Слайд 2
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
Большие задачи
Слайд 3
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
1.1 Добыча нефти
Входные данные: резервуар, пробуренные скважины
Задача: смоделировать ситуацию, понять
необходимость дополнительных скважин
Модель: куб 1000 * 10 000 * 10 000 точек,
в каждой точке – от 5 до 20 функций,
значение функции – решение систем нелинейных уравнений (200-1000 арифм. оп.)
нестационарный процесс – 100-1000 шагов по времени
Слайд 4
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
1.1 Добыча нефти
Итого:
1011(точек сети) * 10(функций) * 500(операций) * 500(шагов)
= 2.5 * 1017
2.5 * 1017 операций !!!
Но кроме того:
изменение параметров модели?
изменение входных данных?
Слайд 5
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
1.1 Добыча нефти
Производительность персонального компьютера:
2.5 миллиардов операций в секунду
Время,
необходимое для решения одной задачи:
2.5*1017/2.5*109 = 108 сек. > 3 года
Слайд 6
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
1.2 Другие задачи
Автомобилестроение и машиностроение
Нефте- и газодобыча
Фармакология
Прогноз погоды и моделирование
изменения климата
Сейсморазведка
Проектирование сложных зданий и строительных сооружений
Синтез новых материалов
Слайд 7
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2. Параллельная обработка
Слайд 8
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.1 Определение
Компьютер выполняет несколько задач (подзадач) одновременно
Слайд 9
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2 Режимы выполнения задач
последовательный режим
задачи решаются последовательно в порядке некоторой
очередности
многозадачный режим (режим разделения времени)
для выполнения нескольких задач используется единственный процессор (данный режим является псевдопараллельным, в каждый момент времени исполняемым может быть единственная задача)
параллельный режим
для выполнения нескольких задач используется несколько процессорных устройств
Слайд 10
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 11
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 12
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 13
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 14
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 15
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 16
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 17
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 18
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 19
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 20
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 21
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 22
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 23
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 24
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 25
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 26
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 27
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 28
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 29
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 30
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 31
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 32
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 33
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 34
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 35
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 36
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.1 Последовательная обработка
Слайд 37
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 38
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 39
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 40
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 41
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 42
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 43
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 44
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 45
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 46
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 47
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 48
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 49
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 50
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 51
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 52
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 53
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 54
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 55
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 56
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 57
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 58
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 59
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 60
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 61
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 62
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.2 Режим разделения времени
Слайд 63
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 64
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 65
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 66
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 67
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 68
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 69
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 70
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 71
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 72
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
2.2.3 Параллельная обработка
Слайд 73
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3. Виды параллелизма
многопроцессорная обработка
конвейерная обработка
векторная обработка
Слайд 74
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.1 Многопроцессорная обработка
Несколько процессоров используются для решения одной и той
же задачи
Задача разбивается на подзадачи
Каждый процессор выполняет свою подзадачу
Пусть один землекоп может выкопать яму 2х2х1 м за 12 часов.
Два землекопа выроют яму за 6 часов?
12 землекопов – за 1 час?
72 землекопа – за 10 минут?
Слайд 75
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Конвейер по сборке пылесосов на заводе "Эльмоверк" компании
"Сименс ".
Слайд 76
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 60
Слайд 77
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 15
Слайд 78
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 30
Слайд 79
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 45
Слайд 80
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Последовательная обработка
Время: 60
Слайд 81
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 82
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 83
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 84
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 85
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 86
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 87
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 88
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Время: 00
Слайд 89
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Конвейерная обработка
Сложение вещественных чисел:
сравнение порядков
выравнивание порядков
сложение мантисс
нормализация
Каждая микрооперация выполняется
в отдельной части устройства
Каждая часть устройства – ступень конвейера,
число ступеней – длина конвейера.
Слайд 90
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Векторная обработка
Копировально-фрезерный станок для обработки отверстий замка SZS-100. Обеспечивает
сверление трёх параллельных отверстий для замочного паза.
Слайд 91
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Векторная обработка
Векторный процессор выполняет операцию над векторами как одну
команду
Слайд 92
07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
3.2 Векторно-конвейерная обработка
Конвейер по сборке автомобилей на заводе «Вольво».