Sistemas de Altas Prestaciones (HPC) PDF

Sistemas de Altas Prestaciones 1. Tipos de Sistemas de Altas Prestaciones (HPC) 1. Computación Centralizada - Definición: Grandes servidores monolíticos (Mainframes/Superordenadores). - Características: SIMD o MIMD, complejos de manejar, creados específicamente...

Sistemas de Altas Prestaciones 1. Tipos de Sistemas de Altas Prestaciones (HPC) 1. Computación Centralizada - Definición: Grandes servidores monolíticos (Mainframes/Superordenadores). - Características: SIMD o MIMD, complejos de manejar, creados específicamente para organizaciones. 2. Computación Paralela y Distribuida (Ámbito Local) - Ejemplo: Sistemas Clúster. - Características: Configuración de servidores interconectados a nivel local. 3. Computación Paralela y Distribuida (Ámbito Global) - Ejemplo: Sistemas Grid. - Características: Configuración de servidores distribuidos geográficamente. 2. Mainframes o Superordenadores - Definición: Ordenadores multiusuario, multitarea y multiprocesador para gestionar grandes volúmenes de datos y cálculos científicos. Clasificación según la Taxonomía de Flynn 1. SISD (Single Instruction Single Data): - Arquitectura monoprocesador. 2. SIMD (Single Instruction Multiple Data): - Arquitectura vectorial, maneja datos en vectores. - Variación: Arquitectura matricial con estructuras SIMD multidimensionales. 3. MISD (Multiple Instruction Single Data): - Arquitectura multiprocesador para tareas concurrentes secuenciales. - Complejo de programar, puede haber ciclos sin datos. 4. MIMD (Multiple Instruction Multiple Data):  - Subtipos: - Shared Memory Processor (UMA): Memoria compartida con acceso simétrico. - Distributed Memory Processor (NUMA): Memoria distribuida entre procesadores. - Distributed Shared Memory (UMA y NUMA): Combinación de las anteriores. - Cache Only Memory Architecture: Usa solo caché como memoria; caso especial de NUMA. 3. Sistemas de Altas Prestaciones con Múltiples Computadores 1. Clustering: - Definición: Conjunto de ordenadores independientes interconectados que funcionan como un único recurso computacional en un ámbito reducido. - Componentes: - Nodos de computación. - Red de interconexión de altas prestaciones. - Middleware que actúa como interfaz externa unificada. 2. Grid Computing: - Definición: Sistema distribuido y paralelo para compartir recursos autónomos distribuidos geográficamente, adaptándose dinámicamente según disponibilidad y necesidades. - Ventajas: - Reduce obsolescencia tecnológica. - Máxima amortización de equipos. - Bajo coste. - Escalabilidad según necesidades. - Alta potencia de cálculo con simplicidad y costo reducido. - Ejemplos destacados: - SETI: Búsqueda de vida extraterrestre. - DataGrid (CERN): Demostración del uso de Grid en producción. Diferencias Clave: Clustering vs Grid Computing Aspecto Clustering Grid Computing Ámbito Local Global Gestión Un único recurso Recursos autónomos y computacional distribuidos Madurez tecnológica Más madura En desarrollo Dispositivos Personales y Móviles, Conectividad y Seguridad 1. Dispositivos Personales: PC Componentes del PC 1. Placa Base: - Zócalos: procesador, memoria (DIMM, SODIMM). - Chipset: puente entre CPU, memoria y buses. - BIOS: arranque y servicios básicos. - Slots de expansión: interfaz para buses del sistema. - Puertos y conectores: - USB, Firewire, VGA, HDMI, SATA, RJ45, etc. 2. Microprocesador: - Componentes: registros, ALU, cálculo en coma flotante, unidad de control, caché. - Multicore: varios núcleos en un chip. - Arquitecturas: - RISC: instrucciones simples, carga/almacenamiento separadas, muchos registros generales. - CICS: instrucciones complejas y variables, registros específicos. 3. Memoria RAM: - SRAM: estática, sin refresco, baja densidad. - DRAM: dinámica, requiere refresco, alta densidad. 4. Buses: - PCI-e: reemplazo de PCI. - USB: desde 1.0 (1.5 Mbit/s) hasta 4.0 (40 Gbit/s). - SATA: almacenamiento (1.5–6 Gbit/s). - SAS: compatible con SATA. 5. Dispositivos de Almacenamiento: - Magnéticos: discos duros tradicionales. - SSD: eficientes, rápidos, menor latencia, con NVMe. 2. Dispositivos Móviles Componentes Principales - Procesador: SOC (System on a Chip), arquitectura ARM. - Memoria: LPDDR, bajo consumo. - Pantallas: - LED, OLED (contraste), IPS (amplio ángulo de visión). - Sensores: cámaras, GPS, acelerómetro, giroscopio, lector de huellas, etc. Sistemas Operativos 1. Android: - Open source basado en Linux, interfaz táctil. - Lenguajes: Kotlin, Java. - IDE: Android Studio. Aplicaciones empaquetadas en APK. - Máquinas virtuales: Dalvik (