Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Количество часов: 2 акад.часа.

Порядок работы:

1. В работе использовать конспекты лекций, учебные пособия, терминологические словари, информацию из сети Интернет.
2. Отчет по практической работе оформлять MS Word. В нем указать:

– Номер и название практической работы.

– Описание каждого задания.

– Результат выполнения по каждому заданию: скриншот (картинку) окна компьютера, письменный вывод и пр.

– При необходимости заполнить информацию в таблицах.

3. Сохранить файл и сдать на проверку. Имя файла: Фамилия_№ практической работы.

Дополнительный теоретический материал

Классификация уровней программного параллелизма включает шесть позиций: независимые задания, отдельные части заданий, программы и подпрограммы, циклы и итерации, операторы и команды, фазы отдельных команд.

Для каждой из них имеются специфические свойства параллельной обработки, апробированные в различных структурах вычислительных систем.

Заметим, что данный перечень совершенно не затрагивает этапы выбора алгоритмов решения, на которых могут анализироваться альтернативные алгоритмы, а значит, и программы), дающие различные результаты.

Для каждого вида параллельных работ имеются структуры вычислительных средств, используемые в различных вычислительных системах.

Верхние три уровня, включающие независимые задания, шаги или части заданий и отдельные программы, имеют единое средство параллельной обработки – мультипроцессирование, т.е. многопроцессорные вычислительные системы, относящиеся к архитектуре МКМД.

Программные циклы и итерации требуют использования векторной обработки (архитектура ОКМД).

Операторы и команды, выполняемые ЭВМ, ориентированы на многофункциональную обработку.

Параллельная обработка фаз последовательно выполняемых команд приводит к организации конвейера команд.

Рассмотрим возможные структуры вычислительных систем, которые обеспечивают перечисленные виды программного параллелизма.

ОКОД-структуры. Два нижних вида параллелизма реализуются в любых современных ЭВМ, включая и персональные ЭВМ. Данный тип архитектуры объединяет любые системы в однопроцессорном (одномашинном) варианте.

ОКМД-структуры. Для реализации программного параллелизма, включающего циклы и итерации, используются матричные или векторные структуры. В них эффективно решаются задачи матричного исчисления, задачи решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, задачи теории поля, геодезические задачи, задачи аэродинамики.

МКОД-структуры большой практической реализации не получи­ли. Задачи, в которых несколько процессоров могли бы эффективно обрабатывать один поток данных, в науке и технике неизвестны. С некоторой натяжкой к этому классу можно отнести фрагменты многофункциональной обработки, например обработку на разных про­цессорах команд с фиксированной и плавающей точкой.

МКМД-структуры являются наиболее интересным классом структур вычислительных систем. Уже из названия МКМД-структур видно, что в данных системах можно найти все перечисленные виды параллелизма. Этот класс дает большое разнообразие структур, сильно отличающихся друг от дру­га своими характеристиками

Важную роль здесь играют способы взаимодействия ЭВМ или процессоров в системе. В сильносвязанных системах достигается высокая оперативность взаимодействия процессоров посредством общей оперативной памяти. При этом пользователь имеет дело с многопроцессорными вычислительными системами. Наиболее простыми по строению и организации функционирования являются однородные, симметричные структуры. Они обеспечивают простоту подключения процессоров и не требуют очень сложных централизованных операционных систем, размещаемых на одном из процессоров.

Слабосвязанные МКМД-системы могут строиться как многома­шинные комплексы или использовать в качестве средств передачи информации общее поле внешней памяти на дисковых накопителях большой емкости.

Успехи микроинтегральной технологии и появление БИС и СБИС позволяют расширить границы и этого направления. Возможно построение систем с десятками, сотнями и даже тысячами процессорных элементов, с размещением их в непосредственной близости друг от друга. Подобные ВС получили название систем с массовым параллелизмом (МРР — Mass-Parallel Processing).

Передача данных в МРР-системах предполагает обмен не отдельными данными под централизованным управлением, а подготовленными процессами (программами вместе с данными). Этот принцип построения вычислений уже не соответствует принципам программного управления классической ЭВМ.

Передача данных процесса по его готовности больше соответствует принципам построения «потоковых машин» (машин, управляемых потоками данных).

Подобный подход позволяет строить системы с громадной производительностью и реализовывать проекты с любыми видами параллелизма, например, перейти к «систолическим вычислениям» с произвольным параллелизмом.

Однако для этого необходимо решить целый ряд проблем, связанных с описанием, программированием коммутаций процессов и управлением ими.

Математическая база этой науки в настоящее время практически отсутствует.

Задание 1.

Используя данные отображенные на рис. 1, разработать мультимедийную презентацию в Microsoft PowerPoint, в которой описать назначение, функции, принцип работы каждого устройства АС.

Например, при нажатии на элемент (картинку, схему) «Шина LPC» в презентации будет осуществлен переход на соответствующий слайд, на котором будут описаны ее графическое представление, характеристика, назначение, сигналы и др.

Количество слайдов в презентации должно быть по количеству устройств вычислительной системы.

Рис. 1. Структура МПВС AMD-760MPX (Шина LPC используется для подключения КВВ и BIOS)