Применение алгоритмов шифрования Политики безопасности Протокол аутентификации Безопасность IP (IPSec) Использование сертификатов для обеспечения безопасности

Вычислительные комплексы. Начиная с 60-х годов для повышения надежности и производительности СОД, несколько ЭВМ связывались между собой, образуя многомашинный вычислительный комплекс. Вычислительные системы. СОД, настроенная на решение задач, конкретной области применения, называется вычислительной системой.

Основы вычислительных систем

На сегодня установилась классификация ВВС, базирующихся на порядке поступления потоков команд и данных на обработку. Их структуры образуют следующие четыре класса:

·        одиночный поток команд – одиночный поток данных (SISD). Сюда относятся типичные машины последовательного действия;

·        одиночный поток команд – множественный поток данных (SIMD). Это матричные и ассоциативные структуры;

·        множественный поток команд – одиночный поток данных (MISD). Он включает конвейерные или магистральные структуры;

·        множественный поток команд – множественный поток данных (MIMD). К этому классу принадлежат структуры, включающие несколько процессоров, одновременно выполняющих различные фрагменты одной и той же программы.

На сегодняшний день разработан и функционирует целый спектр ВВС, начиная от машин серии ЕС, ПС, Эльбрус, имеющих производительность от нескольких миллионов и сотен миллионов операций в секунду, до многопроцессорной ВС Suprenum, включающей 256 процессорных узлов общего назначения с максимальной производительностью 5 млрд операций в секунду (оп/с) и машин типа Teraflop-1 с пиковой производительностью 1000 млрд оп/с.

Создание ВВС, промышленный выпуск транспьютеров позволяют формировать единые среды, разрешающие проблему параллельной обработки информации для массового пользователя.

Опыт разработки и исследования конвейерной архитектуры от ЭВМ Star 100, IBM 360/91, Cyber 205 до ETA Systems, Cray Research и ряда других показывает многообразие структурных решений, способствующих значительному увеличению максимальной производительности. Однако существенное увеличение быстродействия на конвейерных ВВС может быть достигнуто лишь для задач, векторизуемых более чем на 90 %. Векторизация в реальных задачах не превышает 70 %. Выход из этой ситуации, как правило, ищут в двух направлениях. С одной стороны, акцентируется внимание на повышении мощности скалярных вычислений в векторных ВВС. Здесь показательны, например, разработки фирмы Cray Research. Так, если первые ее модели Cray X-HP, Cray-2 имели до четырех процессоров, то Cray-3 содержала 16 процессоров, а Cray-4 уже 64.

Интерес представляет суперкомпьютер CrayT3E/1200 – масштабируемая массово-параллельная система, состоящая из отдельных процессорных элементов (РЕ), которую производит компания CrayResearch, подразделение SiliconGraphics. В нем используются процессоры DECchip (DECAlphaEV5) с тактовой частотой 600 MГц и пиковой производительностью 1200Mflops. СистемыT3E масштабируются до нескольких тысяч процессоров. Каждый процессорный элемент располагает своей памятью (DRAM) объемом от 256Mб до 2Гб. При этом память системы глобально адресуема. Процессорные элементы связаны высокопроизводительной сетью с топологией трехмерного тора и двунаправленными каналами. Скорость обмена достигает 480 Mб/c в каждом направлении. Поддерживается явное параллельное программирование через пакет CrayMessagePassingToolkit (MPT), включающий высокопроизводительные реализации интерфейсов MPI и PVM, а также библиотеку Shmem разработки CrayResearch для работы параллельных процессов над общей памятью. Для Фортран-программ возможно также неявное распараллеливание в моделях CRAFT и HPF. Среда разработки включает также набор визуальных средств для анализа и отладки параллельных программ. Компьютер работает под управлением операционной системы UNICOS/mk.

С другой стороны, ищут альтернативный подход к разработке конвейерной архитектуры, так называемое микромультипрограммирование. Предложена альтернативная теория конвейеризации Context Flow, где вычисления рассматриваются как набор логических преобразований на контекстах процессов. Этот подход дает лучшее соотношение производительность–стоимость, чем обычные конвейеры.

Дело в том, что разработанные программы и подготовленные данные для отдельного компьютера и предназначенные для локального использования, практически не содержали средств защиты Проблема обеспечения достоверности функционирования ВС имеет много общего с проблемой достоверности передачи дискретной информации по каналам связи (КС).

Информатика, черчение, математика