Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование комбинаторных свойств коммуникационных сетей для многопроцессорных вычислительных систем типа ОКМД Куприянова, Марина Валерьевна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Куприянова, Марина Валерьевна. Исследование комбинаторных свойств коммуникационных сетей для многопроцессорных вычислительных систем типа ОКМД : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.13 / Ин-т проблем управления.- Москва, 1997.- 21 с.: ил. РГБ ОД, 9 98-1/2806-2

Введение к работе

1 * Актуальность работы. Среди архитектур параллельных вычислительных систем существенное место занимают многопроцессорные вычислительные системы (МВС) типа ОКМД (один поток команд - много потокси даккых). S таких системах N процессорных элементов (ПЭ) выполняют одну и ту же команду, но с различными операндами. При этом число используемых ПЭ в системах достигает нескольких тысяч единиц. Одной из главных проблем при проектировании МВС с общим управлением, как и в других параллельных системах, является проблема организации параллельных обменов данными между ПЭ. Поэтому актуальной является задача рационального выбора средств коммутации, реализованная в виде коммуникационной сети -ключевого элемента в таких системах. Для МВС типа ОКМД характерен перестановочный режим обмена, т. е. синхронный обмен в соответствии с заданным списком соединений, состоящим из множества пар "источник-приемник", когда все приемники различны. В этом случае отображение номеров входов сети в номера выходов рассматривается как некоторая перестановка из N чисел, где N- число входов сети. К числу общепринятых критериев при оценке производительности коммуникационной сети в перестановочном режиме относится ее комбинаторная мощность, т. е. доля бесконфликтно реализуемых перестановок от их общего числа. Под конфликтом или блокировкой понимается ситуация, которая по определению является недопустимой и состоит в том, что два различных сообщения претендуют на одну и ту же пинию связи в сети. Важным показателем является также способность сети реализовать перестановки регулярного вида, - т.е. такие; для которых правило отображения номеров входов в номера выходов известно. Вопросы реализации произвольных и регулярных перестановок рассматривались в работах В. Бенеша, Дж. Ленфанта, Д. Лори,-С. Оркута, Т. Шиманского, а также в работах других авторов. Подходы, лежащие в основе разработанных, методов имели ряд недостатков, таких как:

использование сложного, последовательного алгоритма управления коммуникационной сетью; '" ,:

необходимость разработки "индивидуального" алгоритма маршрутизации для возможности бесконфликтной реализации перестановок одного типа;

дополнительные'затраты на аппаратуру. """'

В диссертации предложен новый метод анализа- комбинаторных свойств наиболее распространенных типов статических и динамических коммуникационных сетей, применяемых в современных параллельных вычислительных системах, а именно

* Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований, проект N94-01-01650

сети n-куб и ее распространенных модификаций, основанный на результатах из теории чисел.

Цель работы состоит в повышении эффективности работы коммуникационной сети посредством анализа условий возникновения блокировок на операциях информационного обмена перестановочного вида.

Методы исследования. Использовались методы комбинаторики, теории чисел, в частности, понятие конгруэнтности, теории цифровой обработки сигналов.

Научная новизна работы. Г. Разработан метод анализа коммуникационных структур определенного вида, позволяющий расширить их комбинаторные свойства.

2. С учетом архитектурных особенностей коммутационной сети типа n-куб и принятого
"классического" алгоритма маршрутизации с использованием понятий из теории чисел
сформулированы условия возникновения блокировки как для синхронного, так и для
предложенного в диссертации асинхронного режимов выполнения алгоритма
маршрутизации.

  1. Показано, что асинхронная модификация общепринятого алгоритма маршрутизации значительно улучшает коммутационные свойства гиперкуба.

  2. В результате исследования другой коммуникационной топологии, а именно, многопутевой Омега-сети (Пм), с использованием предложенного метода показано, что многопутевые модификации не только обладают отказоустойчивостью, но и обеспечивают существенно лучшие комбинаторные возможности, чем исходная однопутевая Омега-сеть.

Практическая ценность. Результаты работы позволяют повысить эффективность реализации наиболее часто встречающихся на практике видов параллельных обменов данными. Предложенный метод анализа распространяется также и на другие типовые коммуникационные сети, а именно: модифицированную Омега-сеть, тор и способствует рациональному выбору средств коммутации на этапе проектирования. Использование асинхронного режима выполнения алгоритма маршрутизации при реализации некоторых перестановок на сети типа n-куб может быть полезным в ряде задач с жестким требованием минимизации времени выполнения обменов.

Практическая реализация. Разработанный метод анализа блокировок использовался при разработке различных вычислительных моделей серии ПС-230О.

Аппробашш работы. Материалы диссертации обсуждались на международной конференции "Telecommunication Services for Developing Economies'*. ITC Specialist Seminar. Cracow. Poland. April 1991;

з международной конференции "Высокопроизводительные вычислительные системы в управлении и научных исследованиях", 24-27 сентября, Алма-Ата, 1991; на V Совещании по распределенным вычислительным системам и сетям (CDS-92), 7-11 сентября 1992 г., Калининград;

на международной конференции "Third International Conference. РАСТ-95. St-Petersburg. Russia. September 1995.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 5 опубликованных научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав,
заключения, списка литературы из го наименований. Диссертация содержит
страниц
текста, 33 рисунков, таблиц.