Многопроцессорные вычислительные системы. Теоретический анализ, математические модем и применение

Многопроцессорные вычислительные системы. Теоретический анализ, математические модем и применение
А.М. Андреев, Г.П. Можаров, В.В. Сюзев
  • Год:
    2011
  • Тип издания:
    Учебное пособие
  • Объем:
    336 стр. / 27.3 п.л
  • Формат:
    70x100/16
  • ISBN:
    978-5-7038-3439-8
  • Читать Online

Серия: Информатика в техническом университете

Ключевые слова: адаптация к алгоритмам, гиперсети, графы, магистральные связи, многопроцессорные вычислительные системы, моделирование вычислительных систем, надежность, пропускная способность, тупиковые ситуации

Рассмотрены вопросы выбора структуры, методы расчета и оптимизации структур многопроцессорных вычислительных систем (ВС). С единых позиций исследовано влияние структурных характеристик ВС на пропускную способность, производительность, стоимость и ряд других системных характеристик. Изложена спектральная теория графов: зависимости между спектральными и структурными свойствами графов, спектрами и группами автоморфизмов, характеризация графов посредством их спектров и др.

Описаны алгоритмы выбора конкретных структур ВС, приведены примеры применения этих алгоритмов, даны практические рекомендации для проектирования ВС. Основное внимание уделено выбору надежной и отказоустойчивой структуры многопроцессорных ВС.

Содержание учебного пособия соответствует курсам лекций, читаемых в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для студентов старших курсов высших технических учебных заведений и аспирантов, обучающихся по направлениям системотехники, автоматизации технологических процессов и производств, а также для системных аналитиков и научных работников.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Понятие "многопроцессорная вычислительная система"
1.1. Вычислительные системы на базе сверхбольшой интегральной схемы
1.2. Современные задачи и требования к основным характеристикам ВС
1.3. Классификация ВС
1.4. Проблемы создания многопроцессорных ВС
1.5. Математическая модель, используемая для описания структур ВС
1.6. Элементы теории графов
1.7. Числовые инварианты графов структур ВС
2. Основные свойства спектра графа
2.1. Спектр графа ВС
2.2. Матрица смежности и обыкновенный спектр графа
2.3. Характеристики спектров графов
2.4. Определение спектров графов ВС
2.5. Определение характеристических многочленов и спектров графов некоторых специальных типов
3. Связь между спектром и структурой графов вычислительных систем
3.1. Основные соотношения между спектром и структурой графов ВС
3.2. Связи спектральных и структурных характеристик однородных ВС
3.3. Группа автоморфизмов графов ВС
3.4. Пример использования теории групп при расчете характеристик ВС
4. Влияние структуры на технические характеристики вычислительных систем
4.1. Сложность сети ВС
4.2. Адаптация ВС к алгоритмам
4.3. Проблемы адаптации структуры ВС к алгоритмам решаемых задач в терминах теории графов
4.4. Пример решения задач ВС
4.5. Пропускная способность, диаметр и средний диаметр ВС
4.6. Надежность и живучесть топологической структуры ВС
4.7. Примеры оценки влияния структурных характеристик на технические характеристики сложных ВС
4.8. Связь стоимостных и структурных характеристик ВС
5. Технология моделирования вычислительных систем и процессов
5.1. Основные понятия теории моделирования ВС
5.2. Методы моделирования ВС
5.3. Применение сетевых моделей для описания параллельных процессов
5.4. Примеры построения математических моделей ВС
5.5. Задачи моделирования ВС
5.6. Пример схемы проектирования ВС
5.7. Использование гиперсетей в качестве математических моделей для исследования структур ВС
5.8. Гиперсети с заданной связностью
6. Методы организации однородных структур вычислительных систем
6.1. Операции над графами структур ВС и результирующие спектры
6.2. Структура динамически реструктурируемых отказоустойчивых ВС
6.3. Пример организации структуры ВС, базирующейся на бинарной матрице микропроцессоров
7. Разрешение тупиковых ситуаций в вычислительных системах
7.1. Основные проблемы информационного обмена в ВС
7.2. Определение числа маршрутов в ВС
7.3. Методы преодоления тупиковых ситуаций в ВС
7.4. Навигация и трансляция в ВС
8. Многопроцессорные вычислительные системы с магистральными связями
8.1. Магистральные ВС
8.2. Алгоритм выбора структуры магистрально-модульной ВС
8.3. Примеры расчета магистральных ВС

Авторы работы: Андреев А.М., Можаров Г.П., Сюзев В.В.