Мультикомпьютер

Cтраница 2

Второй подход - использовать аппаратное обеспечение мультикомпьютера и операционную систему, которая моделирует разделенную память, обеспечивая единое виртуальное адресное пространство, разбитое на страницы. Каждая машина содержит свою собственную виртуальную память и собственные таблицы страниц. Если процессор совершает команду LOAD или STORE над страницей, которой у него нет, происходит прерывание операционной системы. Затем операционная система находит нужную страницу и требует, чтобы процессор, который обладает нужной страницей, преобразовал ее в исходную форму и послал по сети межсоединений. Когда страница достигает пункта назначения, она отображается в память, и выполнение прерванной команды возобновляется. По существу, операционная система просто вызывает недостающие страницы не с диска, а из памяти. Но у пользователя создается впечатление, что машина содержит общую разделенную память. DSM мы рассмотрим ниже в этой главе. [16]

На рис. 8.2 мы показали, что мультикомпьютеры связываются через сети межсоединений. Интересно отметить, что мультикомпьютеры и мультипроцессоры очень сходны в этом отношении, поскольку мультипроцессоры часто содержат несколько модулей памяти, которые также должны быть связаны друг с другом и с процессорами. Следовательно, многое из того, о чем мы будем говорить в этом разделе, применимо к обоим типам систем. [17]

Однако мультипроцессоры имеют и некоторые недостатки, поэтому Мультикомпьютеры тоже очень важны. [18]

Основная причина сходства коммуникационных связей в мультипроцессоре и мультикомпьютере заключается в том, что в обоих случаях применяется передача сообщений. Даже в однопроцессорной машине, когда процессору нужно считать или записать слово, он устанавливает определенные линии на шине и ждет ответа. Это действие представляет собой то же самое, что и передача сообщений: инициатор посылает запрос и ждет ответа. В больших мультипроцессорах взаимодействие между процессорами и удаленной памятью почти всегда состоит в том, что процессор посылает в память сообщение, так называемый пакет, который запрашивает определенные данные, а память посылает процессору ответный пакет. [19]

Локально распределенными средами с определенной условностью мы назовем замкнутые конфигурации: мультикомпьютеры, кластеры, симметричные мультипроцессоры, системы с распределенной памятью и массово-параллельные системы. Нынешняя интерпретация концепции Grid [93] подразумевает не только высокопроизводительные вычисления на суперкомпьютерах, но и использование в качестве процессорных ресурсов рабочих станций, а также обычных персональных компьютеров. [20]

Несколько другой подход к совместно используемой памяти на прикладном уровне в мультикомпьютере - в качестве общей совместно используемой единицы использовать полные объекты, а не просто кортежи. Объекты состоят из внутреннего ( скрытого) состояния и процедур для оперирования этим состоянием. Поскольку программист не имеет прямого доступа к состоянию, появляется возможность совместного использования ресурсов машинами, которые не имеют общей физической памяти. [21]

В следующих разделах мы подробно рассмотрим машины SIMD, мультипроцессоры MIMD и мультикомпьютеры MIMD. Цель - показать, что собой представляет каждый из этих типов, что собой представляют подкатегории и каковы ключевые принципы разработки. В качестве иллюстраций мы рассмотрим несколько конкретных примеров. [22]

Бригадное планирование. [23]

Для решения этой проблемы большое количество исследований было посвящено многомашинным системам или мультикомпьютерам, представляющим собой тесно связанные центральные процессоры, у которых нет общей памяти. [24]

Как показано на рис. 8.12, системы MIMD можно разделить на мультипроцессоры и мультикомпьютеры. В этом разделе мы рассмотрим мультипроцессоры, а в следующем - мультикомпьютеры. Мультипроцессор - это компьютерная система, которая содержит несколько процессоров и одно адресное пространство, видимое для всех процессоров. Он запускает одну копию операционной системы с одним набором таблиц, в том числе таблицами, которые следят, какие страницы памяти заняты, а какие свободны. Когда процесс блокируется, его процессор сохраняет свое состояние в таблицах операционной системы, а затем просматривает эти таблицы для нахождения другого процесса, который нужно запустить. Именно наличие одного отображения и отличает мультипроцессор от мультикомпьютера. [25]

Когда PVM начинает работу, она определяет, какие машины должны быть частью ее виртуального мультикомпьютера. Для этого она читает конфигурационный файл. Сторожевой процесс запускается на каждой из этих машин. [26]

Комбинации совместного использования физической и логической памяти. [27]

Как мы видели выше, в системе Linda существует общее пространство кортежей, даже на мультикомпьютере, а в системе Осга поддерживаются разделенные объекты, общие с другими машинами. Существует и возможность разделения одного адресного пространства на мультикомпьютере, а также разбиение на страницы в сети. Процессы могут взаимодействовать между собой через общие переменные как в мультипроцессорах, так и в мультикомпьютерах. [28]

Монография обобщает результаты исследований в области распределенных вычислений в масштабируемых средах, к которым можно отнести мультикомпьютеры, кластеры, симметричные мультипроцессоры, системы с распределенной памятью и ресурсы метакомпьютинга. Основное внимание уделяется различным формам модели обмена сообщениями и ее реализуемости, в том числе архитектурами с общей памятью. Рассматриваются вопросы семантики, однозначности результата и блокировки вычислений. Изучаются методы анализа свойств распределенных программ на маркированных графах и исследуется проблема алгоритмической разрешимости задачи анализа. Обосновываются принципы прогнозирования времени выполнения программ и их отображения на целевую архитектуру. Предлагаются методы планирования параллельных процессов в распределенных средах на основе масштабируемых моделей обработки. [29]

Таким образом, мы сталкиваемся с дилеммой: мультипроцессоры сложно строить, но легко программировать, а мультикомпьютеры легко строить, но трудно программировать. Поэтому стали предприниматься попытки создания гибридных систем, которые относительно легко конструировать и относительно легко программировать. [30]

Страницы: 1 2 3 4