Образовательная программа федеральное агентство по образованию




НазваниеОбразовательная программа федеральное агентство по образованию
страница2/34
Дата03.02.2016
Размер9,45 Kb.
ТипОбразовательная программа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34

ВВЕДЕНИЕ


Рост объема вычислений, связанный с усложнением задач, решаемых с помощью ЭВМ в военной, технологической, научной и финансовой областях, привел к созданию мощных суперкомпьютеров и их более дешевых заменителей, многопроцессорных вычислительных комплексов – супер­клас­теров.

Несмотря на меньшую стоимость высокопроизводительные супер­кластеры все еще достаточно дороги, занимают достаточно много места и имеют большой вес.

Так, например, 40-ядерный кластер, обеспечивающий при идеальном распараллеливании ускорение расчетов не более чем в 40 раз, требует для установки отдельную комнату, персонал для обслуживания и стоит порядка 2-млн. рублей.

Представляется перспективной разработка высокопроизводительных персональных ЭВМ разных классов, базирующихся на применении в качестве основных процессоров – графических процессоров. Последнее, как позволяет заключить имеющийся опыт, позволит в существенной мере (на порядки) минимизировать недостатки суперкластеров, сохранив, а в отдельных случаях и превысив их производительность.

Первые две лекции данного конспекта посвящены описанию архитектуры и принципов работы обычных ЭВМ. Последнее сделано для того, чтобы в дальнейшем материале можно было более четко акцентировать все последующие шаги по повышению их производительности.

Во втором разделе, включающем три лекции, изложены методы повышения производительности обычных ЭВМ, обеспечивающие эффективность работы высокопроизводительных ЭВМ. Последние к настоящему времени образуют отдельную отрасль, в которой разрабатывают и создают ЭВМ для решения сложных задач с большим потоком данных и сложными арифметическими операциями. Используют эти суперкомпьютеры в самых разных областях науки – от обработки статистики по чрезвычайным ситуациям во всей стране, до расчета сложнейших уравнений химических реакций. От обычных высокопроизводительные ЭВМ отличают большие на порядок (и более) объем памяти, быстродействие и прочие характеристики, существенные для выполняемых операций. Подобные компьютерные гиганты по карману далеко не всем исследовательским центрам. Поэтому сейчас высокопроизводительную ЭВМ вполне можно создать из нескольких обычных ЭВМ, объединив их в сеть.

В третьей части (в рамках одной лекции) проанализированы типы архитектур высокопроизводительных вычислительных систем, показано, что решение вопроса разработки высокопроизводительной и экономной ЭВМ может быть достигнуто за счет использования графических процессоров.

Основная часть материала лекций посвящена относительно новому методу высокоскоростного программирования на графических процессорах и проведению моделирования физических процессов в реакторных материалах с помощью указанных процессоров.

Этот раздел включает описание принципов работы графических процессоров, приемов их программирования. В нем достаточно подробно изложено описание взаимодействия графического и центрального процессоров, приведены конкретные примеры составления общей программы.

Особое внимание в этом разделе уделено программированию задачи моделирования методом молекулярной динамики кристаллов диоксида урана. Рассмотрены задачи восстановления потенциалов межчастичных взаимодействий по температурной зависимости периода решетки кристалла, получении коэффициентов диффузии кислорода по временной зависимости среднеквадратичных смещений по анализу механизмов диффузии кислорода в диоксиде урана.

Закрепление знаний, получаемых после чтения курса, предполагает выполнение ряда практических занятий, для которых имеется учебное пособие.

1.Архитектура и принципы работы обычных ЭВМ с центральным процессором (CPU)


По производительности и по внешнему виду современные компьютеры мало чем напоминают первые ЭВМ. В качестве примера можно привести компьютер, который мог занимать весь этаж института, а по выполняемым функциям едва дотягивал до того, что сейчас может сделать ноутбук, размером с школьный учебник. Однако, основные идеи, а также составные части, алгоритмы (хотя параллельную обработку следует признать колоссальным прорывом) практически не претерпели изменений со времен Алана Тьюринга и Джона фон Неймана. Поэтому в качестве основы всегда приводят неймановскую архитектуру ЭВМ.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34

Похожие:

Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию РФ комитет по образованию администрации волгоградской области
Дискутируются актуальные для современной филологии проблемы лингвоконцептологии и лингвокультурных типажей
Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию

Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию

Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию
Федеральное государственное учреждение государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций...
Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 05. 02. 23 «Стандартизация и управление качеством продукции»
Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (Сибади)
Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию

Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Контрольно-измерительные материалы содержат комплекс тестовых заданий по учебному пособию «Физическая культура студента» и перечень...
Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию РФ санкт-Петербургский государственный университет факультет международных отношений
Программа призвана отразить основное содержание курса и ознакомить студентов со списком литературы
Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию
Филиала Красноярского государственного педагогического университета им. В. П. Астафьева в г. Железногорске
Образовательная программа федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию
Технико-экономическое обоснование эффективности использования нового оборудования
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница