Экзамен. Республика Башкортостан / УГАТУ (Уфимский Государственный
Авиационный Технический Университет), 2014-2015 год. 81 вопрос.
Специальность: ИУС, «Информационно-управляющие системы». Кафедра АСУ. Дисциплина: «Вычислительные системы». 2 курс, 3 семестр. Классификация вычислительных систем (ВС). Наиболее употребительные классы современных ВС.
Эволюция и тенденции развития процессорных архитектур.
Аккумуляторная архитектура. Стековые процессоры. Регистровая архитектура. CISC и RISC процессоры. Суперскалярные процессоры. VLIW, SMT и CMP процессоры.
Конвейеризация в ВС. Матричные, векторные и суперскалярные системы.
Архитектуры многопроцессорных ВС. Многоядерные процессоры.
Программные процессы и потоки. Различие и общие черты процессов и потоков. Обеспечение изолированности процессов на аппаратном уровне в реальных процессорах.
Особенности программирования многопроцессорных ВС. Взаимодействие и синхронизация потоков и процессов в ВС с общей памятью. Библиотеки для создания параллельных программ для многопроцессорных и многоядерных систем.
Оптимизация и профилировка программ. Принципы, используемые при профилировке. Примеры средств профилировки от компаний Microsoft и Intel.
Многомашинные вычислительные системы (МВС). Организация обмена информацией в МВС. Особенности реализации каналов передачи данных в кластерных ВС.
Подходы к программированию ВС с неоднородной памятью.
Взаимодействие задач посредством MPI. Особенности интерфейса MPI и компоненты MPICH.
Компьютерные кластеры.
Классы кластеров. Наиболее популярные типы кластеров (системы высокой надежности, системы для высокопроизводительных вычислений, многопоточные системы).
Основные топологические архитектуры для построения кластеров. Задачи, решаемые системами управления кластерами высокопроизводительных вычислений.
Основные подходы к управлению кластерами (Распределенные окружения для кластерных вычислений и системы управления кластерами).
Примеры систем управления кластерами (Condor, Microsoft Compute Cluster Server). Типы узлов в системе Condor. Планировщики заданий, функции и принципы их работы. Алгоритм Backfilling.
Принципы построения кластеров для реализации многопоточной обработки.
Многосерверные Web-сайты. Проблемы распределения нагрузки и отказоустойчивости. Схемы распределения нагрузки в многомашинной системе. Круговой DNS. Аппаратное распределение нагрузки. Программное распределение нагрузки. Смешанные схемы.
Проблема привязки (affinity) и варианты ее решения, в частности на основе механизма cookies.
Обеспечение отказоустойчивости кластеров многопоточной обработки.
Дисковые подсистемы хранения данных и резервного копирования.
Системы DAS, SAN, NAS. Области применения SAN и NAS. Интерфейсы подсистем хранения (SCSI, iSCSI, Fibre Channel). Архитектура и адресация в iSCSI.
Принципы построения дисковой подсистемы высокоскоростных отказоустойчивых кластеров, массивы RAID.
Особенности физической реализации серверов кластерных систем, blade –серверы.
Grid системы. Системы облачных вычислений.
Принципы, поколения, примеры Grid. Примеры протоколов для реализации Grid.
Сравнение Grid и облачных систем. Преимущества и недостатки облачного подхода. Клиентское оборудование и ПО для облачных систем. Виртуальные машины при реализации облачных систем. Базовые типы облачных систем. Примеры реальных систем облачного типа.
Отказоустойчивые вычислительные системы.
Надёжность, живучесть и отказоустойчивость вычислительных систем. Отказоустойчивость многопроцессорных и много машинных систем. Повышение отказоустойчивости за счет аппаратной избыточности. Программная избыточность в отказоустойчивых ВС. Примеры классических отказоустойчивых ВС. Системы с горячим и холодным резервированием. Принципы обеспечения отказоустойчивости встраиваемых вычислителей (управляющих микропроцессорных систем). Особенности условий функционирования подобных систем. Программные решения, применяемые в таких системах для обеспечения отказоустойчивости.
ВС с программируемой архитектурой. ВС на основе технологий искусственного интеллекта.
Вычислительные системы на основе ПЛИС (FPGA). Возможности, области применения.
Цифровые сигнальные процессоры, нейрочипы и нейрокомпьютеры. Архитектурные особенности ЦСП и нейрочипов. Классификация и элементная база нейрочипов. Архитектура нейросигнального процессора NeuroMatrix.
Специальность: ИУС, «Информационно-управляющие системы». Кафедра АСУ. Дисциплина: «Вычислительные системы». 2 курс, 3 семестр. Классификация вычислительных систем (ВС). Наиболее употребительные классы современных ВС.
Эволюция и тенденции развития процессорных архитектур.
Аккумуляторная архитектура. Стековые процессоры. Регистровая архитектура. CISC и RISC процессоры. Суперскалярные процессоры. VLIW, SMT и CMP процессоры.
Конвейеризация в ВС. Матричные, векторные и суперскалярные системы.
Архитектуры многопроцессорных ВС. Многоядерные процессоры.
Программные процессы и потоки. Различие и общие черты процессов и потоков. Обеспечение изолированности процессов на аппаратном уровне в реальных процессорах.
Особенности программирования многопроцессорных ВС. Взаимодействие и синхронизация потоков и процессов в ВС с общей памятью. Библиотеки для создания параллельных программ для многопроцессорных и многоядерных систем.
Оптимизация и профилировка программ. Принципы, используемые при профилировке. Примеры средств профилировки от компаний Microsoft и Intel.
Многомашинные вычислительные системы (МВС). Организация обмена информацией в МВС. Особенности реализации каналов передачи данных в кластерных ВС.
Подходы к программированию ВС с неоднородной памятью.
Взаимодействие задач посредством MPI. Особенности интерфейса MPI и компоненты MPICH.
Компьютерные кластеры.
Классы кластеров. Наиболее популярные типы кластеров (системы высокой надежности, системы для высокопроизводительных вычислений, многопоточные системы).
Основные топологические архитектуры для построения кластеров. Задачи, решаемые системами управления кластерами высокопроизводительных вычислений.
Основные подходы к управлению кластерами (Распределенные окружения для кластерных вычислений и системы управления кластерами).
Примеры систем управления кластерами (Condor, Microsoft Compute Cluster Server). Типы узлов в системе Condor. Планировщики заданий, функции и принципы их работы. Алгоритм Backfilling.
Принципы построения кластеров для реализации многопоточной обработки.
Многосерверные Web-сайты. Проблемы распределения нагрузки и отказоустойчивости. Схемы распределения нагрузки в многомашинной системе. Круговой DNS. Аппаратное распределение нагрузки. Программное распределение нагрузки. Смешанные схемы.
Проблема привязки (affinity) и варианты ее решения, в частности на основе механизма cookies.
Обеспечение отказоустойчивости кластеров многопоточной обработки.
Дисковые подсистемы хранения данных и резервного копирования.
Системы DAS, SAN, NAS. Области применения SAN и NAS. Интерфейсы подсистем хранения (SCSI, iSCSI, Fibre Channel). Архитектура и адресация в iSCSI.
Принципы построения дисковой подсистемы высокоскоростных отказоустойчивых кластеров, массивы RAID.
Особенности физической реализации серверов кластерных систем, blade –серверы.
Grid системы. Системы облачных вычислений.
Принципы, поколения, примеры Grid. Примеры протоколов для реализации Grid.
Сравнение Grid и облачных систем. Преимущества и недостатки облачного подхода. Клиентское оборудование и ПО для облачных систем. Виртуальные машины при реализации облачных систем. Базовые типы облачных систем. Примеры реальных систем облачного типа.
Отказоустойчивые вычислительные системы.
Надёжность, живучесть и отказоустойчивость вычислительных систем. Отказоустойчивость многопроцессорных и много машинных систем. Повышение отказоустойчивости за счет аппаратной избыточности. Программная избыточность в отказоустойчивых ВС. Примеры классических отказоустойчивых ВС. Системы с горячим и холодным резервированием. Принципы обеспечения отказоустойчивости встраиваемых вычислителей (управляющих микропроцессорных систем). Особенности условий функционирования подобных систем. Программные решения, применяемые в таких системах для обеспечения отказоустойчивости.
ВС с программируемой архитектурой. ВС на основе технологий искусственного интеллекта.
Вычислительные системы на основе ПЛИС (FPGA). Возможности, области применения.
Цифровые сигнальные процессоры, нейрочипы и нейрокомпьютеры. Архитектурные особенности ЦСП и нейрочипов. Классификация и элементная база нейрочипов. Архитектура нейросигнального процессора NeuroMatrix.