- •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:
12.1.3 Планирование процессоров
Планирование процессоров очень сильно влияет на производительность мультипроцессорной системы. Можно выделить следующие главные причины деградации производительности:
Накладные расходы на переключение процессора. Они определяются не только переключениями контекстов процессов, но и (при переключении на процессы другого приложения) перемещениями страниц виртуальной памяти, а также порчей кэша (информация в кэше другому приложению не нужна и будет заменена).
Переключение на другой процесс в тот момент, когда текущий процесс выполнял критическую секцию, а другие процессы активно ожидают входа в критическую секцию. В этом случае потери будут велики (хотя вероятность прерывания выполнения коротких критических секций мала).
Применяются следующие стратегии борьбы с деградацией производительности:
Совместное планирование, при котором все процессы одного приложения (неблокированные) одновременно выбираются на процессоры и одновременно снимаются с них (для сокращения переключений контекста).
Планирование, при котором находящиеся в критической секции процессы не прерываются, а активно ожидающие входа в критическую секцию процессы не выбираются до тех пор, пока вход в секцию не освободится.
Процессы планируются на те процессоры, на которых они выполнялись в момент их снятия (для борьбы с порчей кэша). При этом может нарушаться балансировка загрузки процессоров.
Планирование с учетом "советов" программы (во время ее выполнения). В ОС Mach имеется два класса таких советов (hints) - указания (разной степени категоричности) о снятии текущего процесса с процессора, а также указания о том процессе, который должен быть выбран взамен текущего.
12.2. Коммуникации в распределенных системах
Все компьютеры в распределенной системе связаны между собой коммуникационной сетью. Коммуникационные сети подразделяются на широкомасштабные (Wide Area Networks, WANs) и локальные (Local Area Networks, LANs).
Широкомасштабные сети WAN состоит из коммуникационных ЭВМ, связанных между линии, собой коммуникационными линиями (телефонные радиолинии, спутниковые каналы, оптоволокно) и обеспечивающих транспортировку сообщений. Обычно используется техника store-and-forward, когда следующий с ссобщения передаются из одного компьютера в промежуточной буферизацией.
Коммутация пакетов или коммутация линий. Коммутация линий (телефонные разговоры) требует резервирования линий на время всего сеанса общения двух устройств. Пакетная коммутация основана на разбиении сообщений в пункте отправления на порции (пакеты), посылке пакетов по адресу назначения, и сборке сообщения из пакетов в пункте назначения. При этом линии используются эффективнее, сообщения могут передаваться быстрее, но требуется работа по разбиению и сборке сообщений, а также возможны задержки (для передачи речи или музыки такой метод не годится).
ISO OSI (International Standards Organizations' Reference Model of Open Systems Interconnection) организует коммуникационные протоколы в виде семи уровней и специфицирует функции каждого уровня.