57. Симметричные мультипроцессорные системы и избыточные системы

В современных ПК встречаются варианты установки нескольких (двух или более) процессоров на одной системной шине. При этом возможны конфигурации с симметричной мультипроцессорной обработкой (Symmetric Multi-Processing. SMP) и избыточным контролем функционирования (Functional Redundancy Checking, FRC).

Наиболее популярной целью объединения процессоров является симметричная мультипроцессорная обработка (SМР). В системе SMP каждый процессор решает свою задачу, порученную ему операционной системой. В документе Intel «Multiprocessor Specification» (MPS) симметрия рассматривается в двух аспектах:

– симметрия памяти — все процессоры пользуются общей памятью, работают с одной копией ОС;

– симметрия ввода-вывода — все процессоры разделяют общие устройства ввода-вывода и общие контроллеры прерываний.

Система может быть симметричной по памяти, но асимметричной по прерываниям от ввода-вывода, если для обслуживания этих прерываний выделяется собственный процессор. В х86 симметрию по прерываниям обеспечивают контроллеры APIC.

Аппаратная (физическая) реализация SMP может быть различной, здесь уже есть своя история:

– объединение нескольких физических процессоров на одной локальной шине — процессоры Pentium, P6, Pentium 4;

– подключение каждого процессора к системной плате (с общей памятью) выделенными шинами — процессоры Athlon;

– подключение к каждому процессору собственного ОЗУ и их объединение с периферийными устройствами через HyperTransport — процессоры Athlon-64, Opteron;

– размещение на одном кристалле нескольких логических процессоров с разделяемыми операционными блоками — «гиперпотоковые» (hyperthreading) модели Pentium 4;

– размещение на одном кристалле нескольких независимых процессорных ядер с разделяемым вторичным кэшем — мультиядерные модели Pentium 4.

Применение SMP требует поддержки со стороны BIOS, ОС и приложений (чтобы работать быстрее, они должны быть многопоточными). Поддержку SMP имеют такие ОС, как Novell NetWare, Microsoft Windows NT/2000x/XP и различные диалекты Unix.

Цена мультипроцессорных версий ОС, как правило, значительно выше цены соответствующих однопроцессорных версий. Поначалу это было препятствием к применению гиперпотоковых (и мультиядерных) процессоров в обычных системных платах. Теперь достигнута договоренность о том, что число процессоров, на которое лицензируется ОС, соответствует числу физических (отдельно покупаемых и устанавливаемых) процессоров. Это открывает возможности широкого распараллеливания на уровне процессоров (ускорение работы CISC процессоров х86 за счет микроархитектуры обходится все дороже).

57. Назначение модемов. Виды модемов.

Название «модем» произошло от двух слов – Модулятор-демодулятор – и обозначает устройство для преобразования цифрового сигнала в аналоговый и обратно. Главные характеристики модема – скорость передачи данных, чувствительность к помехам на телефонной линии и качество соединения.

По видам модемы делятся на:  аналоговые и цифровые, внутренние и внешние,  программные и аппаратные.

 

Аналоговые (Dial-Up или диалоговые) модемы – приемлемый выбор для тех, кто редко пользуется Интернетом. Диалоговый модем подходит к любому типу компьютера и ОС. Минус – этот вид модема не обеспечивает высокой скорости передачи данных. Для выхода в Интернет требуется телефонная карта оплаты. Соединение осуществляется только при свободной телефонной линии.

Цифровые модемы обеспечивают подключение к Интернету по технологии DSL. Соединение при этом отличается высокой скоростью и качеством. Самый популярный из данного вида модемов – ADSL.  Выбор ADSL-модема зависит от способа подключения к компьютеру. Выделяются два типа ADSL-модемов: USB и Ethernet.

ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) — модемная технология, в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично.

Для USB-модема внешний источник питания не требуется. Этот вид модема недорого стоит, но требует совместимости с операционной системой и установки драйверов.

Ethernet-модем (LAN ADSL) совместим со всеми ОС и поддерживает доступ в Интернет с нескольких компьютеров. Возможность распределенного трафика осуществляется с помощью роутера – специального сетевого устройства.

 

Внутренние и внешние виды модемов практически одинаковы по набору функций. Внутренний модем отличается от внешнего тем, что у него нет своего блока питания и выполнен он в виде платы, которая вставляется в слот ISA или PCI компьютера точно так же, как и все остальные вспомогательные платы: видеоадаптер, звуковая карта и т. п.

Внешний модем оснащен световыми индикаторами передачи данных, и соединяется с компьютером при помощи COM или USB кабеля. Этот вид модема имеет отдельный корпус и отдельный блок питания. Также внешний модем менее чувствителен к качеству телефонной линии, что дает ему преимущество перед внутренним.

 

Программные модемы относятся к ранним разработкам. В основном они совместимы с ОС Windows, и требовательны к качеству работы компьютера. Программный модем дешевле аппаратного, но большая часть нагрузки приходится на компьютер.

Аппаратные модемы подходят к любому типу операционной системы. Они могут поддерживать дополнительные функции: обработку сигнала, дозвон, автоответчик, определитель номера, прием-передачу данных. Такие виды модемов называются голосовыми или факс-модемами.