24.Проблемы повышения производительности мпвк. Типы структурного построения мпвк.

Первая проблема — организация связей между элементами комплекса (рис. 5.5).

Вторая проблема заключается в организации вычислительного процесса в таком комплексе.

Существует три типа структурного построения МПВК: с общей или разделяемой во времени шиной; с перекрестной коммутацией; с многовходовой оперативной памятью. МПВК с такими структурами считаются классическими.

Структурная схема МПВК с общей или разделяемой во времени шиной (рис. 5.6, а). Все устройства объединяются общей совокупностью проводов (общей шиной), по которым передаются данные, адреса, команды, управляющие сигналы.

Структура МПВК с перекрестной коммутацией (рис. 5.6, б). Здесь используется специальный централизованный коммутатор, связывающий между собой все компоненты комплекса. При этом коммутатор строится таким образом, что одновременно могут происходить передачи информации между несколькими парами устройств.

Структура МПВК с использованием многовходовой памяти (рис. 5.6, в). Здесь коммутация осуществляется в модулях ОП, каждый из которых имеет число входов-выходов, равное числу остальных компонентов комплекса. Таким образом, каждый компонент имеет непосредственную связь с модулем ОП. Структура такого МПВК подобна структуре с коммутатором, только коммутатор выполнен не в виде одного отдельного устройства, а распределен по всем модулям памяти. Такое решение по многим причинам упрощает реализацию. По такой схеме строится большинство промышленных комплексов, в частности по такой схеме выполнены комплекс "Эльбрус" и комплексы на базе ЕС ЭВМ.

25.Классификация мкмд-систем. Вычислительные системы с общей памятью: архитектура uma.

В МКМД-системе каждый процессорный элемент (ПЭ) выполняет свою программу достаточно независимо от других ПЭ. В то же время процессорные элементы должны как-то взаимодействовать друг с другом. Различие в способе такого взаимодействия определяет условное деление МКМД-систем на ВС с общей памятью и системы с распределенной памятью (рис. 5.7).

В системах с общей памятью, которые характеризуют как сильно связанные, имеется общая память данных и команд, доступная всем процессорным элементам с помощью общей шины или сети соединений. Такие системы называются мультипроцессорами. К этому типу относятся симметричные мультипроцессоры (UMA (SMP), Symmetric Multiprocessor), системы с неоднородным доступом к памяти (NUMA, Non-Uniform Memory Access) и системы, с так называемой, локальной памятью вместо кэш-памяти (COMA, Cache Only Memory Access).

С точки зрения уровней используемой памяти в архитектуре UMA рассматривают три варианта построения мультипроцессора:

- классическая (только с общей основной памятью);

- с дополнительным локальным кэшем у каждого процессора;

- с дополнительной локальной буферной памятью у каждого процессора (рис. 5.8).

С точки зрения способа взаимодействия процессоров с общими ресурсами (памятью и СВВ) в общем случае выделяют следующие виды архитектур UMA:

- с общей шиной и временным разделением (7.9);

- с координатным коммутатором;

- на основе многоступенчатых сетей.