Суперкомпьютеры

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Новочеркасский политехнический институт Факультет Информационных Технологий и Управления Кафедра Автоматики и Телемеханики Специальность Управление и информатика в технических системах РЕФЕРАТ по информатике На тему Суперкомпьютеры Выполнил студент I - 1а Каширин В. В. Ф.И.О. Руководитель ассистент Малашенко Л.И. Должность, звание Ф.И.О. Консультант ассистент Малашенко Л.И. Должность, звание Ф.И.О. К защите Защита принята с оценкой 2000г. 2000г. Подпись Подпись Новочеркасск 2000 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АРХИТЕКТУРЫ 1.1 Архитектура SMP 1.2 Архитектура MPP 2 СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ КОМПАНИИ nCube 2.1 Основные принципы архитектуры 5 a Распределенная память 5 б Межпроцессорная сеть 5 в Высокий уровень интеграции 2.2 Суперкомпьютер nCube 2.3 Архитектура процессора nCube 8 а Система вводавывода nCube 2.4 Программное обеспечение 10 2.5 Надежность системы nCube 3 СЕТЬ КАК СУПЕРКОМПЬЮТЕР 3.1 Параллельные программы - главный тормоз 11 3.2 MP3.3 Реализации MP3.4 Средства программирования высокого уровня 3.5 Попытка прогноза 4 ПИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУПЕРКОМПЬЮЮТЕРОВ 4.1 Моделирование построение белка 4.2 Виртуальная башня 14 ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 16 ВВЕДЕНИЕ С момента появления первых компьютеров одной из основных проблем, стоящих перед разработчиками, была производительность вычислительной системы.

За время развития компьютерной индустрии производительность процессора стремительно возрастала, однако появление все более изощренного программного обеспечения, рост числа пользователей и расширение сферы приложения вычислительных систем предъявляют новые требования к мощности используемой техники, что и привело к появлению суперкомпьютеров.

Что же такое суперкомпьютеры, и зачем они нужны В принципе, суперкомпьютер это обычная вычислительная система, позволяющая производить сложные расчеты за более короткие промежутки времени.

О чем собственно и говорит приставка Супер Super в переводе с английского означает сверх, над. Любая компьютерная система состоит из трех основных компонентов - центрального процессора, то есть счетного устройства, блока памяти и вторичной системы хранения информации к примеру, в виде дисков или лент. Ключевое значение имеют не только технические параметры каждого из этих элементов, но и пропускная способность каналов, связывающих их друг с другом и с терминалами потребителей.

Одна из заповедей Крей рисерч гласит Быстродействие всей системы не превышает скорости самой медленнодействующей ее части.

Важным показателем производительности компьютера является степень его быстродействия. Она измеряется так называемыми флопсами - от английского сокращения, обозначающего количество операций с числами, представленными в форме с плавающей запятой, в секунду.

То есть за основу берется подсчет - сколько наиболее сложных расчетов машина может выполнить за один миг. А зачем вообще нужны суперкомпьютеры На этот вопрос дает ответ представитель компании Крей рисерч Вито Бонджорно Раздвижение границ человеческого знания всегда опиралось на два краеугольных камня, которые не могут, существовать друг без друга теорию и опыт. Однако теперь ученые сталкиваются с тем, что многие испытания стали практически невозможными - в некоторых случаях из-за своих масштабов, в других - дороговизны или опасности для здоровья и жизни людей.

Тут-то и приходят на помощь мощные компьютеры. Позволяя экспериментировать с электронными моделями реальной действительности, они становятся третьей опорой современной науки и производства. Прошло время, когда создатели суперкомпьютеров стремились обеспечить максимальную производительность любой ценой.

Специальные процессоры, дорогостоящая сверхбыстрая память, нестандартное периферийное оборудование - все это обходилось заказчикам в круглую сумму. Приобретали суперкомпьютеры либо предприятия ВПК, либо крупные университеты. И те, и другие делали это, как правило, за государственный счет. Окончание холодной войны и последовавшее за ним сокращение ассигнований на военные и околовоенные нужды нанесли серьезный удар по производителям суперкомпьютеров. Большинство из них были поглощены изготовителями менее производительной, но более доступной и ходовой вычислительной техники.

Впрочем, у этих слияний были и технологические предпосылки - быстродействие серийно выпускаемых микропроцессоров постоянно росло, и производители суперкомпьютеров быстро переориентировались на них, что позволило существенно сократить общую стоимость разработки. Основной упор стал делаться на увеличение числа процессоров и повышение степени параллелизма программ. 1

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АРХИТЕКТУРЫ

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АРХИТЕКТУРЫ Известно, что сегодня существуют две основные архитектуры параллельных компьютеров симметричные мультипроцессорные системы с общей памятью SMP и мультипроцессорные системы с распределенной памятью MPP. 1.1

Архитектура SMP

Процессор, в памяти которого находятся нужные данные, посылает сообщен... Архитектура SMP. 2 . 1.2 Архитектура MPP Альтернатива SMP - архитектура MPP. Познакомимся поближе с этой архитектурой и одним из представителей это...

СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ КОМПАНИИ nCube

2.1 . Система nCube 1, в основе которой, как и в основе всех последующих пок... Большие вычислительные возможности, гибкая архитектура и мощное специа... СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ КОМПАНИИ nCube. Каждый суперкомпьютер этой серии содержит набор процессоров nCube, сое...

Основные принципы архитектуры

Основные принципы архитектуры. В такой системе каждый процессор имеет свою собственную локальную памя... Кроме того, гиперкубическая схема характеризуется большой гибкостью, т... Каждый суперкомпьютер nCube 2 содержит компактную сеть процессоров. Суперкомпьютер серии nCube 2 с 8192 процессорами имеет скорость межпро...

Архитектура процессора nCube

а Система вводавывода nCube 2 Высокопроизводительной вычислительной си... Стандартным управляющим компьютером для nCube 2 является рабочая станц... Процессор nCube, как и следует из общего назначения системы, ориентиро... 2.5 . Система вводавывода масштабируется вместе с процессорной сетью.

Надежность системы nCube

Надежность системы nCube 2 Суперкомпьютеры nCube 2 представляют наиболее надежные на сегодняшний день системы.

Каждый аспект дизайна nCube 2 подразумевает надежность. Например, высокая интеграция - процессорный узел на одном чипе уменьшает число компонентов, в которых может произойти сбой. Быстрое, эффективное микроядро обеспечивает все необходимые для приложений функции, не перегружая систему более сложной, но менее надежной операционной средой. 3

СЕТЬ КАК СУПЕРКОМПЬЮТЕР

СЕТЬ КАК СУПЕРКОМПЬЮТЕР. Теоретически суперкомпьютер можно представить как объединение большого... Иначе это можно представить, как локальную сеть, имеющую некоторое кол... Начиная с 1992 года по скорости роста производительности сетевое обору... В первую очередь это Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.

Параллельные программы - главный тормоз

Так, если программа половину времени занимается действиями, которые тр... Вычислительная система может включать разные процессоры, в том числе и... Синтаксис MPI облегчает создание приложений в модели SPMD single progr... В частности, все коллективные операции вызываются одновременно на всех... Именно поэтому тесты для оценки реального быстродействия параллельных ...

Средства программирования высокого уровня

Средства программирования высокого уровня. Часто в сетях отдельные компьютеры неравноценны, и имеет смысл нагружа... На смену ему пришел High Performance Fortran HPF, представляющий собой... В остальном программа имеет последовательный вид это, впрочем, не озна... Пользователь практически не имеет рычагов управления количеством перес...

Попытка прогноза

Использование сетей компьютеров для вычислительных задач - уже сегодня... На уровне прикладных программ MPI использоваться не будет. На нем стан... Попытка прогноза. В течение одного-двух лет должны появиться общепризнанные широковещате... 4 .

ПИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУПЕРКОМПЬЮЮТЕРОВ

ПИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУПЕРКОМПЬЮЮТЕРОВ 4.1

Моделирование построение белка

Новый гигант будет в два миллиона раз быстрее, чем существующие сегодн... Моделирование построение белка. Корпорация IBM объявила о том, что планирует выделить 100 миллионов до... 4.2 . Если Blue Gene оправдает возложенные на него надежды, его создание ста...

Виртуальная башня

Виртуальная башня. По оценкам Федерального управления гражданской авиации США, в течение ... Она дает возможность симулировать работу крупнейших аэропортов мира, п... Мозговым центром башни является 16-процессорный суперкомпьютер Reality... Башня также может использоваться и в других симуляционных целях.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Статья Андрея Шитова Электронный супермозг, журнал Эхо планеты 4 1992г. 2. Статья Дмитрия Арапова Можно ли превратить сеть в суперкомпьютер, журнал Открытые системы 4 1997г. 3. Статья Н. Дубовой Суперкомпьютеры nCube, журнал Открытые системы 4. Рубрика Новости из журналов КомпьюТерра.