Архитектура вычислительных комплексов

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................................4

1 СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АВК....................................................................5

1.1 Лабораторная работа №1. Тестирование рабочей области студента........................5

1.1.1 Структура учебной части дистрибутива ОС УПК АСУ..................................................5

1.1.2 Настройка сети ОС УПК АСУ............................................................................................6

1.1.3 Контроль выполнения лабораторной работы №1.........................................................8

1.2 Лабораторная работа №2. Работа со средой кластера кафедры АСУ......................9

1.2.1 Работа со средой кластера ЭВМ кафедры АСУ............................................................9

1.2.2 Настройка сетевого обеспечения ОС.............................................................................9

1.2.3 Консольный доступ к кластеру.......................................................................................10

1.2.4 Графический доступ к кластеру кафедры АСУ............................................................12

1.3 Лабораторная работа №3. Удалённая разработка приложений................................19

1.3.1 Удалённая разработка приложений................................................................................19

1.3.2 Контроль выполнения работ по теме 1............................................................................22

2 АРХИТЕКТУРА ПРОЦЕССОРОВ..............................................................................................23

2.1 Лабораторная работа №4. Компоненты аппаратного обеспечения ЭВМ..................23

2.1.1 Компоненты аппаратного обеспечения ЭВМ..................................................................24

2.1.2 Характеристики виртуального терминала.....................................................................25

2.1.3 Учебный проект avk_tty.....................................................................................................27

2.1.4 Классическое устройство мыши. Проект avk_mouse...................................................31

2.1.5 Устройство фреймбуфера. Проект avk_fb......................................................................34

2.2 Лабораторная работа №5. Асинхронное взаимодействие на уровне виртуального

терминала......................................................................................................................................40

2.2.1 Асинхронное взаимодействие на уровне виртуального терминала...........................40

2.2.2 Задача раскраски экрана монитора с помощью устройства мыши. Проект

fb_monitor......................................................................................................................................42

2.2.3 Формализация компонент взаимодействующих устройств.........................................42

2.2.4 Реализация проекта avk_fb_monitor..............................................................................53

2.3 Лабораторная работа №6. Асинхронный композитинг на уровне нитей....................58

2.3.1 Критика синхронизации на уровне прикладного программирования......................58

2.3.2 Асинхронный композитинг изображений на уровне нитей.........................................58

2.3.3 Модификация компонент взаимодействующих устройств. Проект

avk_fb_compositor.......................................................................................................................63

2.3.4 Реализация проекта avk_fb_compositor........................................................................84

3 АРХИТЕКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ............................................................90

3.1 Лабораторная работа №7. Применение технологии OpenMP.........................................90

3.1.1 Технологии параллельных вычислений.............................................................................90

3.1.2 Технология OpenMP..............................................................................................................94

3.1.3 Учебный тестовый пример технологии OpenMP. Проект omp1....................................95

3.1.4 Постановка учебной задачи. Проект avk_opemp..........................................................97

3.1.5 Реализация проекта avk_openmp..................................................................................108

3.2 Лабораторная работа №8. Применение технология MPI...............................................115

3.2.1 Архитектура OpenMPI.........................................................................................................115

3.2.2 Приём и передача сообщений между отдельными процессами...............................118

3.2.3 Учебный тестовый пример. Проект ompi1......................................................................119

3.2.4 Использование OpenMPI в архитектуре ВК..................................................................122

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.......................................................................131