автоматически распараллеливать

на однородные этапы. Таким языком стал Occam – 2: описывает программы с возможностью распараллеливания на оборудовании. В качестве вычислительных элементов используется

транспьютер. Общая схема вычислительного модуля (однородного, который используется для построения схемы):

Каналы связи соединяют вычислительные модули в поверхность, что позволяет передавать сигналы. В поверхности можно использовать любую конфигурацию из тех, которые были рассмотрены выше.

При организации любой вычислительной поверхности:

Любая структура, создаваемая на основе вычислительных модулей должна отвечать требованию: время затрачиваемое на выполнение задач должно быть >> , чем время пересылки информации по сети. T_выч >> T_пер Иначе такая структура не имеет смысла. Производительность к стоимости должна быть максимальной.

Наиболее рациональная структура: Гиперкуб с диаметром n-1 и с числом узлов 2ⁿ позволяет в наибольшей степени соотнести между собой вычисления и пересылку информации.

23.Сравнительные возможности двух методов организации параллельных вычислений в вс: конвейеризации и мультипроцессирования.

1. Массовый параллелизм. 2. Конверизация.

П усть необходимо сложить 8 чисел с ПЗ с использованием двух принципов вычислений. Пусть есть в параллельной системе 4 независимых процессора, а в конвейерной системе четырехступенчатый сумматор.

Технология вычислений:

1-й такт: задействованы все четыре процессора; 2-й такт: два процессора; 3-й такт: один процессор. Имеется избыточность оборудования и неэффективное использование системы.

В зависимости от задачи и других причин более эффективной может быть конвейерная система, либо массовый параллелизм. Параллельная система эффективна, в том случае, когда длина вектора кратна количеству процессоров.

Сравнительная таблица возможностей конвейерной и параллельной обработки

Параметр	Организация
	Параллельная система	Конвейерная система
Базовая структура	Независимо выполняются задачи на отдельных блоках аппаратуры	Разбиение функций на N подфункций (сколько ступеней: 26)
Производительность	N результатов за Т секунд (где Т – длительность такта)	Один результат за Т/N (N – число ступеней в конвейере)
Основной период синхронизации выполнения операций	Время выполнения одной функции, которой мы синхронизируем процесс	Время выполнения одной ступени, по которой происходит синхронизация, берется время самой длинной ступени
Типовая структура	МКМД, ОКМД	ОКОД, МКОД – много команд разделяют один конвейер, ОКМД
Предпочтительные задачи	Матричные задачи с длинами векторов, кратных числу процессоров и для задач, для которых весь вычислительный процесс можно разбить на независимые части, т.е. когда можно распараллелить задачи	Задачи для обработки векторов произвольной длины. Вектора большие и одномерные.
Временная диаграмма вычислений	№ процессора, № такта	№ ступени, № такта
Типовая организация памяти	Многократно используемые независимые модули памяти	Многократно расслоенная общая память
Техническая скорость доступа в память	Время обращения большое с короткими интервалами доступа	Постоянная средняя
Особенности управления	Специализированное программное обеспечение	Аппаратура, системы с жесткой логикой
Ограничения по применению	Стоимость из-за избыточности	Элементарная база – скорость отдельных элементов, скорость доступа в память
Надежность	Горячее резервирование, высокая надежность	Дорогая надежность