Questions and Answers
高性能计算（HPC）通常使用什么类型的系统和环境？
第一台人类历史上计算机的名称是什么？
ENIAC
冯·诺依曼架构与Harvard架构的不同之处在于？
Harvard架构的设计通常是为了减轻CPU与存储器之间的瓶颈。
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计算机中的“访存墙”指的是什么？
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以下哪些处理器采用冯·诺依曼架构？
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向量机的功能是什么？
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以下哪个是并行向量处理器的主要特点？
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Study Notes
高性能计算概述
- 高性能计算（HPC）利用多个处理器或计算机集群作为单个计算资源，以提高计算能力。
- HPC 系统范围包括从标准计算机集群到专用硬件，主要依赖于高性能网络互连（如 InfiniBand、Myrinet）。
- 基本网络拓扑有总线和网状网络，后者可降低潜伏期，提高网络性能和传输速率。
计算机架构历史
- 1943年，Colossus是现代计算机的原型，成功破解德军无线电通讯。
- 1945年，ENIAC成为第一台可编程计算机，用于快速计算炮兵射击表。
- 固定程序计算机（如算盘、计算器）无法编程，通用性差，促使可编程计算机的设计。
计算机程序设计
- 程序是指一系列指令的集合，其存储方式存在两种主流架构：
- Harvard 架构：程序和数据分别存储于不同内存。
- Princeton（冯·诺依曼）架构：程序和数据共同存储在内存。
冯·诺依曼架构
- 現代計算機架構主要采用冯·诺依曼架构，强调以动态存储器为中心。
- 运算器速度快，但与内存之间的连接速度慢导致性能瓶颈，称为“访存墙”。
- 访存墙影响性能，内存读取延迟和带宽限制是主要成因。
Harvard架构与应用
- Harvard架构设计旨在减轻CPU与内存间的信息交换瓶颈，具有较高的执行效率。
- 使用Harvard架构的处理器包括DSP处理器、摩托罗拉MC68系列、ARM系列等。
向量处理与并行处理器
- 为追求更高性能，出现向量机（Vector Machine），可以同时处理多条数据。
- 向量处理器在数值模拟等领域表现出色，Cray-1是代表性例子，具有：
- 80MHz 频率，8.39MB 内存，160 MFLOPS 性能。
- 进一步发展为并行向量处理器（PVP），多个向量机共享内存实现交互，典型例子是Cray-2。
总结
- 高性能计算架构和基准测试在超级计算机设计中至关重要，以提高计算效率和满足不断增长的应用需求。
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Description
本测验将帮助您深入了解高性能计算的硬件架构和基准测试的基本知识。通过相关文献的学习，您将能掌握HPC系统的各类组成及其运作方式。适合学习《高性能计算》和《超算竞赛导引》的学生。
