Многопроцессорный комплекс
Cтраница 3
В состав супервизора входят программы, которые обеспечивают обработку всех типов прерываний, управляют выполнением одной или нескольких задач, распределяют память, осуществляют связь между модулями, обеспечивают работу программы с оверлейной структурой, управляют таймером, распоряжаются резидентными программами доступа к данным, обеспечивают защиту оперативной памяти, осуществляют запрос на ввод-вывод, динамически загружают программы в оперативную память, совмещают работу каналов с процессорами, обеспечивают работу системы в режиме квантования времени, совмещают пакетную обработку и режим квантования времени, обеспечивают режим многопроцессорных комплексов. [31]
Лучшие условия для повышения быстродействия комплекса дает метод подключения нескольких процессоров через средства коммутации ( в применении к СМ ЭВМ - общая шина) к общей памяти, включая и процессоры ввода / вывода. Многопроцессорные комплексы обладают большей устойчивостью к отказам, чем многомашинные, но их оперативная память ограничена и скорость прохождения задания зависит от загрузки средств - коммутации. Основным ограничением при создании многомашинных комплексов является ограничение на расстояние между компонентами комплекса, оно обычно ограничивается пределами машинного зала, а для подключения процессоров расстояния ограничивается несколькими метрами. [32]
Второе направление параллельной обработки, позволяющее связать вычислительные средства в единую систему, - это создание многопроцессорных комплексов. Многопроцессорные комплексы делаются или с распределенной между процессорами памятью, или с общим ОЗУ, или смешанного типа. При работе только с использованием общей памяти могут возникать коллизии, при которых один процессор заменил старые данные новыми, а второй берет их для использования как еще старые значения. Чтобы избавиться от такой ситуации, при каждом процессоре создается еще кэш-память, где будут находиться защищенные от других процессоров данные. [33]
Увеличение производительности многопроцессорных комплексов пропорционально числу центральных процессоров ограничивалось двумя факторами: пропускной способностью коммутатора между процессорами и ОЗУ и сложностью организации корректной работы сверхоперативной памяти типа кэш. Трудности, возникающие при решении этих двух проблем, существенно увеличиваются с ростом количества процессоров. [35]
Третье направление связано с разработкой и созданием перестраиваемых однородных многопроцессорных вычислительных средств, приспособленных к решению задач, подвергающихся распараллеливанию на уровне входных алгоритмов. Представление о таком многопроцессорном комплексе можно получить из работы), где его структура описана так. Центральная вычислительная система состоит из однородного управляющего поля и однородного решающего поля. Каждое поле представляет собой набор однотипных специализированных блоков, выполненных на микроэлементной интегральной основе. [36]
Приведенная выше классификация относится в основном к вычислительным системам, состоящим из одного процессора. В настоящее время создаются многомашинные, многопроцессорные комплексы из однородных и разнотипных ЭВМ. Для вычислительных комплексов существует также своя классификация, но связанная главным образом со способом объединения ЭВМ - в комплексы. [37]
Наиболее сложная проблема для эффективного использования так организованных систем состоит в синхронизации ветвей одной задачи, использующих общие массивы данных и планирование разбиения элементов управляющего поля на подветви или независимые задачи, с целью эффективной загрузки элементов решающего поля. Таким образом, на операционную систему данного многопроцессорного комплекса возлагается сложная задача, относящаяся к классу задач дискретного программирования. В настоящее время среди специалистов, имеющих отношение к вычислительной технике и программированию, широко обсуждается вопрос о приближении структуры ЭВМ к языкам программирования высокого уровня, а также о передаче ряда функций математического обеспечения аппаратуре ЭВМ. Особенно интенсивно эти вопросы изучаются именно сейчас, когда появилась возможность на одном кристалле большой интегральной схемы реализовывать сложнейшие логические функции. В настоящее время в достаточной степени сложилась следующая структурная схема системы математического обеспечения, состоящая из некоторых автономизированных функций или блоков. [38]
Максимальная производительность многопроцессорной системы ограничивается двумя факторами: пропускной способностью коммутатора между процессорами - ОЗУ ( Ек) и требованием корректной работы припроцессорной КЭШ памяти. И та, и другая причины не позволяют строить многопроцессорные комплексы с большим количеством процессоров N. С увеличением сложности коммутатора растут временные задержки при обращении процессора к ОЗУ, что снижает скорость работы каждого процессора даже при наличии КЭШ при каждом процессоре. Практически увеличение числа процессоров выше 32 в одном коммутаторе вряд ли целесообразно. [39]
Основные структурные особенности машин этого поколения позволяют объединять их в многопроцессорные комплексы с развитыми устройствами обмена информацией внутри системы. [40]
Структура ЭВМ четвертого поколения должна отразить требования, выдвигаемые развитием операционных систем, управляющих многообразными режимами использования ЭВМ. Основные структурные особенности машин четвертого поколения обеспечивают возможности объединения ЭВМ в многопроцессорные комплексы с развитыми устройствами обмена информацией внутри системы, дальнейшим развитием методов связи с большим количеством внешних каналов, связи с телефонными и телеграфными линиями, прямой связи с источниками данных, дальнейшим развитием понятия виртуальной памяти и усложнением ее структуры, с дальнейшим развитием способов отображения виртуальной памяти на физическую. Перед конструкторами средств вычислительной техники возникает задача создания грандиозных архивов данных и средств визуального отображения и задания информации, а перед программистами-системниками - задача организации сложных операционных систем, организации хранения, поиска и защиты данных и создания программных средств обработки графической информации. [41]
Подключение периферии осуществляется с помощью процессора ввода-вывода данных. Выпускаемые средства комплектования позволяют создавать двух -, трех -, многомашинные и многопроцессорные комплексы. [42]
Производительность, надежность и другие характеристики одномашинных однопроцессорных УВК или вычислительных систем не всегда удовлетворяют требованиям АСУ. В таких случаях альтернативным решением вопроса может быть использование многомашинных или многопроцессорных комплексов и систем. [43]
На рис. 33 представлен пример двухпроцессорного комплекса с общим полем памяти, организованный с помощью, УСВМ. Переключатель шин ( ПШ), предназначенный для построения различных по составу и производительности многопроцессорных комплексов, выполняет следующие функции: подключение дополнительной шины с периферийным оборудованием ( между двумя процессорами); увеличение надежности комплексов за счет введения в систему процессора, находящегося в горячем резерве и автоматически включающегося в работу вместо выбывшего из строя базового процессора. [44]
Машины ЕС ЭВМ ряда 2 сохраняют программную преемственность по отношению к ЭВМ ряда 1, но для эффективного использования новых возможностей, заложенных в архитектуру этих моделей, требуется внедрение новых операционных систем. В отличие от моделей ряда 1 во всех моделях ряда 2 предусмотрены аппаратные и программно-аппаратные средства объединения этих машин в многопроцессорные комплексы. [45]
Страницы: 1 2 3 4