 |
Твой путь к знаниям |
| Курсы | Обучение | Школа | Магазин | Общение | Новости | Помощь | |
|
|
|
|
|||||||
|
 |
поддержка курса
Архитектура параллельных вычислительных систем
Автор: А.Б. Барский | ISBN: 978-5-9556-0071-0
Информация о курсе
Излагаются основные структурные решения, воплощённые в параллельных вычислительных системах и способствующие их высокой производительности. Изучаются основные популярные архитектуры. Исследуются принципы оптимизации выполнения параллельных программ. Производится классификация параллельных вычислительных систем и способов распараллеливания. Приводятся «исторические» примеры параллельных ВС. Изучается проблема распараллеливания на уровне исполнительных устройств. Рассматривается организация конвейеров операций, векторных конвейеров, выполнения операций на стеке. Исследуются принципы динамического распараллеливания в многофункциональном арифметическо-логическом устройстве. Изучаются принципы «статического» составления потактового расписания работы процессора, управляемого в каждом такте. Такая компоновка командных слов характерна для суперскалеров VLIW- и EPIC-архитектуры. Освещается проблема организации интенсивного ветвления вычислений с помощью команды выполнения логического оператора и механизма предикатов, без традиционного использования команд условного перехода. Иллюстрируется возможность эффективного программирования конкретных задач. Рассматриваются некоторые «нетрадиционные» архитектуры, отражающие альтернативный поиск и эффективные решения при создании современных архитектур многопроцессорных вычислительных систем. Рассматривается проблема использования языка высокого уровня в качестве ассемблера - единственно доступного языка пользователя, включающего сложные алгоритмические конструкции. Аппаратная поддержка такого языка выполнена в отечественном семействе «Эльбрус». Обсуждается проблема практического применения принципа data flow при построении асинхронных вычислительных систем. Приводятся примеры программирования. Рассматривается архитектура вычислительной системы, основанная на принципе SPMD - «одна программа – много потоков данных». Анализируется возможность применения SPMD-технологии к решению задач логического вывода. Рассматривается проблема когерентности кэш-памяти в многопроцессорной системе.
Дополнительные курсы
Записаться на обучение
0.
1.
Лекция посвящена начальному знакомству с основными структурными
решениями, воплощенными в параллельных вычислительных системах. Производится их
классификация. Приводятся "исторические" примеры параллельных ВС.
2.
Лекция посвящена проблемам комплексирования микропроцессоров в
вычислительной системе. Рассматриваются транспьютерные технологии и
способы межпроцессорного обмена данными. Обсуждается идея применения
микропроцессорной ВС как внешнего устройства персонального компьютера или
рабочей станции. Исследуется вопрос объединения вычислительного ресурса
многопроцессорной системы в единое решающее поле для его оптимизированного
совместного использования. Производится классификация способов
распараллеливания.
3.
Изучается проблема второго уровня распараллеливания — уровня
исполнительных устройств. Рассматривается организация конвейеров операций,
векторных конвейеров, выполнения операций на стеке. Исследуются принципы
динамического распараллеливания в многофункциональном
арифметическо-логическом устройстве.
4.
Рассматривается проблема параллельного выполнения программы,
которая представлена в безадресной системе команд, имитирующей выполнение операций
на стеке. Параллельная обработка стека применима к программам счёта
арифметических операторов, содержащих условия. Это позволяет значительно
сократить количество условных переходов.
5.
Рассматривается проблема использования языка высокого уровня в
качестве ассемблера — единственно доступного языка пользователя,
включающего сложные алгоритмические конструкции. Их применение эффективно
лишь при наличии средств аппаратной поддержки. Такая поддержка выполнена в
отечественном семействе "Эльбрус".
6.
Рассматривается проблема составления потактового расписания работы
процессора, управляемого в каждом такте. Компоновка "длинных"
командных слов производится на завершающей стадии трансляции и характерна для
суперскалеров VLIW- и EPIC -архитектуры.
Освещаются как не оптимизированная, "быстрая", компоновка, так и компоновка,
использующая решающие правила на основе исследования графа работ внутри
непрерываемого участка программы. При компоновке учитываются и команды
вида if-then-else,
не использующие условный переход.
7.
Обсуждаются вопросы технологии и рекомендации для оптимального
программирования процессора VLIW- или EPIC-архитектуры, управляемого в каждом такте. Приводится
пример составления программы расчета нейронной сети. Рассматривается
оптимизированная компоновка командных слов одной из "исторических"
архитектур (предположительно - 5Э73) с элементами синхронизации исполнительных
устройств.
8.
Освещается проблема организации интенсивного ветвления вычислений
с помощью механизма предикатов без традиционного использования команд условного перехода,
значительно увеличивающего время выполнения программы. Применение предикатов
характерно для процессоров EPIC-архитектуры, лежащей в основе новейших
разработок ряда "Эльбрус". Рассматриваются примеры таких
ветвящихся алгоритмов, как сортировка и поиск, в которых теоретическая оценка сложности значительно
отличается от сложности, практически достижимой при
программировании.
9.
Рассматриваются некоторые "нетрадиционные"
архитектуры, отражающие альтернативный поиск и эффективные решения при создании современных
архитектур многопроцессорных вычислительных систем. Среди таких архитектур:
однородные вычислительные среды, легшие в основу транспьютерных сетей;
"гиперкуб", совмещающий адресацию со структурой связей,
систолические матрицы. Исследуется способ построения самообучающихся систем управления на основе
применения ассоциативной памяти. Приводится пример практического построения
масспроцессорной системы. Изучаются вопросы построения
нейрокомпьютеров.
10.
Обсуждается проблема практического применения принципа data flow
при построении асинхронных вычислительных систем. В таких системах коммутация взаимодействия
процессорных элементов решающего поля для выполнения программы отделена от
собственно вычислений и слабо зависит от них. Формулируются принципы
составления программы коммутации и анализируется ее выполнение.
11.
Приводятся примеры программирования в архитектуре асинхронной ВС
на принципах data flow. Рассматриваются задачи численного интегрирования, умножения матриц,
решения системы линейных уравнений. Исследуются основы трансляции с языков
высокого уровня.
12.
Рассматривается архитектура вычислительной системы, основанная на
принципе "одна программа — много потоков данных".
Показывается, что этот принцип, реализующий распараллеливание "по информации", характерен и
эффективен при решении задач, сводящихся к обработке больших массивов
данных, а также при решении задач на основе перебора многих вариантов
поиска такого решения. Представлены общая структура и основные особенности
системы команд.
13.
Продолжается рассмотрение SPMD-технологии и ее применения к
решению задач логического вывода. Исследуется проблема согласования оперативного совместного
использования результатов счета, находящихся в кэш-памяти процессоров, до их
поступления в общую память, — проблема когерентности кэшей. Предлагается
решать эту проблему с помощью механизма закрытия адресов, что совпадает с общей идеей
data flow. Освещается возможность применения памяти предикатов при решении
задач по SPMD-технологии.
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||
|
|||
|
Курсы |
Учебные программы |
Учебники |
Вопросы и Ответы |
Форум |
Новости |
Помощь
Телефон: +7 (499) 253-9312, 253-9313, факс: +7 (499) 253-9310, email: info@intuit.ru © INTUIT.ru::Интернет-Университет Информационных Технологий - дистанционное образование, 2003-2011 |
|
Проект Издательства "Открытые Системы". Партнеры: РМ Телеком, KRAFTWAY COMPUTERS. |
|
RSS