O documento discute processamento paralelo e classificação de arquiteturas de computadores paralelos. Aborda como usar múltiplos processadores para reduzir tempo de execução e tolerar falhas. Apresenta a classificação de Flynn e exemplos de arquiteturas MIMD compartilhada e distribuída como clusters e NUMA.
Fundamentos de Sistemas Operacionais - Aula 1 - Introdução à disciplinaHelder Lopes
Aula inaugural da disciplina Fundamentos de Sistemas Operacionais do curso Tecnológico de Análise e desenvolvimento de sistemas - 1º semestre - UNIP Paulista / Paraíso
Descrever os serviços que o sistema operacional oferece para usuários, processos e outros sistemas
Discutir as várias maneiras de estruturar um sistema operacional
Explicar como um sistema operacional é instalado, customizado e inicializado
Fundamentos de Sistemas Operacionais - Aula 1 - Introdução à disciplinaHelder Lopes
Aula inaugural da disciplina Fundamentos de Sistemas Operacionais do curso Tecnológico de Análise e desenvolvimento de sistemas - 1º semestre - UNIP Paulista / Paraíso
Descrever os serviços que o sistema operacional oferece para usuários, processos e outros sistemas
Discutir as várias maneiras de estruturar um sistema operacional
Explicar como um sistema operacional é instalado, customizado e inicializado
Apresentação sobre qualidade de software na disciplina de Engenharia de Software no Mestrado Acadêmico em Ciência da Computação em parceria com Bruno Neves.
O que é computação paralela?
Imagine que você precisa realizar um cálculo muito extenso em pouquíssimo tempo. Para realizar tal tarefa, você chama um grupo de amigos e divide esse cálculo em partes, uma para cada amigo. Depois de realizado o cálculo de cada parte, você junta os resultados obtidos para conseguir o resultado final desse calculo extenso.
INFORMÁTICA EM SERIE
Tradicionalmente, o software foi escrito para computação em série: Um problema é dividido em uma série discreta de instruções
As instruções são executadas sequencialmente uma após a outra
Executado em um único processador
Apenas uma instrução pode ser executada a qualquer momento no tempo
No sentido mais simples, a computação paralela é o uso simultâneo de múltiplos recursos computacionais para resolver um problema computacional: Um problema é dividido em partes discretas que podem ser resolvidas simultaneamente.
Cada parte é dividida em uma série de instruções.
As instruções de cada peça executam simultaneamente em diferentes processadores.
Um mecanismo geral de controle / coordenação é empregado
O processo computacional deve ser capaz de:
Ser dividido em peças discretas que podem ser resolvidas simultaneamente;
Executar várias instruções do programa a qualquer momento;
Ser resolvido em menos tempo com vários recursos de computação do que com um único recurso de computação.
Os recursos de computação são tipicamente:
Um único computador com vários processadores / núcleos
Um número arbitrário de tais computadores conectados por uma rede
Praticamente todos os computadores autônomos hoje são paralelos a partir de uma perspectiva de hardware: Várias unidades funcionais (cache L1, cache L2, ramificação, prefetch, decodificação, ponto flutuante, processamento gráfico (GPU), número inteiro, etc.)
Unidades / núcleos de execução múltipla
Múltiplos segmentos de hardware
As redes conectam múltiplos computadores autônomos (nós) para criar conjuntos de computadores paralelos maiores.
A maioria dos grandes computadores paralelos do mundo (supercomputadores) são clusters de hardware produzidos por um punhado de vendedores (principalmente) bem conhecidos
Esta apresentação fala sobre noção/funções de um sistema operativo, requisitos e tipos de sistemas operativos. Engloba toda matéria do 11º ano de Tecnologias Informáticas do curso Tec. de Infoirmática.
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proposta curricular da educação de jovens e adultos da disciplina geografia, para os anos finais do ensino fundamental. planejamento de unidades, plano de curso da EJA- GEografia
para o professor que trabalha com a educação de jovens e adultos- anos finais do ensino fundamental.
Projeto de articulação curricular:
"aLeR+ o Ambiente - Os animais são nossos amigos" - Seleção de poemas da obra «Bicho em perigo», de Maria Teresa Maia Gonzalez
Atividade - Letra da música "Tem Que Sorrir" - Jorge e MateusMary Alvarenga
A música 'Tem Que Sorrir', da dupla sertaneja Jorge & Mateus, é um apelo à reflexão sobre a simplicidade e a importância dos sentimentos positivos na vida. A letra transmite uma mensagem de superação, esperança e otimismo. Ela destaca a importância de enfrentar as adversidades da vida com um sorriso no rosto, mesmo quando a jornada é difícil.
1. Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará - Campus Crato
Disciplina: AOC
Prof.: Dr. Guilherme Esmeraldo
Antonio Álvaro Oliveira da Silva
5. Reduzir o tempo total de execução
Tolerância a falhas
Reduz a probabilidade de falhas em
cálculos.
Aproveitamento de recursos
Aproveita melhor os recursos
disponíveis, executando uma aplicação
com múltiplos processos
6. Tradicionalmente o computador é visto como uma maquina sequencial.
Mas essa visão nunca foi totalmente verdadeira:
Em nível de micro-operações,vários sinais de controle são gerados ao
mesmo tempo.
O pipeline de instruções,mesmo quando há sobreposição de operações
de leitura e execução, está presente há muito tempo.
7. É usar múltiplos (dois ou mais) processadores,
simultâneamente, para resolver um mesmo
problema.
8. “Um jeito tradicional para melhorar o
desempenho do sistema é usar múltiplos
processadores que possam executar em paralelo
para suportar uma certa carga de
trabalho[Stallings,2010].”
9. Classificação de Flynn
SSID-(Instrução única, Único Dado ou ) Identificação mais simples,
onde o equipamento é considerado sequencial, pois só é executada
uma instrução por vez para cada dado enviado.
UC UP UM
Fluxos
De Dados
Fluxos
De
Instruções
UC-Unidade Controle
UP-Unidade de
Processamento
UM-Unidade de
Memoria
11. SIMD - (Única Instrução, Múltiplos Dados) é o equivalente ao
paralelismo de dados, onde uma única simples instrução é
executada paralelamente utilizando vários dados de forma
síncrona, em que se executa um único programa ao mesmo Tempo.
UC
ML 1UP 1
UP 2
UP n
.
.
.
.
.
.
Fluxos
De
Instruções
ML 2
ML 3
Fluxos
De Dados
UC-Unidade Controle
UP-Unidade de
Processamento
ML-Memoria Local
12. Exemplo: Processadores vetoriais e
matriciais
Cray 1 (1976)
O protótipo do supercomputador Cray-1 foi
construído pela Cray Research, Inc. O Cray-1
continha 200.000 circuitos integrados e pode
executar 100 milhões de operações de ponto
flutuante por segundo (100 MFLOPS).
13. MISD –(Múltiplas Instruções, Único Dado) Uma sequencia de dados
é transmitida para um conjunto de processadores, onde cada um
executa uma sequência de instruções diferente.Não é
implementada comercialmente.
Até flynn duvidou que algum dia pudesse existir.
14. MIMD –(Múltiplas Instruções, Múltiplos Dado) Um conjunto de
processadores que executam sequências de instruções diferentes
simultaneamente em diferentes conjuntos de dados.
ML ML
. . .
ML
UP1 UP2 UP N
. . .
MG 1 MG 2
Estrutura de
Comunicação
ML- Memória Local
UP- Unidade de
Processamento
MG –Memória Global
15. MIMD - Pode ser dividida de acordo com o
método de comunicação entre os
processadores e a memoria em
compatilhada e distribuida.
16. Nesta classe incluem-se todas as maquinas com múltiplos
processadores que compartilham um espaço de endereços de
memória comum.
UP 1 UP 2 Memória
17. O compartilhamento de dados entre os
processos, torna-se muito mais rápido.
São computadores extremamente Caros;
Existe uma limitação física para a quantidade de
processos;
Utilização de técnicas de sincronização para a
leitura e gravação dos dados.
18. Nesta classe incluem-se as maquinas formadas por varias unidades
processadoras, cada uma com sua própria memória.
UP 1 UP 2
MemóriaMemória
Desvantagens:
Programação mais complicada ;
Paralelismo não é tão intuitivo;
Com muita comunicação o
desempenho acaba sendo
comprometido.
19. Multiprocessador Simétrico (SMP)
arquitetura MIMD com memória compartilhada
Acesso Não-Uniforme à Memória (NUMA)
arquitetura MIMD com memória compartilhada
Agregado de Computadores (Cluster)
arquitetura MIMD com memória distribuída
20. Possuem de dois a sessenta e quatro processadores;
Cada Processador tem acesso a toda a memória do sistema através
de um barramento ou de uma rede de comunicação dedicada;
A sincronização das tarefas é feita por escrita/leitura na
memória,por meio de instruções;
A escalabilidade e limitada pelo numero de caminhos entre a ME e
o processador, podendo saturar o barramento de comunicação;
22. NUMA-AcessoNão-UniformeàMemória
A memória utilizada é distribuída;
Construída com vários módulos que são associados um a cada
processador;
O espaço de endereçamento é único;
Os processadores são organizados em nós.
Cada nó possui 1 ou mais processadores, com sua(s) própria(s)
memória(s) cache (um, dois, ou mais níveis) e alguma memória
principal conectados por um barramento ou outro sistema de
interconexão.
23. Cluster-AgregadodeComputadores
Quando se utiliza dois ou mais computadores em conjunto
para resolver um problema;
Cluster que tem como significado do inglês como
agrupamento;
Os nós são geralmente conectados através de uma porta de
E/S de alto desempenho;
Atualmente eles são utilizados com sistemas gerenciadores
de bancos de dados, com servidores WEB e, principalmente,
para proc. paralelo.
24.
25. Titan com base na Cray da XK7
Montados em 18688 nós, cada
um composto por um CPU série Opteron
6200 de 16 núcleos emparelhado com um
cartão K20 Tesla, todos ligados entre si
com Gêmeos interconexão da Cray para
entregar o poder de computação de pico
de cerca de 20 petaflops.