Материал: Лекции_ВМСиС2

Каждый кристалл САМ 2000 выполняет функцию микросхемы интеллектуальной памяти и имеет 4 шины: двунаправленную шину данных, подсоединяемую к основному процессору или процессорам, однонаправленную входную шину команд, по которой поступает выполняемая всеми кристаллами команда; однонаправленную входную шину ввода; однонаправленную выходную шину вывода.

Литература

1. Т. Кохонен. Ассоциативная память. М.: Мир, 1980.

2. Амамия М., Танака Ю. Архитектура ЭВМ и искусственный интеллект. М.: Мир, 1993.

3. 3.Smith D., Hall J., Miyake K. The CAM2000 Chip Architecture. Rutgers University, http://www.cs.rugers.edu/pub/technical-reports.

Однокристальный векторно-конвейерный процессор sx-6

Микропроцессор создан по 0,15-микронной КМОП-технологии с медными проводниками и содержит приблизительно 57 млн. транзисторов. Основными компонентами микропроцессора являются скалярный процессор и 8 идентичных векторных устройств. Скалярный процессор имеет суперскалярную архитектуру с 4 результатами за такт и использует 128 64-разрядных регистров. При частоте 500 МГц пиковая производительность скалярного процессора составляет 1 GFLOPS. Каждое из 8 идентичных векторных устройств содержит 5 конвейеров обработки данных, выполняющих логические операции, маскирование, сложение/сдвиги, умножение и деление над операндами, размещенными в векторных регистрах, а также один конвейер обменов данными (загрузки-выгрузки) между векторными регистрами и основной памятью. Суммарный объем регистров в 8 векторных устройствах составляет 18 Кбайт (эквивалентно 288 64-разрядным регистрам).

В векторном устройстве операции умножения и сложения могут сцепляться, за счет чего пиковая производительность одного устройства при частоте 500 МГц может достигать 1 GFLOPS. Пропускная способность интерфейса с памятью равна 32 Гбайт/с, что позволяет каждому из 8 векторных устройств прочитать из памяти или записать в память один операнд в каждом такте. Производительность SX-6 составляет 8 GFLOPS.

Литература

1. Э.В. Евреинов, Ю.Г. Косарев. Однородные универсальные вычислительные системы высокой производительности. // Новосибирск: Наука, 1966.

2. K. Batcher. STARAN Parallel Processor System Hardware. NCC, 1974.

3. Reddaway. DAP - A Distributed Array Processor. Proc. of 1 st Annual Symposium on Computer Architecture, IEEE, 1973.

4. W. Hillis. The Connection Machine. The MIT Press, 1985.

5. Cray Research, CRAY-1 Computer System Hardware Reference Manual, Bloomington, Minn., pub. no. 2240004, 1977.

6. G. Bell. Ultracomputers: A Teraflop Before Its Time. Communications of the ACM. Vol. 35, No. 8, August 1992.

7. В. Корнеев. Архитектуры с распределенной разделяемой памятью. Открытые системы, № 3, 2001.

8. J. Makino, E. Kokubo, T. Fukushige, H. Daisaka. Tops simulation of planetesimals in Uranus-Neptune region on GRAPE-6. Proc. of SC-2002.

9. Programmable Logic Data Book. Xilinx, Xilinx, Inc. 1999.

10. DeHon. The Density Advantage of Configurable Computing. Computer, No. 4. 2000.

11. IEEE Std 1076-1993. VHDL'93. IEEE Standard VHDL Language Reference Manual.

12. М.П. Богачев. Архитектура вычислительной системы с однородной структурой. В кн. Однородные вычислительные среды. Львов. ФМИ АН УССР. 1981.

13. В.С. Седов. Матрица одноразрядных процессоров. Львов. НТЦ "Интеграл". 1991.

14. L. Durbeck, N. Macias. The Cell Matrix: An Architecture for Nanocomputing, www.cellmatrix.com.

15. M. Taylor, J. Kim, J. Miller at al. The Raw Microprocessor: A Computational Fabric for Software Circuits and General-Purpose Programs. IEEE Micro, 2002, Vol. 22, No. 2.

16. Smith D., Hall J., Miyake K. The CAM2000 Chip Architecture. Rutgers University. http://www.cs.rugers.edu/pub/technical-reports.

17. С. Кун. Матричные процессоры на СБИС. // М.: Мир. 1991.

18. Фортов В.Е., Левин В.К., Савин Г.И., Забродин А.В., Каратанов В.В., Елизаров Г.С., Корнеев В.В., Шабанов Б.М. "Наука и промышленность России". Суперкомпьютер МВС-1000М и перспективы его применения. "Наука и промышленность России" 2001, № 11(55).

19. Виксне П.Е., Каталов Ю.Т., Корнеев В.В., Панфилов А.П., Трубецкой А.В., Черников В.М. Транспьютероподобный 32-разрядный RISC-процессор с масштабируемой архитектурой. Вопросы радиоэлектроники. Серия ЭВТ. Выпуск 2, НИИЭИР, 1994.

20. Т. Кохонен. Ассоциативная память. М.: Мир, 1980.

21. Амамия М., Танака Ю. Архитектура ЭВМ и искусственный интеллект. М.: Мир, 1993.

22. 3.Smith D., Hall J., Miyake K. The CAM2000 Chip Architecture. Rutgers University, http://www.cs.rugers.edu/pub/technical-reports.

Лекция 27. Принципы построения телекоммуникационных вычислительных систем.

Введение

Телекоммуникации можно определить как технологию, связывающую информационные массивы, зачастую находящиеся не некотором расстоянии друг от друга. В настоящее время в телекоммуникациях происходит революция, затрагивающая два аспекта: быстрые изменения в технологиях коммуникаций и не менее важные изменения в вопросах владения, контроля и предоставления коммуникационных услуг. Сегодняшние менеджеры должны разбираться в возможностях и преимуществах различных коммуникационных технологий, а также уметь сопоставлять затраты и прибыль, получаемую при правильном использовании телекоммуникаций.

Телекоммуникационная система – это совокупность аппаратно и программно совместимого оборудования, соединенного в единую систему с целью передачи данных из одного места в другое. Телекоммуникационная система способна передавать текстовую, графическую, голосовую или видеоинформацию. В этой главе описаны основные компоненты телекоммуникационных систем. В следующих разделах объясняется, как эти компоненты работают совместно друг с другом, образуя различные виды сетей.

В состав типичной коммуникационной системы входят серверы, пользовательские компьютеры, каналы связи (на рисунке они обозначены красными линиями), а также активное оборудование – модемы, концентраторы и проч.

2.Компоненты телекоммуникационной системы

Ниже перечислены основные компоненты телекоммуникационной системы:

1. Серверы, хранящие и обрабатывающие информацию.

2. Рабочие станции и пользовательские ПК, служащие для ввода запросов к базам данных, получения и обработки результатов запросов и выполнения других задач конечных пользователей информационных систем.

3. Коммуникационные каналы – линии связи, по которым данные передаются между отправителем и получателем информации. Коммуникационные каналы используют различные типы среды передачи данных: телефонные линии, волоконно-оптический кабель, коаксиальный кабель, беспроводные и другие каналы связи.

4. Активное оборудование – модемы, сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы и проч. Эти устройства необходимы для передачи и приема данных.

5. Сетевое программное обеспечение, управляющее процессом передачи и приема данных и контролирующее работу отдельных частей коммуникационной системы.

Функции телекоммуникационной системы

Чтобы передать информацию из одного пункта и получить ее в другом, телекоммуникационной системе нужно выполнить некоторые операции, которые главным образом скрыты от пользователей. Прежде, чем телекоммуникационная система передаст информацию, ей необходимо установить соединение между передающей (sender) и принимающей (receiver) сторонами. Затем рассчитать оптимальный маршрут передачи данных, выполнить первичную обработку передаваемой информации (например, необходимо проверить, что ваше сообщение передается именно тому, кому вы его отослали) и преобразовать скорость передачи компьютера в скорость, поддерживаемую линией связи. Наконец, телекоммуникационная система управляет потоком передаваемой информации.

Сетевые устройства и средства коммуникаций.

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

• стоимость монтажа и обслуживания,

• скорость передачи информации,

• ограничения на величину расстояния передачи информации без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров),

• безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость.