Современные высокопроизводительные компьютеры

В. Шнитман, информационно-аналитические материалы Центра Информационных Технологий, 1996 год

1. Общие требования, предъявляемые к современным компьютерам
   • Отношение стоимость/производительность
   • Надежность и отказоустойчивость
   • Масштабируемость
   • Совместимость и мобильность программного обеспечения
2. Классификация компьютеров по областям применения
   • Персональные компьютеры и рабочие станции
   • X-терминалы
   • Серверы
   • Мейнфреймы
   • Кластерные архитектуры
3. Оценка производительности вычислительных систем
   • Общие замечания
   • MIPS
   • MFLOPS
   • SPECint92, SPECfp92
   • SPECrate_int92, SPECrate_fp92
   • TPC-A, TPC-B, TPC-C
   • AIM
4. Основные архитектурные понятия
   • Определение понятия "архитектура"
   • Архитектура системы команд. Классификация процессоров (CISC и RISC)
   • Методы адресации и типы данных
     • Методы адресации
     • Типы команд
     • Команды управления потоком команд
     • Типы и размеры операндов
5. Конвейерная организация
   • Что такое конвейерная обработка
   • Простейшая организация конвейера и оценка его производительности
   • Структурные конфликты и способы их минимизации
   • Конфликты по данным, остановы конвейера и реализация механизма обходов
   • Сокращение потерь на выполнение команд перехода и минимизация конфликтов по управлению
   • Проблемы реализации точного прерывания в конвейере
   • Обработка многотактных операций и механизмы обходов в длинных конвейерах
6. Конвейерная и суперскалярная обработка
   • Параллелизм на уровне выполнения команд, планирование загрузки конвейера и методика разворачивания циклов
   • Устранение зависимостей по данным и механизмы динамического планирования
   • Аппаратное прогнозирование направления переходов и снижение потерь на организацию переходов
   • Одновременная выдача нескольких команд для выполнения и динамическое планирование
   • Архитектура машин с длинным командным словом
   • Обнаружение и устранение зависимостей компилятором и разворачивание циклов
   • Аппаратные средства поддержки большой степени распараллеливания
7. Иерархия памяти
   • Введение
   • Организация кэш-памяти
   • Принципы организации основной памяти в современных компьютерах
     • Общие положения
     • Увеличение разрядности основной памяти
     • Память с расслоением
     • Использование специфических свойств динамических ЗУПВ
   • Виртуальная память и организация защиты памяти
     • Концепция виртуальной памяти
     • Страничная организация памяти
     • Сегментация памяти
8. Современные микропроцессоры
   • Процессоры с архитектурой 80x86 и Pentium
   • Особенности процессоров с архитектурой SPARC компании Sun Microsystems
   • Процессоры PA-RISC компании Hewlett-Packard
   • Процессор MC88110 компании Motorola
   • Особенности архитектуры MIPS компании MIPS Technology
   • Особенности архитектуры Alpha компании DEC
   • Особенности архитектуры POWER компании IBM и PowerPC компаний Motorola, Apple и IBM
     • Архитектура POWER
     • Эволюция архитектуры POWER в направлении архитектуры PowerPC
9. Организация ввода/вывода
   • Введение
   • Системные и локальные шины
   • Устройства ввода/вывода
     • Основные типы устройств ввода/вывода
     • Магнитные и магнитооптические диски
     • Дисковые массивы и уровни RAID
     • Устройства архивирования информации
10. Многопроцессорные системы
    • Классификация систем параллельной обработки данных
    • Многопроцессорные системы с общей памятью
    • Многопроцессорные системы с локальной памятью и многомашинные системы
11. Системы высокой готовности и отказоустойчивые системы
    • Основные определения
    • Подсистемы внешней памяти высокой готовности
    • Требования, предъявляемые к системам высокой готовности
      • Конфигурации систем высокой готовности
      • Требования начальной установки системы
      • Требования к системному программному обеспечению
      • Требования высокой готовности к прикладному программному обеспечению
      • Требования к сетевой организации и к коммуникациям
    • "Кластеризация" как способ обеспечения высокой готовности системы
      • Базовая модель VAX/VMS кластеров
      • Критерии оценки кластеров Gartner Group
      • Кластеры Alpha/OSF компании DEC
      • UNIX-кластеры компании IBM
      • Кластеры AT&T GIS
      • Кластеры Sequent Computer Systems
      • Системы высокой готовности Hewlett-Packard
      • Кластерные решения Sun Microsystems
      • Отказоустойчивые решения Data General