45 Загальні принципи організації пам’яті в комп’ютерних системах. Особливості організації пам’яті із чергуванням адрес.

Загальні принципи організації пам’яті в комп’ютерних системах. Особливості організації пам’яті із чергуванням адрес.

Загальні принципи організації пам’яті в комп’ютерних системах. Особливості організації пам’яті із чергуванням адрес.

В комп’ютерних системах організація пам’яті поділяється на:

Когерентність кеш-пам'яті

Когерентність пам'яті (memorycoherence) - властивість обчислювальних систем, в яких два або більше процесора мають доступ до загальної області пам'яті.

Оснащення кожного процесора локальної кеш-пам'яттю призводить до так званої проблеми когерентності або забезпечення узгодженості кеш-пам'яті. Система є когерентної, якщо кожна операція читання з якого-небудь адресою, виконана будь-яким з процесорів, повертає значення, занесене в ході останньої операції запису за цією адресою, незалежно від того, який з процесорів виробляв запис останнім.

Колективна кеш-пам'ять

Даний апаратний спосіб вирішення проблеми когерентності полягає у відмові від локальних кешей, і адресації всіх звернень до пам'яті до однієї загальної кеш-пам'яті, пов'язаної з усіма процесорами допомогою якої-небудь комунікаційної мережі.

Хоча даний прийом забезпечує когерентність копій даних і прозорий для користувача, кількість конфліктів з доступу до пам'яті він не знижує, оскільки можливе одночасне звернення декількох процесорів до одних і тих же даних у загальній кеш-пам'яті. Крім того, наявність поділюваної кеш-пам'яті порушує найважливіша умова високої продуктивності, згідно з яким процесор і кеш-пам'ять повинні розташовуватися якомога ближче один до одного.

розподілена пам'ять

Обчислювальна система з розподіленою пам'яттю (distributedmemory) - система, в якій кожен процесор володіє власною локальною пам'яттю, а спільна пам'ять відсутня. Процесори об'єднуються в мережу і можуть при необхідності обмінюватися даними, що зберігаються в їх пам'яті, передаючи один одному так звані повідомлення.

Слабо пов'язані системи також зустрічаються як у класі SIMD, так і в класі MIMD, і інший раз, щоб підкреслити дану особливість, вводять підкласи DM-SIMD (DistributedMemory SIMD) і DM-MIMD (DistributedMemory MIMD).

Колективна пам'ять

Обчислювальна система з пам'яттю, що (її називають також спільно використовуваної або загальної) (sharedmemory) - ВС, в якій пам'ять розглядається як загальний ресурс, і кожен з процесорів має повний доступ до всього адресного простору. Зв'язок процесорів з пам'яттю забезпечується за допомогою комунікаційної мережі, найчастіше вироджується в загальну шину.

Системи із загальною пам'яттю називають сильно зв'язаними (closelycoupledsystems). Подібна побудова обчислювальних систем має місце як в класі SIMD, так і в масі MIMD. Іноді, щоб підкреслити цю обставину, вводять спеціальні підкласи, використовуючи для їх позначення абревіатури SM-SIMD (SharedMemory SIMD) і SM-MIMD (SharedMemory MIMD).

46 Класифікація моделей архітектур пам’яті обчислювальних комп’ютерних систем.

Класифікація моделей архітектури пам’яті обчислювальних комп’ютерних систем

Головними видами взаємодій в паралельних системах є: 1) спільна пам′ять; 2) обмін повідомленнями; 3) віддалений виклик процедур (RPC), що включає передачу параметрів. Спільна пам′ять є простим, близьким за парадигмою до послідовного програмування засобом, використання якого проте обмежене за розміром і масштабованістю. Тому застосовується тільки в тіснозв′язаних системах, а саме, векторно-конвеєрних та симетричної обробки. Головними проблемами для паралельних систем пам′яті є проблеми когерентності (цілісності) і несуперечливості (coherence&consistency), що виникають через можливості паралельного доступу та реплікації даних. Несуперечливість − це когерентність (цілісність) у синхронізаційній точці. В сучасних архітектурах спільними можуть вважатись не просто дані, аоб′єкти. Файл − об′єкт операційної системи для довго-тривалогозберіганняданих (persistentobject), а файлова система, як компонента ОС, відповідає за іменування, створення, видалення, модифікацію і захист файлів.