Вычислительные Системы, 02 лекция (от 10 сентября)
Материал из eSyr's wiki.
Предыдущая лекция | Следующая лекция
Содержание |
[править] Введение
В прошлый раз лектор говорил про Фредерика Брукса, и вот он принёс книгу, новое издание, и перевод тут хуже, чем первое издание, наверное это было сделано потому, чтобы человек заработал деньги.
Руководство разработкой OS/360 было очень поучительным, хотя и поным расстройств. Команде разработчиков, в том числе сменившему меня Ф. М. Трапнеллу (F. M. Trapnell), можно многим гордиться. Система содержит много отличных решений в конструкции и функционировании, и ей удалось получить широкое распространение. Некоторые идеи, в первую очередь, организация ввода/вывода, независимая от устройств, и управление внешними библиотеками стали техническими новинками, ныне широко используемыми. Сейчас эта система вполне надежна, достаточно производительна и весьма гибка.
Однако проект нельзя назвать вполне успешным. Всякому пользователю OS/360 быстро становится ясно, насколько лучше могла бы быть система. Ошибки проектирования и реализации особенно заметны в управляющей программе, а не в компиляторах языков. Большая часть этих просчетов относится к периоду 1964-65 годов и потому должна быть отнесена на мой счет. Более того, система вышла с задержкой, потребовала больше памяти, чем предполагалось, стоимость разработки в несколько раз превысила запланированную, и первые несколько версий функционировали не слишком удачно.»Очень интересными являются названия глав:
- Смоляная яма
- Этот мифический «человеко-месяц»
- Операционная бригада
- Аристократия, демократия и системное проектирование
- Эффект второй системы
- Донести слово
- Почему не удалось построить вавилонскую башню?
- Объявляя удар
- Два в одном
- Документарная гипотеза
- Планируйте на выброс
- Острый инструмент
- Целое и части
- Назревание катастрофы
- Обратная сторона
- Серебряной пули нет — сущность и акциденция в программной инженерии
- Новый выстрел «серебряной пули нет»
- Заявления «мифического человеко-месяца»: правда или ложь?
- Пятьдесят лет удивления, восхищения и радости
Обязательно надо почитать эту книгу, если посвящаете себя этой области. Также книг по ОС и Архитектуре есть очень много, но есть классика. Это музыка. Конечно, там нет того, что есть сейчас — большие руководства … но всё равно.
Тут есть замечательные аллегории «Радости ремесла», «Горести ремесла». В новом переводе хуже.
Эпилог (258 страница):
В моей памяти все еще живы удивление и восторг, с которым я — мне тогда было 13 лет — читал отчет от 7 августа 1944 года об освящении компьютера Mark I, архитектором которого был Говард Айкен (Howard Aiken), а проектировщиками — инженеры Клер Лейк (Clair D. Lake), Бенджамин Дурфи (B. M. Durfee) и Фрэнсис Гамильтон (F. E. Hamilton). Такой же вызывающей ощущение чуда была статья Ванневара Буша (Vannevar Bush) «That We May Think» в апрельском 1945 года номере «Atlantic Monthly», в которой он предложил организовать знания в виде огромной гипертекстовой паутины и обеспечить пользователей машинами для переходов по существующим ссылкам и создания новых ассоциативных следов. Новый толчок моя страсть к компьютерам получила в 1952 году, когда, работая летом на IBM в Эдинкоте, штат Нью-Йорк, я получил практический опыт программирования для IBM 604 и формальное обучение программированию для IBM 701, их первой машины с хранимой программой. Аспирантура у Айкена и Иверсона в Гарварде сделала реальностью мои мечты о профессии, и я связал с ней всю свою жизнь. Немногим Бог дает право зарабатывать на жизнь тем, чем они с радостью занимались бы по собственной воле, по увлечению. Я благодарен судьбе. Для человека, влюбленного в компьютеры, трудно было бы придумать иное время, когда так радостно было жить. От механических устройств до вакуумных ламп, транзисторов и интегральных схем шло бурное развитие технологии. Первый компьютер, на котором я работал сразу после выпуска из Гарварда, был суперкомпьютер IBM Stretch. Этот компьютер царствовал над миром как самый быстрый с 1961 по 1964 годы; было изготовлено 9 экземпляров. Мой сегодняшний Macintosh Powerbook не только быстрее, с большей памятью и большим диском, но и в тысячу раз дешевле (в пять тысяч раз дешевле с учетом инфляции). Мы были свидетелями того, как поочередно произошли компьютерная революция, революция электронных компьютеров, революция миникомпьютеров и революция микрокомпьютеров, в результате каждой из которых компьютеров становилось на порядки больше.
Область связанных с компьютерами знаний претерпела взрыв, как и соответствующая технология. Будучи аспирантом в середине 50-х, я мог прочесть все журналы и труды конференций. Я мог оставаться на современном уровне во всей научной дисциплине. Сегодня же мне в моей интеллектуальной жизни приходится с сожалением расставаться с интересами то в одной, то в другой подобласти, поскольку количество документов превысило всякую возможность справиться с ними. Масса интересов, масса замечательных возможностей для учебы, исследований, размышлений. Чудесное затруднение! Не только конца не видно, но и шаг не замедляется. В будущем нас ожидают многие радости.»«13 лет Марк 1. Новый толчок в 52 году, IBM/604 и IBM/701 — первой ... будущие аспиранты в середине 50-х»
далее цитируется «Москва Компьютерная».
Компромисс между программным обеспечением и аппаратным: сначала начали наваливать на ПО, палку перегнули, потом начали нагружать аппаратное обеспечение, и такими волнами и шло.
До БЭСМ-6 была сделана машина Весна, тоже параллельная. Был такой курьёз, Весну делали для КГБ, и нужна была для шифрации/дешифрации, и авторы машины спрашивали математиков, что сделать, они говорили: это, это и это, и в итоге получилась громоздкая машина, перегнули.
БЭСМ-6, разработка программы-диспетчера: не было времени готовить диссертации, но Королёв настоял, лектор приехал, Королёв у него спрашивате «Иванникова знаешь?» «Да» «Достоин он защищать диссертацию?» «Да» И Королёв отправил лектора к Иванникову. ... «Это работа не только и не столько своя, сколько института, и защищать нужно не только себя, но и институт»
Понедельник начинается в субботу: «Приходил утром, к нему «А у нас программа не работает» «Колоду» «А мы уже обошли, поменяли» «Докладную напишу!»» Дело в том, что это могла бы быть ошибка в системном ПО, и её надо найти, а без программы, на которой она проявляется, сделать ничего нельзя.
Когда защищалась кандидатсякая по многопрограммной ОС, то там в рецензентах был Шура-Бура, который делал Весну, а Томилин этого не знал, а Весна была сделана на полгода раньше и тоже была многопрограммная, но Ш-Б был скован секрентостью и не мог спорить с тем, что ОС БЭСМ-6 — первая многопроцессорная.
Последняя цитата из «Москва Компьютерная»
Основное направление — развитие параллелизма. В прошлы раз анализировали архитектуру в узком и широком смыслах. Но всё это конечно не так строго везде разделено, и термин архитектура используется везде как попала, термины архитектура и структура перепутаны.
[править] Классификация ВС
Мы начнём с того, лектор думает, что мы помним, с классификации ВС по Флинну. В 66 году Флинном (Flynn) была предложена классификация ВС по потокам комманд и потокам данных ,Эта классификация прижилась. 4 класса:
- ОКОД (SISD) — идёт программа и обрабатывает данные (одиночный поток команд, одиночный поток данных). Очень большой класс. Эту архитектуру называют машинами фон Неймана или машинами, построенными по архитектуре фон Неймана. И надо знать, чот это на самом деле. Фон Нейманн — математик, узнал, что сделали ENIAC, машина была не с хранимой в памяти программой, но тем не менее. Первые ВС с хранимой программой — IBM/701 и МЭСМ. Так вуот, фон Нейман приехал, увидел Эниак, загорелся идеей сделать машину с хранимой памятью, и опубликовал первую на весь мир статью, которую рассекретили только в 50-х. В этом смысле роль Джона фон Неймана. У нас первыми были Лебедев, Брук.
- ОКМД — достаточно специализированный класс. Одна команда выполняется на нескольких выч. узлах над данными, находящихся на этих узлах. Пример — ILLIAC 4. 64 выч. узла. 71 год. 300 Mflop, Cray прибилзился к этой мощности только в 76 году. ПС-2000 — для обработки геологической информации.
- МКОД
- МКМД — Это класс машин с общей памятью. Имеется в виду следующее: есть несколько нитей, и они работают над одной памятью. Тут и многопроцессорные ВС, и многомашинные системы, и выч. сети.
- МВК — огромный подкласс.
- ММВК
Другая организация — под управлением данных, есть эти машины.
[править] Терминология
Операции в секунду:
- MIPS — Million Instructions Per Second — количество операций, которые проходят через устройство управления.
- MFlops — FLOating Point operations per Second — то, что проходит в АЛУ, да и то не все команды, а только «+», «–», «×», «÷»
Какое соотношение: Для БЭСМ-6 считалось, что у неё 1 MIPS, а по статичтике Выч. центра FLOP это 30%, то есть 0.3 Mflops, причём «+» и «–» — 15%, «×» — 15%, «÷» — 1—2%.
Первым уровнем параллелизма была организация внутрипроцессорного параллелизма.
- Вычисление адреса следующей команды
- Работала ОП на выборку команды, и не работали УУ и АЛУ.
- Потом делался разбор в УУ — ОП и АЛУ простаивали.
- Работает АЛУ, не работают ОП и УУ.
- Если есть запись, делалась запись
- Прибавлялась единица в IP, выполнялась следующая команда
Устройства проставивали, и удалось этого исбезать включением устройств промежуточного хранения данных с разной логикой работы и они решили эту проблему. Плюс ещё одно решение, мы посмотрим, как эти устройства работали в параллель, и это очень серьёзно влияло на произв. Если бы они не работали параллельно, то производительность БЭСМ-6 упала бы в 4 раза.
[править] Фотографии
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11
Календарь
пн | пн | пн | пн | пн | |
Сентябрь
| 03 | 10 | 17 | ||
Октябрь
| 01 | 08 | 15 | 22 | 29 |
Ноябрь
| 05 | 12 | 19 |
Материалы
Вопросы по курсу