1. Назвати основні сфери застосування високопродуктивних систем опрацювання даних і коротко їх охарактеризувати.

Характеристика симетричного багатопроцесорного вузла (SMP):

• вузол містить два або більше однакових рівноправно використовуваних процесорів;

• всі процесори мають однаковий доступ до обчислювальних ресурсів вузла;

• Операційна система майже автоматично масштабує додатки, даючи їм можливість використовувати нарощувані ресурси;

• Додатки не міняються при додаванні процесорів і стежать за тим, на яких процесорах вони працюють;

• Переносимість програм - одне з основних достоїнств SMP-платформ.

• Простота і універсальність для програмування;

• Для SMP-систем існують порівняно ефективні засоби автоматичного розпаралелювання;

• Легкість в експлуатації;

• Відносно невисока ціна.

Масивно-паралельні системи (МРР)

Різні MPP-системы експлуатуються у багатьох провідних суперкомп'ютерних центрах світу, наочно випливає з списку ТОР500. слід особливо відзначити комп'ютери Cray T3D і Cray ТЗЕ, що ілюструють те що, що світової лідер виробництва векторних суперЕОМ, компанія Cray Research, не орієнтується виключно на векторні системи. Нарешті, мушу згадати, що новітній суперкомп'ютерний проект міністерства енергетики США грунтуватиметься на MPP-системе

• Вузли в архітектурі MPP складаються з одного ЦПУ, невеликої пам'яті і декількох пристроїв введення-виведення;

• У кожному вузлі працює своя копія OC;

• Вузли об'єднуються між собою спеціалізованим швидким з'єднанням;

• Взаємозв'язки між вузлами не вимагають апаратної підтримуваної когерентності;

• Когерентність реалізується програмними засобами, з використанням техніки передачі повідомлень.

• Затримки, властиві програмній підтримці когерентності в тисячі разів більші, однак реалізація – дешевша;

• В МРР-вузлах затримкою доводиться жертвувати, щоб під'єднати більшу кількість процесорів - тисячі вузлів;

• Під'єднати велику кількість процесорів дуже просто.

• Головною перевагою систем з роздільною пам'яттю є хороша масштабованість: на відміну від SMP-систем в машинах з роздільною пам'яттю кожен процесор має доступ тільки до своєї локальної пам'яті, у зв'язку з чим не виникає необхідності в потактовой синхронізації процесорів.

Схема архітектури МРР з розподіленою пам'яттю

• Системи з неоднорідним доступом до пам'яті (NUMA)

• Система складається з однорідних базових модулів, що включають декілька процесорів і блок пам'яті.

• Модулі об'єднані за допомогою високошвидкісного комутатора.

• Підтримується єдиний адресний простір та апаратний доступ до віддаленої пам'яті інших модулів.

• Доступ до локальної пам'яті у декілька разів швидший, ніж до віддаленої.

• Існують архітектури системи з апаратною когерентністю кешів у всій системі (cc-NUMA).

• Зазвичай вся система працює під управлінням єдиної ОС, як в SMP. Але можливі варіанти динамічного "підрозділу" системи, коли окремі "розділи" системи працюють під управлінням різних ОС.

• Паралельно-векторні системи (PVP)

• Основною ознакою PVP-систем є наявність спеціальних векторно-конвейєрних процесорів, в яких передбачені команди однотипної обробки векторів незалежних даних;

• Векторно-конвейєрні процесори можуть об'єднуватися в системи з використанням загальної або розподіленої пам'яті;

• Декілька процесорів працюють одночасно над загальною пам'яттю (аналогічно SMP) і декілька вузлів можуть бути об'єднані за допомогою комутатора (аналогічно MPP);

• Ефективне програмування - векторизація циклів (для досягнення розумної продуктивності одного процесора) і їх розпаралелювання (для одночасного завантаження декількох процесорів одним додатком).