Многопроцессорные вычислительные системы. Теоретический анализ, математические модем и применение

Рассмотрены вопросы выбора структуры, методы расчета и оптимизации структур многопроцессорных вычислительных систем (ВС). С единых позиций исследовано влияние структурных характеристик ВС на пропускную способность, производительность, стоимость и ряд других системных характеристик. Изложена спектральная теория графов: зависимости между спектральными и структурными свойствами графов, спектрами и группами автоморфизмов, характеризация графов посредством их спектров и др.

Описаны алгоритмы выбора конкретных структур ВС, приведены примеры применения этих алгоритмов, даны практические рекомендации для проектирования ВС. Основное внимание уделено выбору надежной и отказоустойчивой структуры многопроцессорных ВС.

Содержание учебного пособия соответствует курсам лекций, читаемых в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для студентов старших курсов высших технических учебных заведений и аспирантов, обучающихся по направлениям системотехники, автоматизации технологических процессов и производств, а также для системных аналитиков и научных работников.

Список литературы

1. Алгоритмы, математическое обеспечение и архитектура многопроцессорных вычислительных систем / Под ред. В.Е. Котова и Й. Миклошко. М.: Наука, 1982.
2. Анохин Б.Н., Можаров Г.П. Алгоритм устранения тупиковых ситуаций с использованием методов искусственного интеллекта при разработке про-граммного обеспечения встроенных ЭВМ // Космонавтика и ракетостроение. Калининград, Моск. обл.: ЦНИИмаш, 1995. Вып. 5. C. 89–94
3. Артамонов Г.Т. Топология регулярных вычислительных сетей и сред. М.: Радио и связь, 1985
4. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мир, 1979.
5. Баннаи Э., Ито Т. Алгебраическая комбинаторика. Схемы отношений / Пер. с англ. М.: Мир, 1989
6. Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.
7. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука. Глав. ред. физ.-мат. лит., 1967.
8. Голуб Дж., Ван Лоун Ч. Матричные вычисления / Пер. с англ. М.: Мир, 1999
9. Галушкин А.И. Некоторые исторические аспекты развития элементной базы вычислительных систем с массовым параллелизмом (80-е и 90-е годы) // Нейрокомпьютер. 2000. № 1. C. 68–82.
10. Гончаров Б.Я., Можаров Г.П., Пьявченко О.Н. Оценка структурных параметров вычислительных систем // В сб.: Многопроцессорные вычислительные системы. Таганрог: ТРТИ, 1987. C. 13–18
11. Горбатов В.А. Основы дискретной математики: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высш. шк., 1986.
12. Гроссман И., Maгнус В. Группы и их графы. М.: Мир, 1971
13. Дмитриев Ю.К., Хорошевский В.Г. Вычислительные системы из миниЦВМ / Под ред. Э. В. Евреинова. М.: Радио и связь, 1982.
14. Емеличев В.А., Ковалев М.М., Кравцов М.К. Многогранники, графы, оптимизация (комбинаторная теория многогранников). М.: Наука. Физматлит, 1981.
15. Зыков А.А. Основы теории графов. М.: Наука, 1987.
16. Зыков А.А. Гиперграфы // Успехи мат. наук. 1974. Т. ХХIХ, вып. 6 (180). C. 89–154
17. Иванов А.А. Комбинаторно-алгебраические методы исследования дистанционно-регулярных графов: Дис. … канд. физ.-мат. наук. М.: МФТИ, 1984.
18. Космическое оружие: дилемма безопасности // Под ред. Е.П. Велихова, Р.З. Сагдеева, А.А. Кокошина. М.: Мир, 1986.
19. Корнеев В.В. Архитектура параллельных вычислительных систем. Новосибирск: Наука, 2002.
20. Кофман А. Введение в прикладную комбинаторику / Пер. с фр. М.: Мир, 1975.
21. Кукса П.П., Шмаков Е.В., Яхина И.Р. и др. Современные суперкомпьютеры: состояние и перспективы. Современные информационные технологии // Сб. докл. и сообщений Межвузовской юбилейной научно-технической конференции аспирантов и студентов, 15 ноября 2000 г. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. C. 61– 68
22. Липский В. Комбинаторика для программистов / Пер. с пол. М.: Мир, 1988.
23. Можаров Г.П. Построение вычислительных систем для решения интеллектуальных задач // Космонавтика и ракетостроение. Калининград, Моск. обл.: ЦНИИмаш, 1995. Вып. 5. С. 95–102
24. Нил Д. Кластеры вместо суперкомпьютеров // Computerworld Россия. 2001. № 2.
25. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем / Пер. с англ. М.: Мир, 1984.
26. Прадхан Д. Н. Устойчивые к отказам архитектуры мультипроцессоров // ТИИЭР. 1986. Т. 74, № 5
27. Раков Г. К. Методы оптимизации структур вычислительных систем. М.: Энергия, 1974
28. СБИС для распознавания образов и обработки изображений / Пер. с англ. М.: Мир, 1988.
29. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы / Пер с англ. М.: Мир, 1984.
30. Смирнов Ю. М., Воробьев Г. Н., Потапов Е. С., Сюзев В.В. Проектирование специализированных информационно-вычислителыных систем / Под ред. Ю. М. Смирнова. М.: Высш. шк., 1984
31. Харари Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973.
32. Хетагуров Я.А., Древс Ю.Г. Проектирование информационно-вычислительных комплексов: Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 1987
33. Хорошевский В.Г. Инженерный анализ функционирования вычислительных машин и систем. М.: Радио и связь, 1987
34. Цветкович Д., Дуб М., Захс X. Спектры графов. Теория и применение. Киев: Наук. думка, 1984.
35. Шаньгин В.Ф., Костин А.Е., Илюшечкин В.М., Тимофеев П.А. Программирование микропроцессорных систем: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В. Ф. Шаньгина. М.: Высш. шк., 1990
36. Agrawal D.P. Graph theoretic analysis and design of multistage interconnection network // IEEE Trans. On Comput. 1983. Vol. 32, N 7. P. 637–648
37. Bhuyan L.N., Agrawal D.P. Generalized hypercube and hyperbus structures for a computer network // IEEE Trans. on Comput. 1984. Vol. 33, N 4. P. 323–333
38. Esfahanian A.-H., Hakimi S.L. Fault-Tolerant Routing in DeBruijn Communication Network // IEEE Trans. on Comput. 1985. Vol. 34, N 9. P. 777–788.
39. Flynn M. J. Some Computer Organizations and Their Effectiveness. — IEEE Trans. on Comput. 1972. Vol. 21, N 9. P. 948–960.
40. Goncharov B., Mozharov G. A Proposed Design Approach for a Martian Spaceship Electronic Brain. In: Preprints of the XIth IFAC World Congress, Tallinn: 1990. Vol. 5. P. 49–56
41. Lang J., Valero M., Fiol M.A. Reduction of Connections for Multibus Organization // IEEE Trans. on Comput. 1983. Vol. 32, N 8. P. 707–716
42. VLSI. Signal processing, VIII. Edi by Takao Nishitani, Keshab K. Parhi. The papers in this book are based on presentations given at the IEEE Signal Processing Society Workshop on VLSI Signal Processing held on October 16–18. By The Institute of Electrical and Eloctronies End, Ins, 1995.
43. Pradhan D.K. Fault-Tolerant Multiprocessor Link and Bus Network Architectures // IEEE Trans. on Comput. 1985. Vol. 34, N 1. P. 33–45
44. Pradhan D.K. Dynamically Restructurable Fault-Tolerant Processor Network Architectures // IEEE Trans. on Comput. 1985. Vol. 34, N 5. P. 434–447.
45. Pradhan D.K., Reddy S.M. A Fault-Tolerant Communication Architecture for Distributed Systems // IEEE Trans. on Comput. 1982. Vol. 31, N 9. P. 863–870
46. Reed D.A., Schwetman H.D. Cost-Performance Bounds for Multimicro-computer Networks // IEEE Trans. on Comput. 1983. Vol. 32, N 1. P. 83–95