wspolczesne_systemy_komputerowe:teoretyczny_model_komputera [mgr Wiki]

[[wspolczesne_systemy_komputerowe:teoretyczny_model_komputera]]
mgr Wiki

# Teoretyczny model komputera równoległego

Równoległy system komputerowy, to komputer, który posiada więcej niż jeden procesor dla przetwarzania równoległego. Obecne wielo-rdzeniowe procesory są również idealne do budowania równoległych systemów komputerowych.

Jest wiele różnych typów komputerów równoległych. Są one kategoryzowane ze względu na wewnętrzne zależności między procesorami( znane jako PEs – processing elements ), oraz między procesorami i pamięciami.

## Taksonomia Flynn'a

Tradycyjnie, taksonomia Flynn’a klasyfikuje równoległe komputery z uwzględnieniem:

- przetwarznia przez procesowy tych samych instrukcji w tym samym czasie (single instruction/multiple data – SIMD) lub
- przetwarznia przez procesory różnych intrukcji ( multiple instruction/multiple data – MIMD)

## Klasyfikacja komputerów równoległych

Główna droga klasyfikacji komputerów równoległych bazuje na architekturze pamięci przez nie używanej. Komputery równoległe z pamięcią dzieloną posiadają wiele procesorów, które używają dostępnej pamięci jako globalnej przestrzeni adresowej. Możemy kolejno podzielić koputery równoległe ze względu na czas dostępu do pamięci:

- Uniform Memory Access (UMA)
- Non Uniform Memory Access (NUMA)

Alternatywnie, równoległe systemy z pamięcią rozproszoną, również posiadają wiele procesorów, jednakże kazdy procesor ma jedynie dostęp do jego własnej lokalnej pamięci, bez globalnej przestrzeni adresowej.

Równoległe systemy komputerowe, moga być również sklasyfikowane na podstawie liczby procesorów, które posiadają. System z tysiącami procesorów jest znany pod nazwą “Massively parallel”. Zamiennie są one odniesieniem do równoległych procesorów typu “Large scale” oraz “Small scale”. Odnosie się to do rozmiaru procesora, eg. Komputer bazujący na systemie równoległym będzie zwany systemem “Small scale”.

## Model teoretyczny komputera równoległego

Komputery równoległe są teoretycznie modelowane jako “Parallel Random Access Machines(PRAMs). Model PRAM ignoruje koszt połączeń między składowymi jednostkami komputerowymi, lecz jest jednak bardzo użyteczne przy udostępnianiu połączeń rozwiązań problemów maszyn równoległych. W rzeczywitosći wewnętrzne połączenia odgrywają zasadniczą rolę.

PRAM czyli Parallel Random Access Machine, jest abstrakcyjną maszyną dla projektowania algorytmów programowania równoległego. Eliminuje ona paradygmaty synchronizacji oraz komunikacji, lecz pozwala skupić się projektantom na wykorzystaniu wielowątkowości.

Operacje w synchronicznych PRAMach mogą jednocześnie dostępne dla wielu procesorów w tej samej lokacji pamięci dzielonej. Jest wiele wariantów modelu PRAM, zależnie od tego, czy jednoczesny dostęp jest dozwolony czy nie. Jako dostęp definiujemy czytanie(reads) oraz zapis(writes):

- Exclusive Read Exclusive Write
- Concurrent Read Exclusive Write
- Exclusive Read Concurrent Write (never considered)
- Concurrent Read Concurrent Write

Procesor może komunikować się w celu współpracy przy rozwiązaniu danego problemu lub może działać pod kontrolą innego procesora, który rozdziela pracę pomiędzy procesory oraz zbiera od nich dane wynikowe.

Procesory w architekturze równoległej mogą komunikować się ze sobą na szereg sposobów, wliczając w to pamięć dzieloną, szynę danych, sieć mnóstwa topologi tj. Gwiazda, pierścień etc, oraz przez n wymiarowe macierze.

# Pobierz dokument

Teoretyczny model komputera równoległego

wspolczesne_systemy_komputerowe/teoretyczny_model_komputera.txt · Last modified: 2006/04/26 15:06 by 62.233.162.148