- •Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
- •Архитектура эвм
- •Часть 2, 3
- •Глава 5. Уровни организации эвм.
- •5.1. Машинный уровень организации
- •5.1.1. Форматы команд.
- •5.1.2. Адресация данных.
- •6.2.1.1. Прямые способы адресации.
- •6.2.1.2. Непрямые способы адресации:
- •3. Автоинкрементная, автодекрементная (индексная) адресация.
- •5.1.3. Адресация команд.
- •5.1.4. Типы машинных команд.
- •5.1.5. Команды обработки данных.
- •5.2. Микропрограммный уровень организации эвм.
- •5.2.1. Принцип микропрограммного управления.
- •5.2.2. Описание функциональных микропрограмм.
- •5.2.3 Набор микроопераций и микроэлементов.
- •1°. Шина.
- •2°. Регистры.
- •3°. Счетчики.
- •4°. Сумматоры.
- •5°. Преобразователи кодов.
- •6°. Вычисление значений логических условий.
- •7°. Комбинированные операционные элементы.
- •5.2.4. Структурное построение и функционирование микропрограммных устройств управления.
- •5.3. Системный уровень организации
- •Глава 6. Организация памяти вс.
- •6.1. Виды запоминающих устройств. Иерархия памяти.
- •6.2. Организация оперативной памяти.
- •Глава 7. Виды и архитектура процессоров.
- •7.1. Матричный процессор.
- •7.2. Процессор с конвейеризацией команд и процессор с конвейеризацией операций.
- •7.3. Суперскалярный процессор.
- •7.4. Коммуникационный процессор
- •7.5. Архитектуры cisc и risc.
- •Глава 8. Организация связей в эвм.
- •Глава 9. Основные классы современных параллельных компьютеров.
- •9.1. Симметричные мультипроцессорные системы (smp) (Symmetric Multi-Processing)
- •9.2. Массивно-параллельные системы (мрр) (Massively Parallel Processing)
- •9.3. Системы с неоднородным доступом к памяти (numa) (non uniform memory access)
- •9.4. Параллельно-векторные системы (pvp)
- •9.5. Кластерные системы
- •Глава 10. Межпроцессорные сети связи в эвм mpp типа (Interconnect Network)
- •Глава 11. Эффективная организация дисковых накопителей при организации параллельного и независимого доступа
- •11.1. Общие вопросы организации.
- •11.2. Время обслуживания.
- •11.3. Затраты и целесообразность.
- •11.4. Технология i2o в raid-контроллерах.
- •Глава 12. Параллельные и распределенные системы Введение.
- •Недостатки мультипроцессоров
- •Pc необходимо объединять в сети, поскольку возникает
- •12.1. Операционные системы мультипроцессорных эвм
- •12.1.1 Процессы и нити
- •12.1.2. Взаимодействие процессов
- •12.1.3 Планирование процессоров
- •12.2. Коммуникации в распределенных системах
- •Локальные сети.
- •Клиент-сервер
- •Удаленный вызов процедур
- •Обмен сообщениями между прикладными процессами send, receive (адресат/отправитель, [тэг], адрес памяти, длина)
- •12.3. Синхронизация в распределенных системах
- •12.3.1. Синхронизация времени
- •Логические часы.
- •Физические часы.
- •12.3.2 Выбор координатора
- •Алгоритм "задиры"
- •Круговой алгоритм.
- •12.3.3 Взаимное исключение Централизованный алгоритм
- •Алгоритм с круговым маркером
- •Алгоритм древовидный маркерный (Raymond)
- •Децентрализованный алгоритм на основе временных меток.
- •Алгоритм широковещательный маркерный (Suzuki-Kasami).
- •12.3.4. Координация процессов
- •12.4. Распределенные файловые системы
- •12.4.1 Архитектура распределенных файловых систем
- •Интерфейс файлового сервера
- •5.1.2 Интерфейс сервера директорий
- •Различают две формы прозрачности именования
- •Семантика разделения файлов
- •12.4.2 Реализация распределенных файловых систем
- •Использование файлов
- •5.2.2 Структура системы
- •Кэширование
- •Когерентность кэшей.
- •Размножение
- •12.4.3. Пример: Sun Microsystems Network File System (nfs)
- •Архитектура nfs.
- •Протоколы nfs.
- •Реализация nfs
- •Список литературы
- •Оглавление:
11.3. Затраты и целесообразность.
RAID различного уровня для своей организации требуют также и различных аппаратных затрат. Предположим, если необходима дисковая система емкостью 36 ГБ, то можно, например, использовать 4 диска по 9 ГБ каждый. Однако с учетом дисков, необходимых для размещения избыточной информации, потребуется установить больше дисков (см. рис. 27).
Рис. 27. Количество дисков в системах с RAID разного уровня.
Приведенное выше сравнение показывает наиболее целесообразные области применения RAID различного уровня. В серверах начального уровня, когда на первый план выдвигается вопрос стоимости, целесообразно применять RAID уровня 1 (требуется только один дополнительный диск, зеркальный с основным). В серверах, для которых основным требованием является высокая производительность, лучшим решением будет RAID уровня 0+1. В большинстве же других случаев RAID уровня 5 обеспечивает достаточно высокую производительность при умеренных затратах. RAID уровня 3 целесообразно применять только в специальных серверах, предназначенных для хранения больших файлов (графика, видео и т.п.). Но и в этом случае RAID уровня 0+1 обеспечит лучшую производительность.
11.4. Технология i2o в raid-контроллерах.
I2O (Intelligent Input/Output) – это спецификация, которая определяет стандартную архитектуру интеллектуального ввода-вывода и не зависит от конкретных устройств и операционной системы.
Идея технологии I2O заключается в том, чтобы за счет применения отдельного процессора ввода-вывода разгрузить центральный процессор. Все низкоуровневые прерывания, поступающие от периферийных устройств, обрабатываются не центральным процессором, а специализированным процессором ввода-вывода (IOP). Конечно, специализированные процессоры ввода-вывода применялись очень давно, еще в «больших» ЭВМ. Но наличие отдельного процессора, даже занятого операциями ввода-вывода, еще не означает технологии I2O. В конце концов, сейчас микропроцессоры встроены в каждый жесткий диск. В данном случае речь идет о новом витке в применении известного решения.
Спецификация I2O определяет разбиение драйвера устройства на две части: ОС-зависимого модуля (OSM – Operation System Services Module) и аппаратно-зависимого модуля (HDM – Hardware Device Module). Благодаря этому в значительной мере решается задача устранения зависимости от конкретной операционной системы. Под конкретную операционную систему разрабатывается только драйвер OSM. По идеологии любое I2O-совместимое устройство (в нашем случае контроллер) не требует установки каких-либо драйверов. Так, например, мы подключаем жесткие диски. Операционная система сама должна «узнать» устройство.
Глава 12. Параллельные и распределенные системы Введение.
Достоинства многопроцессорных систем с общей памятью (мультипроцессоров):
Производительность
Надежность
Недостатки мультипроцессоров
ПО (приложения, языки, ОС) сложнее, чем для однопроцессорных ЭВМ
Ограниченность при наращивании (физ. размеры - близость к памяти, 64 процессора - максимально достигнутое).
Распределенная система - совокупность независимых компьютеров, которая представляется пользователю единым компьютером. Примеры: сеть рабочих станций (выбор процессора для выполнения программы, единая файловая система), роботизированный завод (роботы связаны с разными компьютерами, но действуют как внешние устройства единого компьютера, банк со множеством филиалов, система резервирования авиабилетов.
Преимущества распределенной системы перед централизованными ЭВМ:
Экономическое. Закон Гроша (Herb Grosh, 25 лет назад)- быстродействие процессора пропорциональна квадрату его стоимости. С появлением микропроцессоров закон перестал действовать - за двойную цену можно получить тот же процессор с несколько большей частотой.
Можно достичь такой высокой производительности путем объединения микропроцессоров, которая недостижима в централизованном компьютере.
Естественная распределенность (банк, поддержка совместной работы группы пользователей ).
Надежность (выход из строя нескольких узлов незначительно снизит производительность).
Наращиваемость производительности. В будущем главной причиной будет наличие огромного количества персональных компьютеров и необходимость совместной работы без ощущения неудобства от географического и физического распределения людей, данных и машин.
