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并行计算机

什么是超级并行计算机? 在并行计算机上应用,必须采用合适的并行算法。算法的并行性直接影响着计算机的使用效率和实际的解题速度。《科技日报》1991年1月4日评出“1990年世界十大科技成就”,

什么是超级并行计算机?

在并行计算机上应用,必须采用合适的并行算法。算法的并行性直接影响着计算机的使用效率和实际的解题速度。《科技日报》1991年1月4日评出“1990年世界十大科技成就”,其中第六项称:“美国6月20日宣布用1000台计算机(组成超级并行计算机系统——笔者注)成功地将一个155位的大数分解为三个因子的乘积,它们分别是7位、49位与99位数,主持这项工作的美国贝尔实验室认为这是计算数学领域的一大突破。”因为采用了1990年英国科学家波拉德等人发明的并行计算新方法,计算机只运行了几个月就完成了大数因子分解,若用老方法在每秒10亿次计算机上要算1059年。科学技术与社会的发展需要更高速、更大容量的并行计算机。例如,为了使天气预报更为准确,就需要增加空间的分点和新的物理参量,而各个方向的分点数仅增加一倍都会使目前最快的计算机不能在一天内完成工作。另外,图像和声音的引入也使计算机对速度和容量的要求更高。随着大规模并行处理技术的不断发展与成熟、突破,TFLops速度大关的超级计算机已指日可待,并必将在远距离协作、大规模数据共享和多媒体支持方面获得成功,使计算机真正做到“瞬时间”的“眼观六路,耳听八方”。

在计算机中什么是串行接口、并行接口?

串行接口
串行接口,简称串口,也就是COM接口,是采用串行通信协议的扩展接口。串口的出现是在1980年前后,数据传输率是115kbps~230kbps,串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备,目前部分新主板已开始取消该接口。
并行接口
并行接口,简称并口,也就是LPT接口,是采用并行通信协议的扩展接口。并口的数据传输率比串口快8倍,标准并口的数据传输率为1Mbps,一般用来连接打印机、扫描仪等。所以并口又被称为打印口。


超级并行计算机有哪些优势?

在并行计算机上应用,必须采用合适的并行算法。算法的并行性直接影响着计算机的使用效率和实际的解题速度。《科技日报》1991年1月4日评出“1990年世界十大科技成就”,其中第六项称:“美国6月20日宣布用1000台计算机(组成超级并行计算机系统——笔者注)成功地将一个155位的大数分解为三个因子的乘积,它们分别是7位、49位与99位数,主持这项工作的美国贝尔实验室认为这是计算数学领域的一大突破。”因为采用了1990年英国科学家波拉德等人发明的并行计算新方法,计算机只运行了几个月就完成了大数因子分解,若用老方法在每秒10亿次计算机上要算1059年。科学技术与社会的发展需要更高速、更大容量的并行计算机。例如,为了使天气预报更为准确,就需要增加空间的分点和新的物理参量,而各个方向的分点数仅增加一倍都会使目前最快的计算机不能在一天内完成工作。另外,图像和声音的引入也使计算机对速度和容量的要求更高。随着大规模并行处理技术的不断发展与成熟、突破,TFLops速度大关的超级计算机已指日可待,并必将在远距离协作、大规模数据共享和多媒体支持方面获得成功,使计算机真正做到“瞬时间”的“眼观六路,耳听八方”。(1)流水线技术:像工业生产中的流水线作业一样,它改进了计算机运算和控制部件的性能。(2)功能结构:应用各自独立的部件,执行不同的功能,并允许它们同时处理各种数据。采用流水线与功能结构技术的计算机称为向量计算机。(3)阵列结构:提供由很多相同功能处理部件组成的阵列,在统一控制下它们同时执行相同的操作,但操作的对象(数据)各不相同。这样的并行计算机称为单指令流多数据流。(4)多处理器结构:提供多台处理机,它们可同时执行各自的操作并相互通信。这种并行计算机称为多指令流多数据流。(5)大规模并行处理(MPP)技术:通过高速网络通信,在专门的管理机制下使多台计算机同时工作来完成同一个任务。

电脑的构造特点

主 板
主板(Mainboard或Motherboard,简称M/B)是电脑主机中最大的一块长方形电路板。主板是主机的躯干,CPU、内存、声卡、显卡等部件都固定在主板的插槽上,另外机箱电源上的引出线也接在主板的接口上。




①CPU插座:CPU就固定在此插槽上。②内存插槽:内存条就插在此插槽上。我们可以通过增加内存条来增大内存。③AGP插槽:靠近CPU的棕色插槽,主要用来连接AGP显卡。④PCI插槽:AGP插槽旁边的白色插槽,比AGP插槽稍长,是数量最多的扩展槽,主要用来插声卡、网卡等PCI设备的。⑤AMR插槽:在主板边上,长度大约只有PCI插槽的一半,用于连接一些AMR设备,如调制解调器(③④⑤统称总线扩展槽)。⑥驱动器接口:软驱、硬盘、光驱等设备就是通过数据线接在主板的驱动器接口上的。⑦主板电源插座:接机箱电源的主板电源插头,为主板提供电能。⑧输入/输出接口:详见本版左下角的“I/O接口”部分。⑨BIOS芯片: BIOS(Basic Input/Output System,基本输入/输出系统),是一组固化到主板上的一个ROM(只读存储器)芯片中的程序,它保存着最重要的基本输入输出程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。⑩电池:在主板断电期间维持系统CMOS的内容和主板上系统时钟的运行。

显卡和声卡

显卡
主板要把控制信号传送到显示器,并将数码信号转变为图像信号,就需要在主板和显示器之间安装一个中间通讯连接部件,这就是显示适配器,简称为显卡。显卡和显示器共同构成了电脑的显示系统。




①接口:接显示器的信号线插头。②芯片:在图中的风扇下面,负责图像处理工作。③显存:是存放图像数据的地方。

声卡
声卡是多媒体电脑的核心部件,它的功能主要是处理声音信号并把信号传输给音箱或耳机,使它们发出声音来。







①芯片:负责声音处理工作,如波形的采样与合成和MIDI(乐器数字接口)音乐的合成。②输入输出插孔:最常用的有与麦克风连接的“MIC”插孔,与音箱连接的“SPEAKER”插孔。③接口:连接游戏杆。

I/O接口
输入输出接口简称I/O接口,I和O是Input(输入)、Output(输出)的首字母。I/O接口连接主板与输入输出设备。






①PS/2接口:接鼠标和键盘。②USB接口:接使用USB插头的设备。③COM口:接使用COM口的外部设备。④并口:接打印机、扫描仪等设备。

CPU
CPU(Central Processing Unit,中央处理器)是电脑最核心、最重要的部件。










目前市场上的CPU主要是Intel和AMD两家公司生产的。Intel公司的代表产品就是“奔腾”系列,如Pentium Ⅲ(奔腾Ⅲ)、Pentium 4(奔腾4)处理器。AMD公司的CPU产品主要有Athlon、Athlon Thunderbird、Ahtlon XP和Duron。

内存条
主板上的内存通常被叫做内存条(绿色长条形),是电脑中数据存储和交换的部件。因为CPU工作时需要与外部存储器(如硬盘、软盘、光盘)进行数据交换,但外部存储器的速度却远远低于CPU的速度,所以就需要一种工作速度较快的设备在其中完成数据暂时存储和交换的工作,这就是内存的主要作用了。内存最常扮演的角色就是为硬盘与CPU传递数据。


现在常用的有SDRAM内存、DDR内存和Rambus内存。其中DDR内存和Rambus内存的运行频率、与CPU间的传输速率都高于SDRAM内存,已经成为主流。



①内存脚缺口:内存的脚上有两个缺口,这个缺口一是用来防止往内存槽中插内存时插反了(只有一侧有缺口);二是用来区分不同种类的内存(详见F4版《看缺口识内存》一文)。②金手指:一根根短短的黄色接触片,是内存条和主板内存槽接触的部分,数据就是靠它们来传输的。③内存芯片:数据就存储在这些芯片中。

硬 盘
硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD,或HD)通常又被称为硬盘,它安装在主机的里面,所以我们很少见到它。和软盘、光盘一样,硬盘是电脑的存储设备,我们在电脑上的文件就是存在硬盘里的。和软盘不同的是,硬盘和硬盘驱动器是装在一起的,而且它的读写速度快,容量也很大,通常都是几十个GB。








①电源接口:接机箱电源的硬盘电源线。②主从跳线:一台电脑如果连接了两个硬盘,只能用其中的一个硬盘来启动系统,因此必须把它们区分开来,为此硬盘上提供了一组跳线来设置硬盘的模式。③数据线接口:接数据线,数据线的另一头接到主板的硬盘专用接口上。

机箱和电源
机箱是电脑主机的外衣,电脑大多数的组件都固定在机箱内部,机箱保护这些组件不受到碰撞,减少灰尘吸附,减小电磁辐射干扰。



①电源:为硬盘、光驱、软驱、主板等提供电源。②电源线: 电源引出线,分别接到硬盘、光驱、软驱、主板上。③驱动器托架:用来安装光驱、软驱的。通常硬盘可以安装在软驱的托架上。④引出线:是从机箱前面板引出的电源开关、重启按钮和电源指示灯、硬盘指示灯的连接线。引出线的另一头接到主板上相应的引出线接口。⑤PC喇叭(PC SPEAKER):发出提示音和报警声。⑥机箱风扇托架:白色的塑料小盒子,用来安装机箱风扇的。
电源是主机的动力源泉,主机的所有组件都需要电源进行供电,因此,电源质量直接影响电脑的使用。如果电源质量比较差,输出不稳定,不但会导致死机、自动重新启动等情况,还可能会烧毁组件。




①主板电源插头:接主板电源接口。②软驱电源插头:接软驱电源接口(插头中较小的那个)。③硬盘光驱电源插头:接硬盘和光驱的电源接口。

参考资料:http://www.xyu01.com/Article/xuediannao/tujie/200503/1209.html


超级计算机有什么优点和缺点呢?

超级计算机是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处理数据的能力,主要特点表现为高速度和大容量,配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是一个国家科研实力的体现,它对国家安全,经济和社会发展具有举足轻重的意义。

超级计算机是一个相对的概念,一个时期内的巨型机到下一时期可能成为一般的计算机;一个时期内的超级机技术到下一时期可能成为一般的计算机技术。现代的超级计算机用于核物理研究、核武器设计、航天航空飞行器设计、国民经济的预测和决策、能源开发、中长期天气预报、卫星图像处理、情报分析和各种科学研究方面,是强有力的模拟和计算工具,对国民经济和国防建设具有特别重要的价值。

目前(2011年)新建的超级计算机大都使用机群式结构,只不过在具体采用的节点机型、拓扑结构及互连技术会有所不同。机群式超级计算机系统具有结构灵活、通用性强、安全性高、易于扩展、高可用性和高性价比等诸多优点。


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