1. ПОНЯТИЕ О ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЯХ
1.1. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ И СУПЕР-ЭВМ
После появления в середине 20 века первых электронных вычислительных машин –
компьютеров сфера их применения охватила практически все области человеческой деятельности.
Однако наиболее важным по-прежнему остается использование их в том направлении, для которого
они были созданы – для выполнения вычислительных задач. С развитием технологий и увеличением требований к производительности, возникла необходимость в создании высокопроизводительных вычислительных систем.
Высокопроизводительные вычисления – это область компьютерных наук, которая занимается разработкой и использованием компьютерных систем, способных выполнять большие объемы вычислений за минимальное время. Одним из основных направлений в этой области являются параллельные компьютеры и супер-ЭВМ.
Параллельные компьютеры – это компьютерные системы, в которых несколько процессоров работают одновременно над одной задачей. Это позволяет ускорить выполнение вычислений путем распределения нагрузки между процессорами. Параллельные компьютеры могут быть классифицированы по различным критериям, таким как архитектура, тип соединения процессоров и т.д.
Супер-ЭВМ (суперкомпьютеры) – это высокопроизводительные компьютерные системы, способные выполнять сложные вычисления с высокой скоростью. Они обладают большим количеством процессоров, высокой пропускной способностью и большим объемом оперативной памяти. Супер-ЭВМ используются в научных и инженерных исследованиях, моделировании, анализе данных и других областях, где требуется обработка больших объемов информации.
2. АРХИТЕКТУРА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
2.1. ТИПЫ АРХИТЕКТУР
Существует несколько типов архитектур параллельных компьютеров, включая SIMD (одиночная инструкция, множественные данные), MIMD (множество инструкций, множественные данные) и SPMD (одиночная программа, множество данных). Каждый тип имеет свои особенности и применяется в различных сферах.
2.2. СОЕДИНЕНИЕ ПРОЦЕССОРОВ
Для обеспечения взаимодействия между процессорами в параллельных компьютерах используются различные типы соединений, такие как шина, сеть, кроссбар и т.д. Выбор соединения зависит от требований к пропускной способности, задержке и стоимости системы.
3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
3.1. МОДЕЛИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Для эффективного использования параллельных компьютеров необходимо использовать специальные модели программирования. Некоторые из них включают модель потоков данных, модель задач и модель сообщений.
3.2. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ
Разработка параллельных алгоритмов является важной задачей в области высокопроизводительных вычислений. Параллельные алгоритмы должны быть эффективными и...
