Понятие, архитектурные решения и сферы применения суперкомпьютеров

Суперкомпьютеры как вычислительные системы, которые позволяют производить сложные расчеты за более короткие промежутки времени. Передача команд и информации между процессором, памятью и периферийными устройствами - основное назначение шины данных.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 21.02.2019
Размер файла 214,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность выбранной мною темы связана с постоянным развитием компьютерной индустрии. Ведь появление все более изощренного программного обеспечения, рост числа пользователей и расширение сферы приложения вычислительных систем предъявляют все новые и новые требования к мощности используемой техники. А это свидетельствует о высоком значении использования суперкомпьютеров.

Суперкомпьютер - это мощная ЭВМ с производительностью свыше 10 MFLOPS (миллионов операций с плавающей запятой в секунду). То есть суперкомпьютеры - это вычислительные системы, который позволяют производить сложные расчеты за более короткие промежутки времени. Каждая компьютерная система состоит из 3-х основных частей: центрального процессора, то есть счетного устройства, блока памяти и вторичной системы хранения информации (к примеру, в виде дисков или лент). Но главную роль играют не только технические параметры каждого из этих элементов, но и пропускная способность каналов, связывающих их друг с другом и с терминалами потребителей. Одна из заповедей «Крей Рисерч» гласит: «Быстродействие всей системы не превышает скорости самой медленнодействующей ее части». Важным показателем производительности компьютера является степень его быстродействия. Она измеряется, так называемыми, флопсами. Флопс - это внесистемная единица, которая используется для измерения производительности компьютеров. Она показывает, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система. То есть за основу берется подсчет: сколько наиболее сложных расчетов машина может выполнить за один миг.

Повышение уровня человеческих знаний всегда опиралось на опыт и теорию. Но ученые теперь сталкиваются с тем, что многие испытания стали практически невозможными в некоторых случаях из-за своих масштабов, в других - из-за дороговизны или опасности для здоровья и жизни людей. Именно тут нашли применение суперкомпьютерам. Они позволяют экспериментировать с электронными моделями реальной действительности и становятся опорой современной науки и производства.

Целью данной курсовой работы является изучение понятия, архитектурных решений и сфер применения суперкомпьютеров.

Достижение указанной цели осуществлялось путем решения следующих основных задач:

- Раскрыть сущность и основные характеристики суперкомпьютеров;

- Выявить практическое назначение суперкомпьютеров;

- Обобщить важнейшие архитектурные решения супер-ЭВМ.

1. Сущность и содержание суперкомпьютера

1.1 Понятие и характеристики суперкомпьютера

Термин «суперкомпьютер» существует уже достаточно долго, но само понятие в использование вошло лишь в 1975 году, когда Сеймур Крей соорудил аппарат Cray-1.

В течение 60-80-х годов внимание мировых лидеров по производству суперкомпьютеров уделялось изготовлению вычислительных систем, хорошо выполняющих задачи на большие объемы вычислений с плавающей точкой. Недостатка в таких задачах не чувствовалось - почти все они касались ядерных исследований и аэрокосмического моделирования и осуществлялись в военных интересах. Стремление достичь максимальной производительности в достаточно сжатые сроки означало, что критерием оценки качества системы была не ее цена, а быстродействие. Например, суперкомпьютер Cray-1 стоил тогда от 4 до 11 млн долл. в зависимости от комплектации.

Современный персональный компьютер примерно в 500 раз превосходит по быстродействию Cray-1. Бурное развитие компьютерной индустрии определяет относительность базового понятия - то, что 10 лет назад можно было назвать суперкомпьютером, сегодня под это определение уже не подпадает. Сегодня суперкомпьютерами принято называть специализированные вычислительные машины, значительно превосходящие по своим техническим параметрам и скорости вычислений большинство существующих в мире компьютеров. Как правило, современные суперкомпьютеры представляются большим числом высокопроизводительных серверных компьютеров, связанных друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания вычислительной задачи. Главное отличие суперкомпьютеров от мэйнфреймов состоит в следующем: все ресурсы такого компьютера обычно сосредоточены на решении одной либо в крайнем случае нескольких задач по возможности быстро, в то время, как мэйнфреймы, как правило, выполняют достаточно большое число задач, которые конкурируют друг с другом.

В каждом компьютере все основные параметры тесно связаны между собой. Сложно себе представить универсальный компьютер, обладающий высоким быстродействием и мизерной оперативной памятью либо огромной оперативной памятью и небольшим объемом дисков. По этой причине и суперкомпьютеры характеризуются в настоящее время не только максимальной производительностью, но и максимальным объемом оперативной и дисковой памяти. Обеспечение таких технических характеристик обходится довольно дорого - стоимость суперкомпьютеров весьма высокая. Как правило, суперкомпьютеры участвуют в решении фундаментальных научных или инженерных вычислительных задач с широкой областью применения, эффективное решение которых возможно только при наличии мощных вычислительных ресурсов [11].

Суперкомпьютеры вычисляют весьма быстро благодаря не только использованию самой современной элементной базы, но и новым решениям в архитектуре систем. Основное место здесь занимает принцип параллельной обработки данных, воплощающий идею одновременного (параллельного) выполнения нескольких действий. Существует две разновидности параллельной обработки: конвейерность и параллельность. Конвейерная обработка подразумевает, что в любой момент времени процессор работает над различными стадиями выполнения нескольких команд, на выполнение каждой стадии выделяются отдельные аппаратные ресурсы. По очередному тактовому импульсу каждая команда в конвейере продвигается на следующую стадию обработки, выполненная команда покидает конвейер, а новая поступает в него. Явный выигрыш в скорости обработки получается за счет совмещения прежде разнесенных во времени операций. Параллелизмом в архитектуре компьютеров уже никого нельзя удивить. Каждый современный микропроцессор использует какой-либо вид параллельной обработки даже в рамках одного кристалла. Вместе с тем сами эти идеи появились достаточно давно. Сначала они внедрялись в самых передовых, а потому единичных компьютерах своего времени. Здесь особая заслуга принадлежит компаниям IBM и Control Data Corporation (CDC). К их нововведениям относят, разрядно-параллельную память, разрядно-параллельную арифметику, независимые процессоры ввода-вывода, конвейер команд, конвейерные независимые функциональные устройства и т. д.

Основными признаками, характеризующими суперкомпьютеры, кроме высокой производительности, являются:

- самый современный технологический уровень;

- специфические архитектурные решения, направленные на повышение быстродействия (например, наличие операций над векторами);

- цена, обычно свыше 1-2 млн. долларов.

1.2 История развития суперкомпьютера

Суперкомпьютеры осуществляют действительно огромную работу. И, конечно же, у эпохи суперкомпьютеров есть своё начало и свой путь развития.

1-ым суперкомпьютером в истории считается CDC 6600 производства Control Data Corporation, созданием которого руководил талантливый инженер Сеймур Крей. CDC 6600 имел невиданную по меркам того времени производительность в 1 МФЛОПС (1000000 операций с плавающей точкой в секунду). В 1969-ом же лавры главного суперкомпьютера планеты перешли к модели CDC 7600 производства всё того же Сеймура Крея. Эта машина была в 10 раз производительнее своего предшественника, что делало её незаменимой для осуществления сложных и трудоёмких расчётов.

Так как Крею было неуютно в стенах Control Data Corporation, он в 1972 году уходит из CDC, для того, чтобы основать собственную компанию по производству суперкомпьютеров - Cray Research. И уже спустя 4 года появляется компьютер - Cray-1, весивший около 6 тонн и имевший производительность в 160 МФЛОПС.

На этом работа Cray Research не закончилась. Спустя 5 лет был выпущен 1-ый мультипроцессорный суперкомпьютер - Cray X-MP, а в 1985 году компьютер Cray-2 преодолел планку в один ГФЛОПС. На тот момент на рынок суперкомпьютеров, в связи с удешевлением компьютерной техники, открылась дорога в мир суперкомпьютерной индустрии большому числу небольших независимых компаний, что соответственно увеличило конкуренцию, и, следовательно, возросла скорость прогресса. В 1990-х на данном рынке произошёл серьёзный кризис, связанный с изменением геополитической ситуации в мире. Распад СССР и окончание "холодной войны" привели к значительному сокращению заказов от военных инстанций США и стран НАТО, что отрицательно сказалось на рынке суперкомпьютеров. Впрочем, вскоре суперкомпьютеры стали в массовом порядке закупаться разными "мирными" исследовательскими центрами, НИИ и лабораториями.

В СССР в 60-е годы компьютерная промышленность в начале своего развития не отставала от западной, а в некотором смысле даже превосходила её. 1-ым отечественным суперкомпьютером стал БЭСМ-6, выпущенный в 1967 году под руководством Сергея Алексеевича Лебедева.

Эту машину по формальной производительности можно сопоставить с CDC 6600, но во многом моментах она превосходила своего иностранного конкурента. Попытка американских инженеров создать что-либо лучше БЭСМ-6, носившая имя ILLIAC-IV, окончилась провалом: данный суперкомпьютер оказался и дороже, и сложнее, и медленнее "русской машины". БЭСМ-6 не являлась единственным советским суперкомпьютером. Лебедев в последние годы своей жизни был руководителем работы по созданию многопроцессорного комплекса "Эльбрус", которая была завершена в 1979 году. Хоть по производительности "Эльбрус", равно как и другие компьютеры серии, отставали от зарубежных аналогов, в его процессоре в первый раз была реализована технология суперскалярности. Суперскалярная архитектура, то есть технология параллельного выполнения нескольких команд, независимых друг от друга, вскоре была использована в большинстве процессоров для персональных компьютеров.

К сожалению, распад Советского Союза и последовавшие за ним события крайне негативно отразились на отечественной суперкомпьютерной промышленности. В 1990-х появился процессор Elbrus 2000 (E2K), который так и не смог выйти на рынок: сначала помешал кризис, а потом покупка команды "Эльбруса" Intel. На данный момент все существующие в России суперкомпьютеры либо зарубежного производства, либо базируются на зарубежных комплектующих и технологиях.

На Западе, отойдя от кризиса, индустрия производства суперкомпьютеров принялась за штурм новых высот. В 1997 году был создан суперкомпьютер ASCI RED, обладавший производительностью в 1,34 ТФЛОПС. Однако самое интересное, что этот компьютер был построен на базе почти что 10 000 процессоров Pentium II. Данная система объединения вычислительных мощностей относительно недорогих процессоров получила название Massively Parallel Processing, или просто MPP. Достоинство MPP-систем состояло в их гибкости: незагруженные процессорные блоки можно легко как отключить, так и включить заново, а вдобавок подключить дополнительные. На данный момент большая часть суперкомпьютеров была построена именно на основе данной технологии.

Со временем производители создавали всё более новые суперкомпьютеры, которые задавали новые стандарты производительности. Символический барьер в один ПФЛОПС (читается "пентафлопс"; 1 ПФЛОПС = 1000 ТФЛОПС) был преодолён в 2008 году компьютером Roadrunner от IBM. Основной характеристикой этой машины является почти 100 Тб оперативной памяти и около 20 000 процессоров и всё это работает под управлением Linux-систем Red Hat и Fedora, причём тех же самых версий, что устанавливаются на домашние компьютеры.

Однако Roadrunner не самый быстрый суперкомпьютер на сегодняшний день. Согласно рейтингу самых мощных компьютеров Top-500, наиболее производительным является японский суперкомпьютер производства Fujitsu. Эта 70 000-процессорный машина обладает производительностью в 8,162 ПФЛОПС (причём процессоры, стоит заметить, все до одного восьмиядерные).

1.3 Назначение суперкомпьютеров

С самого начала появление суперкомпьютеров было связано с потребностью быстрой обработки больших массивов данных и сложных математически - аналитических вычислениях. Суперкомпьютеры используются для:

- Решения сложных и больших научных задач, в управлении, разведке;

- Проектирования и имитационного моделирования;

- Повышения производительности;

- Централизованного хранилища информации;

- Оценки сложности решаемых на практике задач [4].

Учеными суперкомпьютеры используются при решении задач квантовой физики и механики. В военной промышленности при помощи суперкомпьютеров создают новые тактические и стратегические позиции. Супер-ЭВМ помогают выполнять различные исследования по улучшению эффективности готовой боевой техники, по ее модернизации. Также с помощью них разрабатываются новейшие виды оружия и средств защиты. Изучение ядерных процессов, моделирование цепной реакции и ядерного взрыва дают ученым богатый материал для исследования этих явлений. Исследование молекулярной структуры белка помогает сделать много важных и ценных для человечества открытий, определить причины и механизмы генетически обусловленных заболеваний. Подобная работа под силу только суперкомпьютерам. Виртуальные модели кровеносной системы человека исследуются врачами и биологами для того, чтобы получить эффективные способы борьбы с заболеваниями сердца и сосудов.

Однако суперкомпьютеры нужны не только для того, чтобы проводить серьезные научные исследования, результаты которых принесут человечеству плоды лишь в будущем. Прикладное применение суперкомпьютеров можно обнаружить во многих областях нашей жизни:

- предсказания погоды, климата и глобальных изменений в атмосфере;

- сверхпроводимость;

- разработка фармацевтических препаратов;

- астрономия;

- автомобилестроение;

- транспортные задачи;

- газо- и гидродинамика;

- разведка нефти и газа;

- вычислительные задачи в науках о Мировом океане;

- распознавание и синтез речи [9].

Современные медицинские исследования, новейшие разработки и научные открытия стали возможны именно благодаря супер-ЭВМ, которые позволяют осуществлять своевременную диагностику, с большой долей вероятности прогнозировать развитие болезни и реакцию организма на лечение. Суперкомпьютеры позволяют моделировать процессы, происходящие в жизненно важных органах для того, чтобы понять основной принцип их работы и эффективно бороться с патологиями. В биологии суперкомпьютеры, микрочипы и электронные микроскопы используются для изучения процессов, происходящих на клеточном уровне. Это дает большие возможности для серьезных научных открытий, которые способны изменить современную науку. В медицине и биологии суперкомпьютеры больше нужны именно для исследовательской работы, но некоторые крупные клиники могут позволить себе использовать такие машины для диагностики и лечения.

Помощь суперкомпьютеров нужна в космическом пространстве: их используют не только для фиксирования данных на борту космических станций и обеспечения эффективности работы этих сооружений, но и для проектирования новых орбитальных и межпланетных станций, выстраивания данных оптимальной траектории движения станций, изучения процессов, влияющих на геомагнитный фон Земли, отслеживания и предугадывания всплесков солнечной активности и выявления их закономерности. При разработке новых моделей космических станций и искусственных спутников, суперкомпьютеры проводят серьезную работу по моделированию и прогнозированию всех возможных ситуаций, обеспечивая, таким образом, безопасность полета.

В прогнозировании погоды суперкомпьютеры также играют немало важную роль: благодаря им стало возможно очень точно предсказывать погоду. Цифровая обработка данных, полученных на метеорологических станциях, производится в кратчайшие сроки, что дает шанс заглянуть в будущее и предупредить людей о возможных погодных изменениях. Эта работа суперкомпьютеров тесно связана с прогнозами стихийных бедствий, которые способны спасти жизнь многих людей.

В промышленности супер-ЭВМ помогают разрабатывать новые модели автомобилей и самолетов. Исследование аэродинамических свойств, устойчивости, маневренности, способы сочетать эти качества в оптимальной пропорции могут только суперкомпьютеры.

Супер-ЭВМ имеют большое влияние на жизнь современного человека, но редко, кто об этом задумывается.

2. Основные архитектурные решения суперкомпьютеров

2.1 Магистральная архитектура суперкомпьютера

Процессор магистральных (конвейерных) МПВС одновременно выполняет разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных. Такие МПВС относятся к системам с многократным потоком команд и однократным потоком данных (МКОД или MISD -- Multiple Instruction Single Data).

В случае магистральной или шинной архитектуры ЭВМ включает элемент - магистраль, которая связывает отдельные элементы и влияет на выполнение команд (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структурная схема супер-ЭВМ с общей шиной

Магистраль/канал - унифицированная подсистема связи структурных частей ЭВМ. Унификация магистрали состоит в том, что все устройства подключаются к магистрали одинаково (используют один и тот же набор сигналов, один и тот же алгоритм обмена). Унификация позволяет легко заменять, добавлять или удалять отдельные части, входящие в состав ЭВМ, без нарушения её работоспособности. Основные конструктивные компоненты магистрали - линии связи (провода), которые можно подразделить на три группы (шины):

1. Линии связи - провод, по которому передаётся логический сигнал.

2. Шина - группа линий однотипных сигналов:

a) Шина адреса - предназначена для передачи из процессора в память параллельным кодом двоичного слова, представляющего собой начальный адрес участка памяти, к которому требуется обращение. Количество линий (ширина шины адреса) определяет размер физического адресного пространства, т.е. максимальное количество различных адресов в ОЗУ. Адрес по шине передаётся от процессора в память или во внешнее устройство. В процессор адрес передаётся только в мультипроцессорных системах, для поддержания правильной работы КЭШей.

b) Шина данных - предназначена для передачи команд и данных между процессором, памятью и периферийными устройствами. Передача слов осуществляется также параллельным кодом, а "ширина" шины данных в реальных системах может составлять от 1 до 4 и более байтов. Шина данных является двунаправленной и имеет наибольшую пропускную способность.

В некоторых ЭВМ шина адреса и шина данных объединены в одну мультиплексируемую шину адреса/данных. Такая шина функционирует в режиме разделения времени: цикл шины разбит на временной интервал передачи адреса и на временной интервал передачи данных. Мультиплексирование позволяет сократить общее число линий, но требует усложнения логики связи с шиной. Кроме того, ого может привести к потере производительности.

c) Шина управления - предназначена для передачи управляющих сигналов из процессора в прочие устройства, подключённые к магистрали.

Любое устройство, подключённое к магистрали, должно быть способно:

- распознать "свой адрес", формируемый процессором на адресной шине;

- распознать по сигналам на шине управления действие, которого ждёт от устройства процессор;

- выполнить это действие: передать в процессор либо принять из процессора через шину данных двоичное слово [3].

Последовательность трёх перечисленных шагов составляет "цикл магистрали" ("канальный цикл"). Канальные циклы могут следовать на магистрали непрерывно, либо с интервалами. Они происходят под управлением процессора или внешних устройств, и, таким образом, обеспечивают обмен информацией между частями ЭВМ.

2.2 Векторная архитектура суперкомпьютера

Векторный компьютер - это многофункциональное электронное устройство, в котором несколько процессоров параллельно (одновременно) выполняют одну команду над различными данными - однократный поток команд с многократным потоком данных (ОКМД или SIMD - Single Instruction Multiple Data).

Среди современных суперЭВМ векторную архитектуру имеют как однопроцессорные, так и многопроцессорные суперкомпьютеры.

Общим для всех векторных суперкомпьютеров является наличие в системе команд векторных операций, например, сложение векторов, допускающих работу с векторами определенной длины, допустим, 64 элемента по 8 байт. В таких компьютерах операции с векторами обычно выполняются над векторными регистрами, что, однако, совсем не является обязательным. Наличие регистров маски позволяет выполнять векторные команды не над всеми элементами векторов, а только над теми, на которые указывает маска. Конечно, в конкретных реализациях векторной архитектуры в различных суперкомпьютерах имеются свои модификации этой общей схемы. Также векторная структура суперкомпьютера содержит конвейер операций, на котором обрабатываются параллельно элементы векторов и полученные результаты последовательно записываются в единую память. При этом отпадает необходимость в коммутаторе процессорных элементов.

Рисунок 2 - Векторная архитектура супер-ЭВМ

Однопроцессорные векторные суперкомпьютеры имеют один поток (векторных) команд и много потоков данных: каждый элемент вектора входит в отдельный поток данных.

В архитектуре многопроцессорных векторных компьютеров можно отметить две важнейшие характеристики:

- симметричность (равноправность) всех процессоров системы

- разделение всеми процессорами общего поля оперативной памяти.

Подобные компьютерные системы называются сильно связанными. Если в однопроцессорных векторных ЭВМ для создания эффективной программы ее надо векторизовать, то в многопроцессорных появляется задача распараллеливания программы для ее выполнения одновременно на нескольких процессорах. Задача распараллеливания является, пожалуй, более сложной, т.к. в ней необходимо организовать синхронизацию параллельно выполняющихся процессов. Практика показала возможности эффективного распараллеливания большого числа алгоритмов для рассматриваемых сильно связанных систем. Соответствующий подход к распараллеливанию на таких компьютерах называется иногда моделью разделяемой общей памяти.

2.3 Матричная архитектура суперкомпьютера

Качественно новым архитектурным решением в накопителях стала идея применения матрицы вместо шины или коммутатора.

Матричный компьютер - это многофункциональное электронное устройство, в котором несколько процессоров параллельно (одновременно) выполняют различные операции над потоками данных - многократный поток команд с многократным потоком данных (МКМД или MIMD - Multiple Instruction Multiple Data). Суть матричной архитектуры суперкомпьютеров заключается в наличии множества процессорных элементов, выполняющих одну и ту же команду над различными элементами вектора (потоков данных), объединенных коммутатором. Каждый процессорный элемент включает схемы местного управления, операционную часть, схемы связи и собственную оперативную память. Изменение производительности матричной системы достигается за счет изменения числа процессорных элементов [6].

Рисунок 3 - Матричная архитектура суперкомпьютера

Основные их преимущества - высокая производительность и экономичность. Недостатки матричных систем, ограничивающие области их применения, заключаются в жесткости синхронного управления матрицей процессорных элементов и сложности программирования обмена данными между процессорными элементами через коммутатор.

Они применяются главным образом для реализации алгоритмов, допускающих параллельную обработку многих потоков данных по одной и той же программе (одномерное и двумерное прямое и обратное преобразования Фурье, решение систем дифференциальных уравнений в частных производных, операций над векторами и матрицами и др.). Матричные системы довольно часто используются совместно с универсальными однопроцессорными ЭВМ.

Отличие матричной архитектуры от магистральной или векторной архитектуры заключается в том, что в ней практически нет никакого разделяемого ресурса в виде шины или коммутатора. Все составляющие ее директоры находятся в прямой связи «каждый с каждым». Прямое соединение обеспечивает беспрепятственное перемещение данных из входных каналов в массивы хранения.

Заключение

суперкомпьютер вычислительный процессор

Суперкомпьютеры - специализированные вычислительные машины, значительно превосходящие по своим техническим параметрам и скорости вычислений большинство существующих в мире компьютеров. К их основным характеристикам относятся:

- современный уровень технологий;

- своеобразные архитектурные решения, нацеленные на увеличение быстродействия;

- высокая цена.

Архитектура супер-ЭВМ охватывает большой круг проблем, связанных с созданием комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих значительное количество определяющих факторов. Основными среди этих факторов являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство в эксплуатации, а одним из основных компонентов архитектуры считаются аппаратные средства.

MISD (multiple instruction stream / single data stream) - множественный поток команд и одиночный поток данных (МКОД). Определение подразумевает наличие в архитектуре многих процессоров, обрабатывающих один и тот же поток данных.

SIMD (single instruction stream / multiple data stream) - одиночный поток команд и множественный поток данных (ОКМД). В архитектурах подобного рода сохраняется один поток команд, включающий, в отличие от предыдущего класса, векторные команды. Это позволяет выполнять одну арифметическую операцию сразу над многими данными - элементами вектора.

MIMD (multiple instruction stream / multiple data stream) - множественный поток команд и множественный поток данных (МКМД). Этот класс предполагает, что в вычислительной системе есть несколько устройств обработки команд, объединенных в единый комплекс и работающих каждое со своим потоком команд и данных.

Суперкомпьютеры используются во всех сферах, где для решения задачи применяется численное моделирование; там, где требуется большой объём сложных вычислений, обработка огромного количества данных в реальном времени, или решение задачи может быть найдено простым перебором множества значений множества исходных параметров.

Сначала суперкомпьютеры использовались лишь для оборонных задач: расчёты по ядерному и термоядерному оружию, ядерным реакторам. В дальнейшем, по мере совершенствования математического аппарата численного моделирования, развития знаний в других сферах науки -- суперкомпьютеры стали применяться и в «мирных» расчётах, создавая новые научные дисциплины: численный прогноз погоды, вычислительная биология и медицина, вычислительная химия, вычислительная гидродинамика, вычислительная лингвистика и проч., -- где достижения информатики сливались с достижениями прикладной науки.

В современном мире суперкомпьютерные технологии стали стратегической областью. И без нее неосуществимо дальнейшее развитие экономики. Мощность национальных суперкомпьютеров сейчас так же важна, как мощность электростанций или количество боеголовок. Суперкомпьютер стал показателем технического уровня государства.

Литература

1 Андреев А.Л. Весь мир как суперкомпьютер / Андреев А.Л., Манзюк М.О., Ватутин Э.И./ Троицкий вариант. 2012. № 110. С. 7.

2 Воеводин В. Суперкомпьютеры: вчера, сегодня и завтра, 2011 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nkj.ru/archive/articles/7365/

3 Горбунова Т.Н. Суперкомпьютер в современном обществе. В сборнике: Инновационное развитие российской экономики Материалы конференции, VI Международный научно-практический форум. 2013. С. 76-80.

4 Жирков А. Суперкомпьютеры: развитие, тенденции, применение 2014. С.16-20.

5 Левин В.К. Тенденции развития суперкомпьютеров. Computational nanotechnology. 2014. № 1. С. 35-38.

6 Митропольский Ю.И. Элементная база и архитектура будущих суперкомпьютеров. Микроэлектроника. 2015. задачиТ. 44. № 3. С. 163.

7 Мусорина В. Суперкомпьютеры в России: путь «Ломоносова». Прямые инвестиции. 2011. № 4. С. 40-42.

8 Седова А.А. Исследования областей применения суперкомпьютеров в мире /Седова А.А., Шишляникова Н.Г., Адмакина О.Н./ Экономика, экология и общество россии в 21-м столетии 2015. С. 530-542.

9 Спиряев О. Задачи для суперкомпьютера. Наука в России. 2014. С. 16-17.

10 Черняк Л. Суперкомпьютеры, смена эпох, 2013 [Электронный ресурс]. Режим доступа: //www.osp.ru/news/articles/2013/37/13037718/

11 Шипилов Л.Д., Малязин С.В. Суперкомпьютеры и их применение инновационные процессы в науке и технике XXI века. 2016. С. 353-358.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Работа средств обработки информации. Передача с помощью света по нити из оптически прозрачного материала в основе оптоволоконной сети. Принцип функционирования коаксиального кабеля и витой пары. Сравнение шины с нервными волокнами. Кэш данных и команд.

    реферат [543,6 K], добавлен 22.04.2013

  • Назначение системы управления базой данных. Передача данных в сетях ЭВМ: схема передачи информации, характеристика каналов передачи информации. Информационные ресурсы, которые содержит Интернет. Электронная почта - информационная услуга компьютерной сети.

    контрольная работа [43,4 K], добавлен 26.04.2009

  • Архитектура и принципы построения электронно-вычислительных машин. Стратегические задачи суперкомпьютеров. Примеры их применения в военной сфере, науке и образовании, медицине, метеорологии. Рейтинг российских мощнейших компьютеров на мировом рынке.

    презентация [523,1 K], добавлен 17.06.2016

  • Производительность вычислительной системы. Важным показателем производительности компьютера-степень его быстродействия. Быстродействие серийно выпускаемых микропроцессоров. Применение суперкомпьютеров. Развитие аппаратных и программных средств.

    доклад [19,3 K], добавлен 22.09.2008

  • Блокировка файла для защиты доступа к нему со стороны других процессов в многозадачной среде операционной системы. Управление периферийными устройствами, процессами (заданиями, задачами). Планирование процессов, понятие очереди. Общий буфер данных.

    презентация [45,2 K], добавлен 23.10.2013

  • Изучение базовых команд ПК на базе МП i286 и их форматов. Изучение прямых способов адресации данных. Наработка практических навыков работы с командами. Разработка регистровой модели выполнения операций передачи данных. Программа реализации команд.

    контрольная работа [42,2 K], добавлен 12.03.2011

  • Основы работы с табличным процессором MS Excel. Назначение и области применения, основные и дополнительные функции. История и тенденции развития. Основные понятия, составляющие обработки данных табличным процессором. Способы запуска, панели инструментов.

    презентация [82,2 K], добавлен 19.12.2011

  • Назначение операционной системы как комплекса программного обеспечения, методы управления памятью, файлами и устройствами. История выпуска и особенности ОС Windows 2000. Алгоритм редактирования и выполнения формул в редакторе формул MS Equation.

    контрольная работа [25,1 K], добавлен 06.01.2017

  • Теоретические подходы к сети на FireWire, основные проблемы и пути их решения. Обмен цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Описание высокоскоростной последовательной шины, спецификации FireWire и принцип работы.

    курсовая работа [365,9 K], добавлен 18.11.2009

  • Научные принципы, которые позволяют создавать высококачественные информационные системы. Выбор принципов построения банков данных и их воплощение в конкретной системе. Принципы многоуровневости, интеграции данных и централизации управления ими.

    презентация [12,9 K], добавлен 14.10.2013

  • Типы команд, синтаксис ассемблера и код операции, по которому транслируется команда. Команды вычисления и непосредственной пересылки данных между регистрами. Поле для определения операции вычисления. Управление последовательностью выполнения программы.

    реферат [29,1 K], добавлен 13.11.2009

  • Способы передачи данных и методы фазирования. Передача алфавитно-цифровой информации. Разработка кодирующего и декодирующего устройства. Расчет среднего времени запаздывания информации. Разработка структурных схем и алгоритмов функционирования СПД.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 21.12.2012

  • Операционные системы и их функции для автономного компьютера: управление процессами, памятью, файлами и внешними устройствами; защита данных и администрирование; интерфейс прикладного программирования. Матричные принтеры, проектирование символов.

    курсовая работа [54,1 K], добавлен 22.06.2011

  • Периферийными или внешними устройствами называют устройства, размещенные вне системного блока и задействованные на определенном этапе обработки информации. Характеристики и принцып действия матричных принтеров. Основные характеристики лазерных принтеров.

    курсовая работа [374,6 K], добавлен 14.04.2009

  • Понятие и структура реляционной базы данных, ее основные элементы и их взаимодействие. Методика и основные этапы создания базы данных, ее назначение и сферы применения. Правила ввода данных в таблицы. Создание запроса к базе данных, отчетов и диаграмм.

    учебное пособие [3,6 M], добавлен 19.12.2009

  • Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: цели и задачи обработки информации, аппаратные средства её реализации. Функции управления ЭВМ, их программные составляющие (память, интерфейс, средства обработки). Многопроцессорные вычислительные системы.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.12.2009

  • Составные части информатики и направления ее применения. Классы компьютеров, примеры команд. Принтер, сканер и плоттер. Виды топологий сетей. Системы счисления. Способы соединения с Интернетом. Категории программного обеспечения. Значение базы данных.

    шпаргалка [184,0 K], добавлен 16.01.2012

  • Сфера применения суперкомпьютеров, процесс проникновения суперЭВМ в совершенно недоступную для них ранее коммерческую сферу. Охлаждение суперкомпьютера SuperMUC. Немецкий суперкомпьютерный центр им. Лейбница при Академии наук Баварии CyberSecurity.ru.

    курсовая работа [5,0 M], добавлен 26.01.2015

  • Изучение видов роботов-жуков. Анализ платформ для управления периферийными устройствами, реализации передачи и обработки полученных данных. Основной выбор сервоприводов и дальномеров. Программирование робота через специализированную среду Arduino IDE.

    курсовая работа [588,7 K], добавлен 11.08.2017

  • Сущность понятия "суперкомпьютер". Характеристики производительности техники. Применение суперкомпьютеров в: биологии и медицине, космическом пространстве, прогнозировании погоды. Топ-500 самых мощных общественно известных компьютерных систем мира.

    реферат [105,0 K], добавлен 29.03.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.