Понятие параллельной вычислительной системы. Лекция 1 презентация

Июль 29, 2022

Главная
Информатика
Понятие параллельной вычислительной системы. Лекция 1

Содержание

2. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский Большие задачи
3. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 1.1 Добыча нефти Входные данные: резервуар, пробуренные скважины Задача: смоделировать ситуацию, понять необходимость
4. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 1.1 Добыча нефти Итого: 1011(точек сети) * 10(функций) * 500(операций) * 500(шагов) =
5. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 1.1 Добыча нефти Производительность персонального компьютера: 2.5 миллиардов операций в секунду Время, необходимое
6. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 1.2 Другие задачи Автомобилестроение и машиностроение Нефте- и газодобыча Фармакология Прогноз погоды и
7. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2. Параллельная обработка
8. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.1 Определение Компьютер выполняет несколько задач (подзадач) одновременно
9. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2 Режимы выполнения задач последовательный режим задачи решаются последовательно в порядке некоторой очередности
10. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
11. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
12. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
13. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
14. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
15. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
16. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
17. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
18. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
19. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
20. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
21. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
22. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
23. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
24. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
25. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
26. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
27. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
28. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
29. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
30. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
31. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
32. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
33. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
34. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
35. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
36. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.1 Последовательная обработка
37. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
38. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
39. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
40. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
41. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
42. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
43. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
44. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
45. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
46. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
47. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
48. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
49. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
50. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
51. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
52. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
53. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
54. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
55. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
56. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
57. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
58. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
59. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
60. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
61. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
62. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.2 Режим разделения времени
63. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
64. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
65. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
66. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
67. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
68. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
69. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
70. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
71. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
72. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 2.2.3 Параллельная обработка
73. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3. Виды параллелизма многопроцессорная обработка конвейерная обработка векторная обработка
74. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.1 Многопроцессорная обработка Несколько процессоров используются для решения одной и той же задачи
75. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Конвейер по сборке пылесосов на заводе "Эльмоверк" компании "Сименс ".
76. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 60
77. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 15
78. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 30
79. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 45
80. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Последовательная обработка Время: 60
81. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
82. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
83. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
84. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
85. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
86. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
87. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
88. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Время: 00
89. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Конвейерная обработка Сложение вещественных чисел: сравнение порядков выравнивание порядков сложение мантисс нормализация
90. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Векторная обработка Копировально-фрезерный станок для обработки отверстий замка SZS-100. Обеспечивает сверление трёх
91. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Векторная обработка Векторный процессор выполняет операцию над векторами как одну команду
92. 07/29/2023 (С) Л.Б.Соколинский 3.2 Векторно-конвейерная обработка Конвейер по сборке автомобилей на заводе «Вольво».
94. Скачать презентацию

07/29/2023
(С) Л.Б.Соколинский
Большие задачи

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?