sibsutisВестник СибГУТИThe Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science1998-6920СибГУТИsibsutis-662Research ArticleСтатьиРаспределённые вычислительные системы с программируемой структурой*)Distributed programmable structure computer systemsХорошевскийВ. Г.V.g. Khoroshevskynoemail@neicon.ruзаведующий Лабораторией вычислительных систем Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, директор Центра параллельных вычислительных технологий, заведующий Кафедрой вычислительных систем Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатикиRussian Federation20101601202302341Copyright © Хорошевский В.Г., 20232023Хорошевский В.Г.Хорошевский В.Г.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsutis.ru/jour/article/view/662

В работе изложены концептуальные основы построения распределённых вычислительных систем (ВС) с программируемой структурой. Описаны модели функционирования ВС и континуальный метод расчёта показателей их эффективности. Приведены результаты по анализу и синтезу структур распределённых ВС. Предложены стратегии обеспечения стохастически оптимального функционирования распределённых ВС в режимах параллельного мультипрограммирования. Рассмотрены функциональные структуры реализованных ВС с программируемой структурой: "Минск-222", МИНИМАКС, СУММА, МИКРОС и пространственно-распределённой мультикластерной ВС. Показано, что рассматриваемая концепция позволяет создавать технико-экономически эффективные и живучие суперВС.

Conception and research results of Distributed Computer Systems (DCS) with programmable structure are stated. Functioning models and continuous methods are described to calculate indices of DCS efficiency. Results of analysis and synthesis of DCS structures are given. Stochastic strategies are suggested to optimize DCS functioning in parallel multiprogramming modes. Functional structures of embodied DCS ("Minsk-222", MINIMAX, SUMMA, MICROS and geographical-distributed multicluster system) are considered. It is showed the given conception let us create technical-economic effective and robust supercomputers.

computer systemsefficiency analysisstructureparallel multiprogrammingReferencesНейман Дж. фон. Теория самовоспроизводящихся автоматов: Пер. с англ./ Под ред. В.И. Варшавского. - М.: Мир, 1971. - 382 с.Нейман Дж. фон. Теория самовоспроизводящихся автоматов: Пер. с англ./ Под ред. В.И. Варшавского. - М.: Мир, 1971. - 382 с.Сергей Алексеевич Лебедев. К 100-летию со дня рождения основоположника отечественной электронной вычислительной техники. - М.: Физматлит, 2002. - 440 с.Сергей Алексеевич Лебедев. К 100-летию со дня рождения основоположника отечественной электронной вычислительной техники. - М.: Физматлит, 2002. - 440 с.Мельников В.А., Митропольский Ю.И., Шнитман В.З. Архитектура высокопроизводительной вычислительной системы "Электроника СС БИС-1" // Программные продукты и системы. 1992. № 1.Мельников В.А., Митропольский Ю.И., Шнитман В.З. Архитектура высокопроизводительной вычислительной системы "Электроника СС БИС-1" // Программные продукты и системы. 1992. № 1.Бурцев В.С. Параллелизм вычислительных процессов и развитие архитектуры суперЭВМ. - М.: ИВВС РАН, 1997. - 152 с.Бурцев В.С. Параллелизм вычислительных процессов и развитие архитектуры суперЭВМ. - М.: ИВВС РАН, 1997. - 152 с.Иванников В.П. Архитектура операционной системы суперЭВМ. - М., 1984.Иванников В.П. Архитектура операционной системы суперЭВМ. - М., 1984.Томилин А.Н. Использование моделирования в анализе и разработке вычислительных систем // Труды Шестого международного семинара "Распределённая обработка информации" / Под ред. В.Г. Хорошевского. - Новосибирск: СО РАН, 1998. С. 273-277.Томилин А.Н. Использование моделирования в анализе и разработке вычислительных систем // Труды Шестого международного семинара "Распределённая обработка информации" / Под ред. В.Г. Хорошевского. - Новосибирск: СО РАН, 1998. С. 273-277.Каляев А.В. Однородные коммутационные регистровые структуры. - М.: Советское радио, 1978. - 335 с.Каляев А.В. Однородные коммутационные регистровые структуры. - М.: Советское радио, 1978. - 335 с.Каляев А.В. Многопроцессорные системы с программируемой структурой. - М.: Радио и связь, 1984. - 240 с.Каляев А.В. Многопроцессорные системы с программируемой структурой. - М.: Радио и связь, 1984. - 240 с.Каляев И.А., Левин И.И., Семерников Е.А., Шмойлов В.И. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры. - Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН. - 320 с.Каляев И.А., Левин И.И., Семерников Е.А., Шмойлов В.И. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры. - Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН. - 320 с.Поспелов Д.А. Введение в теорию вычислительных систем. - М.: Советское радио, 1972. - 280 с.Поспелов Д.А. Введение в теорию вычислительных систем. - М.: Советское радио, 1972. - 280 с.Евреинов Э.В., Прангишвили И.В. Цифровые автоматы с настраиваемой структурой (Однородные среды). М.: Энергия, 1974. - 240 с.Евреинов Э.В., Прангишвили И.В. Цифровые автоматы с настраиваемой структурой (Однородные среды). М.: Энергия, 1974. - 240 с.Прангишвили И.В., Стецюра Г.Г. Микропроцессорные системы. - М.: Наука, 1980.Прангишвили И.В., Стецюра Г.Г. Микропроцессорные системы. - М.: Наука, 1980.Пухов Г.Е., Евдокимов В.Ф., Синьков М.В. Разрядно-аналоговые вычислительные системы. - М.: Советское радио, 1978. - 255 с.Пухов Г.Е., Евдокимов В.Ф., Синьков М.В. Разрядно-аналоговые вычислительные системы. - М.: Советское радио, 1978. - 255 с.Велихов Е.П. Об организации в Академии наук СССР работ по информатике, вычислительной технике и автоматизации // Вестник АН СССР. 1983. № 6. С. 24-38.Велихов Е.П. Об организации в Академии наук СССР работ по информатике, вычислительной технике и автоматизации // Вестник АН СССР. 1983. № 6. С. 24-38.Евреинов Э.В., Хорошевский В.Г. Однородные вычислительные системы. - Новосибирск: Наука, 1978. 320 с.Евреинов Э.В., Хорошевский В.Г. Однородные вычислительные системы. - Новосибирск: Наука, 1978. 320 с.Хорошевский В.Г. Инженерный анализ функционирования вычислительных машин и систем. - М.: Радио и связь, 1987. 256 с.Хорошевский В.Г. Инженерный анализ функционирования вычислительных машин и систем. - М.: Радио и связь, 1987. 256 с.Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 520 с.Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 520 с.Евреинов Э.В., Косарев Ю.Г. О возможности построения вычислительных систем высокой производительности. - Новосибирск: СО АН СССР, 1962. - 39 с.Евреинов Э.В., Косарев Ю.Г. О возможности построения вычислительных систем высокой производительности. - Новосибирск: СО АН СССР, 1962. - 39 с.Евреинов Э.В., Косарев Ю.Г. Однородные универсальные вычислительные системы высокой производительности. - Новосибирск: Наука, 1966. - 308 с.Евреинов Э.В., Косарев Ю.Г. Однородные универсальные вычислительные системы высокой производительности. - Новосибирск: Наука, 1966. - 308 с.Яненко Н.Н. Перспективы развития вычислительной математики на основе вычислительных систем // Препринт "ЭВМ. Перспективы и гипотезы". - Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1981. № 46. С. 3-6.Яненко Н.Н. Перспективы развития вычислительной математики на основе вычислительных систем // Препринт "ЭВМ. Перспективы и гипотезы". - Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1981. № 46. С. 3-6.Хорошевский В.Г. Модели функционирования большемасштабных распределённых вычислительных систем // Электросвязь. 2004. № 10. С. 30-34.Хорошевский В.Г. Модели функционирования большемасштабных распределённых вычислительных систем // Электросвязь. 2004. № 10. С. 30-34.Монахов О.Г., Монахова Э.А. Исследование топологических свойств регулярных параметрически описываемых структур вычислительных систем // Автометрия. 2000. № 2. С. 70-82.Монахов О.Г., Монахова Э.А. Исследование топологических свойств регулярных параметрически описываемых структур вычислительных систем // Автометрия. 2000. № 2. С. 70-82.Хорошевский В.Г. Архитектурные концепции, анализ и организация функционирования вычислительных систем // Труды конференции "Моделирование-2008". - Киев: ИПМЭ им. Г.Е. Пухова НАН Украины. 2008. Т.1. С. 15-24.Хорошевский В.Г. Архитектурные концепции, анализ и организация функционирования вычислительных систем // Труды конференции "Моделирование-2008". - Киев: ИПМЭ им. Г.Е. Пухова НАН Украины. 2008. Т.1. С. 15-24.Хорошевский В.Г., Курносов М.Г. Алгоритмы распределения ветвей параллельных программ по процессорным ядрам вычислительных систем // Автометрия. 2008. № 2. С. 56-67.Хорошевский В.Г., Курносов М.Г. Алгоритмы распределения ветвей параллельных программ по процессорным ядрам вычислительных систем // Автометрия. 2008. № 2. С. 56-67.Хорошевский В.Г., Курносов М.Г. Моделирование алгоритмов вложения параллельных программ в структуры распределённых вычислительных систем // Труды конференции "Моделирование-2008". - Киев: ИПМЭ им. Г.Е. Пухова НАН Украины, 2008. Т.2. С. 435-440.Хорошевский В.Г., Курносов М.Г. Моделирование алгоритмов вложения параллельных программ в структуры распределённых вычислительных систем // Труды конференции "Моделирование-2008". - Киев: ИПМЭ им. Г.Е. Пухова НАН Украины, 2008. Т.2. С. 435-440.Хорошевский В.Г., Седельников М.С. Эвристические алгоритмы распределения задач по машинам вычислительной системы // Автометрия. 2000. Т.40. № 4. С.76-87.Хорошевский В.Г., Седельников М.С. Эвристические алгоритмы распределения задач по машинам вычислительной системы // Автометрия. 2000. Т.40. № 4. С.76-87.Хорошевский В.Г., Власюк В.В. Теоретико-игровой подход к организации стохастически оптимального функционирования распределённых вычислительных систем // Автометрия. 2000. № 4. С.17-25.Хорошевский В.Г., Власюк В.В. Теоретико-игровой подход к организации стохастически оптимального функционирования распределённых вычислительных систем // Автометрия. 2000. № 4. С.17-25.Хорошевский В.Г., Мамойленко С.Н. Стратегии стохастически оптимального функционирования распределённых вычислительных систем // Автометрия. 2003. Т.39. № 2. С. 81-91.Хорошевский В.Г., Мамойленко С.Н. Стратегии стохастически оптимального функционирования распределённых вычислительных систем // Автометрия. 2003. Т.39. № 2. С. 81-91.Хорошевский В.Г., Подаков М.Н. Поиск стохастически оптимального разбиения большемасштабных вычислительных систем // Автометрия. 2000. № 2. С. 52-59.Хорошевский В.Г., Подаков М.Н. Поиск стохастически оптимального разбиения большемасштабных вычислительных систем // Автометрия. 2000. № 2. С. 52-59.Дрешер М. Стратегические игры. Теория и приложения. - М.: Сов. Радио, 1964. - 352 с.Дрешер М. Стратегические игры. Теория и приложения. - М.: Сов. Радио, 1964. - 352 с.Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование. - М.: Мир, - 1967. - 506 с.Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование. - М.: Мир, - 1967. - 506 с.Хорошевский В.Г. Вычислительные системы с программируемой структурой // Международная научная конференция, посвященная 80-летию со дня рождения академика В.А. Мельникова. Сборник докладов. - М.: Научный Фонд "Первая исследовательская лаборатория имени академика В.А. Мельникова, 2009. С. 51-62".Хорошевский В.Г. Вычислительные системы с программируемой структурой // Международная научная конференция, посвященная 80-летию со дня рождения академика В.А. Мельникова. Сборник докладов. - М.: Научный Фонд "Первая исследовательская лаборатория имени академика В.А. Мельникова, 2009. С. 51-62".Хорошевский В.Г. Вычислительная система МИКРОС // Препринт. - Новосибирск: ИМ СО АН СССР, 1981. № 38 (ОВС-19). - 52 с.Хорошевский В.Г. Вычислительная система МИКРОС // Препринт. - Новосибирск: ИМ СО АН СССР, 1981. № 38 (ОВС-19). - 52 с.Транспьютеры. Архитектура и программное обеспечение / Под ред. Г. Харпа. - М.: Радио и связь, 1993. - 303 с.Транспьютеры. Архитектура и программное обеспечение / Под ред. Г. Харпа. - М.: Радио и связь, 1993. - 303 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.