Типы анализируемых структур. Существует множество структурных решений МПС, зависящих от способов реализации общей памяти и коммутационной сети. Во-первых, это системы с сосредоточенной и распределённой архитектурами памяти. В первом типе структуры вся память размещается вне процессорных узлов (ПУ), т.е. является удаленной. В ПУ включается только кэш одного или нескольких уровней. Время доступа каждого ПУ к любой ячейке общей памяти является одинаковым. Во втором типе структуры ПУ содержит не только кэш, но и подключенную к локальной шине часть основной памяти. Адресное пространство и в первом и во втором типах архитектуры является единым и делится между ПУ.
Другим классификационным признаком является способ организации межпроцессорной связи, которая осуществляется с помощью коммутационных сетей, подразделяющихся на два типа: с временной и пространственной коммутацией.
Третьим классификационным признаком является принятый операционной системой способ распределения задач или ветвей задачи по ПУ: статический или динамический. В первом способе задача назначается выделенному ПУ, и это назначение не меняется за все время её решения. Во втором способе задачи назначаются в любой свободный ПУ.
Разработчика специализированных МПС интересуют количественные характеристики различных способов построения таких систем. Все характеристики получают при заданных значениях структурных параметров и параметров задачи.
К структурным параметрам относятся [6]: быстродействие ПУ; пропускная способность кэш-памяти; пропускная способность основной памяти; пропускная способность коммутационной сети; скорость передачи данных дисковой памятью; вероятность появления кэш-промахов; вероятность появления события, связанного с поддержанием кэш-когерентности pk.
К параметрам задачи относятся: трудоемкость решения задачи T – число процессорных операций в последовательном алгоритме; трудоемкость одной ветви i– число процессорных операций, приходящихся на один ПУ; трудоемкость одного этапа обработки алгоритма 0i – число выполняемых ПУ операций между двумя последовательными обращениями к внешней памяти; интенсивность поступления заданий на решение задач (ветвей) 0; число параллельных ветвейn.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (Проект № 16-07-00012 А).
Список литературы
Мартенс-Атюшев Д.С., Мартышкин А.И. Разработка и исследование реконфигурируемого вычислительного кластера для цифровой обработки сигнала // Современные информационные технологии. 2015. – № 21. – С. 190-195.
Мартенс-Атюшев Д.С., Мартышкин А.И. Реконфигурируемый вычислительный кластер для цифровой обработки сигнала // В сборнике: Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов сборник статей XIII Всероссийской научно-технической конференции. Под редакцией И.И. Сальникова. 2015. – С. 112-117.
Мартенс-Атюшев Д.С., Мартышкин А.И. Разработка реконфигурируемой вычислительной системы для цифровой обработки сигнала // Технические науки - от теории к практике. 2015. – № 52. – С. 50-58.
Мартенс-Атюшев Д.С., Мартышкин А.И. Разработка и исследование реконфигурируемой системы для цифровой обработки сигнала // Международный студенческий научный вестник. 2016. – № 3-1. – С. 86-88.
Мартышкин А.И. Математическая модель диспетчера задач с общей очередью для систем параллельной обработки // В сборнике: Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов Сборник статей XI Всероссийской научно-технической конференции. Под редакцией И.И. Сальникова. 2013. С. 87-91.
Бикташев Р.А., Князьков В.С. Многопроцессорные системы. Архитектура, топология, анализ производительности. – Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2004. – 108 с.