Параллельный процессор
Cтраница 3
Описанная сеть должна производить последовательный поиск среди всех запомненных образов. В аналоговых реализациях это будет происходить очень быстро; однако при моделировании на обычных цифровых компьютерах этот процесс может оказаться очень длительным. Если же сеть APT реализуется на параллельных процессорах, все свертки на распознающем уровне могут вычисляться одновременно. В этом случае поиск может быть очень быстрым. [31]
Параллельный процессор ( ППр) системы содержит до 64 процессорных элементов ( ПЭ) и имеет суммарную производительность до 200 млн. коротких операций. В состав системы входят также подсистемы внешней памяти ПСВП и монитор-ная подсистема МтС на основе малой ЭВМ СМ-2М. Общее управление всей системой производит МтС, которая загружает в УУ параллельного процессора микропрограммы, программы и константы, управляет обменом информацией между ППр и ПСВП, осуществляет связь с устройствами ввода-вывода. [32]
Параллельный процессор ППр системы содержит до 64 процессорных элементов ( ПЭ) и имеет суммарную производительность до 200 млн. коротких операций. В coeraEi системы входят также подсистемы внешней памяти ПСВП и мониторная подсистема МтС на основе малой ЭВМ СМ-2М. Общее управление всей системой производит МтС, которая загружает в У У параллельного процессора микропрограммы, программы и константы, управляет обменом информацией между ППр и ПСВП, осуществляет связь с устройствами ввода-вывода. [33]
Существует 4 подхода к разработке программного обеспечения для параллельных компьютеров. Например, библиотечная процедура для инвертирования большой матрицы или для решения ряда дифференциальных уравнений с частными производными может быть вызвана из последовательной программы, после чего она будет выполняться на параллельном процессоре, а программист даже не будет знать о существовании параллелизма. Недостаток этого подхода состоит в том, что параллелизм может применяться только в нескольких процедурах, а основная часть программы останется последовательной. [34]
 |
Гипотетическая распределенная система. [35] |
Каждая вычислительная станция по мере необходимости передает этим процессорам запросы на сервисное обслуживание. В классической мультипроцессорной системе все процессоры служат для выполнения единой программы, здесь же любая специализированная система имеет свою собственную программу. Это в значительной степени интегрирует систему. Например, когда какому-либо процессу требуется запустить еще один процесс на одном из параллельных процессоров, исходный процесс сначала самостоятельно отыскивает подходящий процессор, и если он свободен, соответствующий процесс запускается, а если нет, - запрос на его запуск ставится в очередь этого процессора. При таком подходе роль локального управляющего процессора незначительна и заключается в выполнении некоторых функций, например диспетчирования работы процессов, уже запущенных на данном процессоре. [36]
Такие процессоры в качестве операндов используют массивы, причем операция выполняется одновременно над всеми либо над частью чисел, входящих в состав этих операндов. Арифметическое устройство параллельного процессора состоит из нескольких процессорных элементов, каждый из которых может выполнять операции над отдельными элементами ( числами или словами) массивов. В зависимости от вида процессорных элементов и от способа их возможного соединения различают два основных типа параллельных процессоров: матричные, или векторные, и ассоциативные. Параллельные процессоры осуществляют распараллеливание вычислений не на уровне команд ( как многопроцессорные вычислительные машины), а на уровне данных. Поэтому ЭВМ, содержащие такие процессоры, называют машинами с одним потоком команд и несколькими потоками данных. [37]
В настоящее время большое внимание уделяется созданию адекватных моделей нелинейных процессов деформирования, связанных с большими деформациями, неупругим поведением материала и нелинейными динамическими волновыми явлениями в слоистых и композиционных материалах. Построение общих сложных моделей, как правило, сочетается с необходимостью разработки достаточно простых, но в то же время эффективных моделей описания процессов с требуемой точностью, выделением главных или ведущих параметров рассмагриваемых процессов деформирования и созданием экономичных программ их численной реализации. При решении задач механики сплошных сред и деформирования элементов конструкций достаточно универсальными и широко распространенными являются метод конечных элементов ( МКЭ), метод граничных элементов ( МГЭ), вариационно-разностные методы ( ВРМ), метод конечных разностей ( МКР) в различных вариантах и сочетаниях с другими методами. В основу этих методов положено дискретное представление функций не-прерывного аргумента и областей их определения, ориентированное на использование современных ЭВМ с дискретным способом обработки информации, включая вычислительную технику новой архитектуры с векторными и параллельными процессорами. В механике, в частности в строительной, дискретное представление тел или конструкций в виде набора простых элементов имеет глубокие исторические корни, которые в свое время и послужили отправной точкой развития и обобщений МКЭ. [38]
Такие процессоры в качестве операндов используют массивы, причем операция выполняется одновременно над всеми либо над частью чисел, входящих в состав этих операндов. Арифметическое устройство параллельного процессора состоит из нескольких процессорных элементов, каждый из которых может выполнять операции над отдельными элементами ( числами или словами) массивов. В зависимости от вида процессорных элементов и от способа их возможного соединения различают два основных типа параллельных процессоров: матричные, или векторные, и ассоциативные. Параллельные процессоры осуществляют распараллеливание вычислений не на уровне команд ( как многопроцессорные вычислительные машины), а на уровне данных. Поэтому ЭВМ, содержащие такие процессоры, называют машинами с одним потоком команд и несколькими потоками данных. [39]
Для компьютеров 5-го поколения, как и для всех других разрабатываемых перспективных видов ЭВМ, характерна наблюдаемая уже сейчас тенденция перехода от архитектуры классических машин с одним потоком последовательно выполняемых команд к новым архитектурам, в которых особый упор делается на параллельную обработку данных. Представляется маловероятным, что быстродействие процессоров удастся существенно повысить по сравнению с достигнутым на сегодня уровнем. Уже создана ЭВМ на ИС с гетеропереходами, которая позволяет одновременно обрабатывать множество потоков данных с помощью множества команд. Она состоит из 16 параллельных процессоров, каждый из которых с помощью входящих в него параллельно функционирующих устройств способен одновременно выполнять семь крупных заданий; они могут объединяться для совместной работы, обеспечивая быстродействие 160 млн опер. [40]
Предполагаемая в проекте максимальная производительность вычислительных машин пятого поколения очень высока: обычно приводится число порядка 107 клвс. Однако ближайшей целью проекта, рассчитанной на первый трехлетний период, является создание персональной рабочей станции лишь с одним процессором, дающим 20 - 30 клвс и обращающимся к памяти емкостью 10 - 20 Мгб. Она будет обладать 32 параллельными процессорами, совместно дающими 106 - 107 клвс. Эта машина станет грозным конкурентом для многих существующих традиционных больших компьютеров; как ожидается, она будет готова до 1990 года. Ее прототип под названием TOPSTAR-II, включающий 24 параллельных микропроцессоров Z80 и работающий с системой параллельного вывода, называемой Паралог, уже построен и испытан. [41]
Рисование меток в порядке, показанном на рис. 5.8, может оказаться более предпочтительным по сравнению с выполнением вычислений в измененном порядке, содержащихся в программе 5.9 и приведенных на рис. 5.11, поскольку можно нарисовать линейку произвольной длины. Достаточно представить себе графическое устройство, которое просто перемещается вдоль непрерывной ленты к следующей метке. Аналогично, при решении задачи о ханойских башнях мы ограничиваемся перемещением дисков в требуемом порядке перемещения. Вообще говоря, многие рекурсивные программы основываются на решениях подзадач, которые должны быть выполнены в конкретном порядке. Для других вычислений ( например, см. программу 5.6) порядок решения подзадач роли не играет. Для таких вычислений единственным ограничением служит необходимость решения подзадач перед тем, как можно будет решить главную задачу. Понимание того, когда можно изменять порядок вычисления, не только служит ключом к успешной разработке алгоритма, но и оказывает непосредственное практическое влияние во многих случаях. Например, этот вопрос исключительно важен при исследовании возможности реализации алгоритмов в параллельных процессорах. [42]
Страницы: 1 2 3