АНАЛІЗ АРХІТЕКТУРНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ З ПРОГРАМОВАНОЮ СТРУКТУРОЮ
Ключові слова:
обчислювальна система, елементарна машина, система обробки даних, структура, однорідна структура, комунікаційні середовища, кластер, мультикластер, алгоритми вкладенняАнотація
Стаття присвячена побудові мультиархітектурних кластерних та мультикластерних обчислювальних систем. В роботі проведено аналіз обчислювальних систем з програмованою структурою. Дослідження показали, що сучасні розподілені ОС є мультиархітектурними. Залежно від рівня розгляду їх функціональних структур, вони можуть виглядати і як MISD, і як SIMD, і як MIMD системи. Основна функціонально-структурна одиниця обчислювальних ресурсів в системах розглянутого класу – це елементарна машина (ЕМ), яка є композицією з обчислювального модуля і системного пристрою. Встановлено, що ОС з програмованою структурою відносяться до засобів обробки інформації що масштабуються та допускають формування конфігурацій з масовим паралелізмом (Scalable Massively Parallel Architecture Computing Systems). Взаємодія між ЕОМ здійснюється за допомогою програмного налаштування мережі зв'язку. Структура ОС описується графом, множина вершин якого – кількість елементарних машини (або системних пристроїв, або локальних комутаторів), а множина ребер - лінії міжмашинного зв'язку. До структур сучасних ОС пред'являється ряд вимог: простота вкладення паралельного алгоритму, зручність адресації елементарних машин, здійсненність принципу близькодії і мінімуму затримок при міжмашинних передачах інформації, масштабованість і великомасштабні структури, комутація, живучість, технологічність. Найбільш повно перерахованим вище вимогам задовольняють однорідні структури (тобто описувані однорідними графами). Такі структури є перспективними для формування масштабованих і великомасштабних обчислюваних систем (зокрема, ОС з програмованою структурою). Для оцінки продуктивності каналів зв'язку між ОС використано такі показники як пропускна здатність і латентність, що дозволяють здійснити досить повний аналіз структурних можливостей ОС. В роботі наведено приклад побудови обчислювального кластера, укомплектованого N обчислювальними вузлами, які об'єднані мережею зв'язку стандарту Gigabit Ethernet.
