22.Вычислительные системы класса мкмд. Многомашинные вычислительные комплексы.

В вычислительных системах типа МКМД множество процессоров реализуют независимые потоки команд по обработке собственных "локальных" данных (рис. 5.1). В них используется параллелизм неза-висимых задач или ветвей. Эффективная производительность подобных СОД определяется не только быстродействием каждого вычилителя и их числом, но и накладными расходами на взаимодействия между вычислителями. Крупноблочная структура "классических" мультипроцессоров позволяет уменьшить расходы на взаимодействие процессов. Архитектура МКМД явля¬ется единственным способом дальнейшего повышения произво-дительности конвейерных систем.

По характеру связей между ЭВМ в многомашинном вычислительном комплексе (ММВК) различают комплексы:

1) косвенные (слабосвязанные);

2) прямосвязанные.

Косвенные (слабосвязанные) многомашинные ВК. Связь осуществляется через многовходовое внешнее ЗУ по принципу почтового ящика, взаимодействие осуществляется на информацион-ном уровне с целью повышения надежности (рис. 5.3, а).

Прямосвязанные многомашинные ВК. В прямосвязанных комплексах для связи ЭВМ могут использоваться различные уровни комплексирования (рис. 5.3, б):

1) через общее ОЗУ;

2) через интерфейс прямого управления на командном уровне (при этом реализуется связь процессор-процессор);

3) через адаптер канал-канал.

Связь через ОЗУ информационного характера. Связь процессор-процессор – информационная и командная. При связи через адаптер канал-канал адаптер подключается к селекторному каналу. Такая связь сочетает достоинства связей через общее ОЗУ и общее ВЗУ. Связь адаптер канал-канал – это синхронизация работы ЭВМ и буферизация информации.

23. Вычислительные системы класса мкмд. Многопроцессорные вычислительные комплексы и системы. Каноническая структура мультипроцессора.

Многопроцессорный вычислительный комплекс (МПВК) – это комплекс из нескольких процессоров (или ПЭ), взаимодействующих между собой через единый ресурс под управлением единой операционной системы, организующей весь процесс обработки в комплексе.

Задачи управления, которые решаются единой операционной системой в МПВК:

1. Все задачи, которые встают при реализации мультипрограммного режима.

2. Распределение ресурсов и заданий между процессорами.

3. Синхронизация процессоров при решении несколькими процессорами одной задачи.

4. Разрешение конфликтных ситуаций при обращении нескольких процессоров к единому ресурсу (ОЗУ, ПУ, канал и т.д.).

5. Обеспечение работоспособности вычислительной системы при выходе из строя какого-либо блока МПВС.

6. Планирование вычислительного процесса с учетом оптимизации загрузки всех процессоров.

Управление вычислительным процессом в МПВК может быть организовано синхронным или асинхронным способом.

Асинхронный способ позволяет инициализировать начало очередного процесса сразу же после окончания предыдущего. Запуск нового процесса возможен в том случае, если для него готовы все данные. Полностью асинхронная форма запуска соответствует управлению, которое называется управление потоком данных.

Многопроцессорные вычислительные системы (МПВС) – класс параллельных средств обработки информации, которые характеризуются тремя особенностями:

• MIMD-архитектурой;

• множеством процессоров;

• единым общедоступным ресурсом (как правило, общей оперативной памятью).

Многопроцессорная вычислительная система представляет собой композицию, в которой выделяются подмножество элементарных процессоров (ЭП), подмножество модулей памяти (МП) и коммутатор, обеспечивающий взаимодействие между любыми элементами различных подмножеств. Подмножество модулей памяти МП1— МПm, по сути является общей памятью для всех процессоров ЭП1-ЭПn, обычно n≤m. Взаимодействие между ЭП осуществляется не через коммутатор, а через общую память. Все ЭП, как правило, идентичны.