Понятие о современных вычислительных системах. Диаметр. Средний диаметр

* Вычислитель – элементарный процессор, стоящий в узле ВС. Структуру ВС будем представлять в виде неориентированного графа, где вершины – вычислители, а ребра – связи между ними.

Система, представленная совокупностью описаний W=<K, A>, где

K – описание конструкции ВС, А – описание алгоритма работы коллектива вычислителей,

называется вычислительной, если:

1. Описание К составляет множество значений {M, S}, где М – множество вычислителей (M={m_i}, i=0, …, N-1), а S – тип связей между вычислителями.

В конструкцию K закладываются следующие принципы:

ü Параллелизм при обработке информации, т.е. организация вычислений одновременно на множестве вычислителей М и обеспечение, в случае необходимости, обмена данными через сеть.

ü Адаптация конфигурации сети S к решаемой задаче.

2. Алгоритм A обеспечивает, наряду с требуемой обработкой, управление одновременной работой M процессоров с необходимым обменом данными между ними.

Структура коллектива вычислителей, представленных в виде графа:

GS=(M, S*), где М={m_i}, i= 0, …, N-1, S_i,j S*, i, j= {0, …, N-1}.

Симметричной ВС называется неориентированный граф, в котором произвольная нумерация вершин не меняет степень вершин графа, где под степенью вершины понимается количество ребер, примыкающих к ней.

Одними из важных параметров сети являются ее диаметр и средний диаметр, определяющие временные задержки при обмене информацией между процессорами сети.

Диаметр d – это максимальное расстояние, определяемое как

где – расстояние между вершинами i и j рассматриваемой сети. Расстояние есть минимальная длина простой цепи между вершинами i и j, где длина измеряется в количестве ребер между вершинами i и j.

Средний диаметр для выделенной вершины n определяется как , где p_i – расстояние от текущей вершины до выделенной (i-ой), n_pi – число вершин, находящихся на расстоянии p_i от выделенной.

Средний диаметр сети : .Для симметричной сети .

2. Основы функционирования ВС типа "Микроc-Т".

Система МИКРОС в виде D₂ – графа (степень вершин 4):

Bi – вычислитель с транспьютером:

Транспьютер управляет архитектурой этой ВС. В этой структуре может быть распределенный коммутатор.

Транспьютер - сверхбольшая интегральная схема, которая содержит
- процессор;
- коммуникационные каналы для межпроцессорной связи;
- оперативную память; и
- кэш небольшого объема.
Транспьютер может одновременно принимать, обрабатывать и передавать данные. Транспьютеры позволяют организовать параллельную обработку данных. Транспьютер относят к мультитрейдовой структуре.