Аналіз архітектурних особливостей обчислювальних систем з програмованою структурою
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Огнєвий, Олександр Вікторович
Присяжнюк, Віталій Володимирович
Коваль, Богдан Анатолійович
Лєнков, Сергій Васильович
Ognjevyj, Oleksandr
Prisyajnyuk, Vitaliy
Koval, Bogdan
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Військовий інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Анотація
Стаття присвячена побудові мультиархітектурних кластерних та мультикластерних обчислювальних систем .
В роботі проведено аналіз обчислювальних систем з програмованною структурою. Дослідження показали, що сучасні розподілені ОС є мультіархітектурнимі. 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 масштабуємихся засобів обробки інформації і 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 ЕМ системи використано показники пропускна здатність і латентність, щодозволяють 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.
The article is devoted to the construction of multi-architectural cluster and multi-cluster computing systems. The paper analyzes computational systems with programmable structure. Studies have shown that modern distributed OSs are multiarchitectural. Depending on the level of consideration of their functional structures, they may look both as MISD, both as SIMD, and as MIMD systems. The main functional and structural unit of computing resources in the systems of the class under consideration is an elementary machine (EM), which is a composition of a computing module and a system device. It has been established that OS systems with a programmable structure are scalable information processing tools and allow the formation of scalable massively parallel architecture computing systems. Interaction between the computer is carried out through the software configuration of the communication network. The structure of the OS is described by a graph, the set of vertices of which is the number of elementary machines (or system devices, or local switches), and the set of edges - the line of interconnection. The structure of the modern OS presents a number of requirements: the simplicity of embedding a parallel algorithm, the convenience of addressing elementary machines, the feasibility of the principle of near-the-go and the minimum delays in inter-machine transmissions of information, scalability and large-scale structures, commutation, survivability, technology. The most complete requirements listed above satisfy the homogeneous structures (that is, they are described by homogeneous graphs). Such structures are promising for the formation of scalable and large-scale computing systems (in particular, OS with a programmable structure). To assess the performance of the communication channels between the EM system used indicators of bandwidth and latency, to allow a fairly complete analysis of the structural capabilities of the OS. In this paper, we present an example of constructing a computing cluster, complete with N computing nodes, which are connected by a Gigabit Ethernet connection.
The article is devoted to the construction of multi-architectural cluster and multi-cluster computing systems. The paper analyzes computational systems with programmable structure. Studies have shown that modern distributed OSs are multiarchitectural. Depending on the level of consideration of their functional structures, they may look both as MISD, both as SIMD, and as MIMD systems. The main functional and structural unit of computing resources in the systems of the class under consideration is an elementary machine (EM), which is a composition of a computing module and a system device. It has been established that OS systems with a programmable structure are scalable information processing tools and allow the formation of scalable massively parallel architecture computing systems. Interaction between the computer is carried out through the software configuration of the communication network. The structure of the OS is described by a graph, the set of vertices of which is the number of elementary machines (or system devices, or local switches), and the set of edges - the line of interconnection. The structure of the modern OS presents a number of requirements: the simplicity of embedding a parallel algorithm, the convenience of addressing elementary machines, the feasibility of the principle of near-the-go and the minimum delays in inter-machine transmissions of information, scalability and large-scale structures, commutation, survivability, technology. The most complete requirements listed above satisfy the homogeneous structures (that is, they are described by homogeneous graphs). Such structures are promising for the formation of scalable and large-scale computing systems (in particular, OS with a programmable structure). To assess the performance of the communication channels between the EM system used indicators of bandwidth and latency, to allow a fairly complete analysis of the structural capabilities of the OS. In this paper, we present an example of constructing a computing cluster, complete with N computing nodes, which are connected by a Gigabit Ethernet connection.
Опис
Ключові слова
обчислювальні системи, елементарні машини, системи обробки данних, однорідні структури, комунікаційні середовища,, кластер та мультикластер, алгоритми вкладення, computing systems, elementary machines, data processing systems, homogeneous structures, communication environments, cluster and multiclaser, embedding algorithms
Бібліографічний опис
Аналіз архітектурних особливостей обчислювальних систем з програмованою структурою [Текст] / О. В. Огнєвий, С. В. Лєнков, Б. А. Коваль, В. В. Присяжнюк // Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка. – Київ : ВІКНУ, 2018. – Вип. 61. – С.103–113.