1)Системы с разделяемой памятью можно разбить на два класса:

• системы с физически единой памятью;

• системы с физически распределенной по вычислительным модулям разделяемой памятью.

Системы с единой разделяемой памятью в основном представлены симметричными многопроцессорными архитектурами (SMP — symmetrical multiprocessing).

Системы с распределенной разделяемой памятью в свою очередь подразделяются на:

• системы с архитектурой NUMA (Non-Uniform Memory Architecture);

• системы с архитектурой СОМА (Cache-Only Memory Architecture);

• системы с рефлексивной памятью (RM — Reflective Memory).

В NUMA и COMA используется объявление данных несостоятельными, а в системах с рефлективной памятью применяется модификация разделяемых данных. В системах SMP возможно как объявление модифицируемых данных несостоятельными, так и модификация разделяемых данных.

3) Проблема кэш-когерентности. Эта проблема заключается в том, что если, скажем, двум процессорам для выполнения различных операций понадобилось значение V, это значение будет храниться в виде двух копий в кэшпамяти обоих процессоров. Один из процессоров может изменить это значение в результате выполнения своей команды и оно будет передано в оперативную память компьютера. Но в кэшпамяти второго процессора все еще хранится старое значение! при попытке вывода данных из памяти будет получено старое значение. Следовательно, необходимо обеспечить своевременное обновление данных в кэш-памяти всех процессоров компьютера. 

2) В рамках технологии RapidIO, предназначаемой ее разработчиками для использования во встроенных системах, вводится передача сообщений на базе операций send/receive и разделяемая память с распределенным каталогом с архитектурой NUMA. Для передачи сообщений предлагаются два механизма: почтовый ящик (mailbox) и прерывание (doorbell). Прерывания используются для передачи специальных 16-разрядных сообщений с целью установки связи между устройствами. Сообщение представляет собой дейтаграмму длиной до 4096 байтов. Часто оно велико для передачи в одном пакете, и его разбивают на ряд пакетов-сегментов, которые при приеме автоматически упорядочиваются. Одновременно можно передавать несколько сообщений. В рамках одного сообщения можно генерировать до 16 пакетов, содержащих до 256 байтов дан- ных полезной нагрузки. При этом используются ряд форматов данных разной длины (см. выше). Все или 15 из 16 пакетов при этом должны быть одинаковой длины, кроме последнего пакета, который может быть меньше. Дейтаграмма — блок информации, посланный как пакет сетевого уровня через передающую среду без предварительного установления соединения и создания виртуального канала. Модель глобально разделяемой памяти [4] предполагает, что множеству оконечных устройств доступно общее адресное пространство с поддержкой когерентности локальных кэшей, то есть каждое устройство может быть уверено, что в локальном кэше содержится актуальная копия фрагмента разделяемой памяти.

Билет № 6

1. Классификация микропроцессоров по Флинну

Квадрат Флинна:

		поток данных
		single	multiple
поток инструкций	single	SISD	SIMD
	multiple	MISD	MIMD

SISD — тип архитектуры, в которой один процессор выполняет один поток команд, оперируя одним потоком данных.

MISD — тип архитектуры, где несколько функциональных модулей (два или более) выполняют различные операции над одними данными.

SIMD  — тип архитектуры, позволяющий обеспечить параллельность вычислений на уровне данных (SIMD-компьютеры состоят из одного командного процессора, называемого контроллером, и нескольких модулей обработки данных, называемых процессорными элементами. Контроллер принимает, анализирует и выполняет команды. Если в команде встречаются данные, контроллер рассылает на все процессорные элементы команду, и эта команда выполняется на нескольких или на всех процессорных элементах).

MIMD — тип архитектуры, используемый для достижения параллельности вычислений. Машины имеют несколько процессоров, которые функционируют асинхронно и независимо. В любой момент, различные процессоры могут выполнять различные команды над различными частями данных.