Модель коллектива вычислителей. Понятие параллельно алгоритма. Принципы реализации коллектива вычислителей

Модель вычислителя. Принципы реализации вычислителя. ЭВМ Фон-Неймановского типа.

Принцип двоичного кодирования Принцип программного управления Принцип однородности памяти Принцип адресности

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков: * Устройства ввода/вывода информации * Память компьютера

* Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ)

Модульность – принцип, предопределяющий формирование вычислительной системы из унифицированных элементов (называемых модулями), которые функционально и конструктивно закончены, имеют средства сопряжения с другими элементами и разнообразие которых составляет полный набор.

Близкодействие – принцип построения ВС, обусловливающий такую организацию информационных взаимодействий между модулями–вычислителями, при которой каждый из них может непосредственно обмениваться информацией с ограниченной частью модулей–вычислителей.

Каноническую основу конструкции ВС и ее функционирования составляет модель коллектива вычислителей.

Модель коллектива вычислителей или модель ВС: S = < C, G, A (P (D))),

где С - множество вычислителей; G - структура сети связей между вычислителями; А - алгоритм работы множества С как коллектива вычислителей (взаимосвязанных через сеть G) при реализации параллельной программы Р обработки данных D.

Конструкция коллектива вычислителей есть отражение следующих основополагающих архитектурных принципов:

• параллелизма при обработке информации (параллельного выполнения операций на множестве С вычислителей, взаимодействующих через связи структуры G);
• программируемости структуры (настраиваемости структуры G сети связей между вычислителями, достигаемой программными средствами);
• однородности конструкции Н (однородности вычислителей С и структуры G).

Эта модель ВС является формализованным описанием коллектива вычислителей, ориентированного («запрограммированного») на решение сложной задачи и реализующего процесс параллельных вычислений.

Модель коллектива вычислителей допускает неограниченное наращивание производительности за счет увеличения числа параллельно работающих вычислителей и тем самым принципиально отличается от модели вычислителя. При неисправности отдельных элементов модели решение задачи продолжается без перерыва, правда, с несколько ухудшенными параметрами. Это свойство также качественно отличает модель коллектива вычислителей от модели одиночного вычислителя.

		Схема функционирования вычислителей.
	Структурная схема модели коллектива вычислителей и различные типы систем коллективов вычислителей.

Технической реализацией модели коллектива вычислителей является комплексное развитие однородных вычислительных систем, структур и сред. При физической реализации модели коллектива вычислителей различаются: распределенные и сосредоточенные однородные вычислительные системы, однородные вычислительные структуры, однородные вычислительные среды.

Дата добавления: 2015-06-25