- •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:
Локальные сети.
Особенности LAN:
географическая область охвата невелика (здание или несколько зданий);
высокая скорость передачи (10-100 Mbps);
малая вероятность ошибок передачи.
Свойственные многоуровневой модели ISO OSI накладные расходы являются причиной того, что в LAN применяются более простые протоколы.
Клиент-сервер
Можно избежать подтверждения получения сервером сообщения-запроса от клиента, если ответ сервера должен последовать скоро.
Удаленный вызов процедур
Send, receive - подход ввода/вывода Более естественный подход, применяемый в централизованных ЭВМ - вызов процедур.
Birrell and Nelson (1984) (независимо и раньше - Илюшин А.И.,1978) предложили позволить вызывающей программе находиться на другой ЭВМ.
MPP с распределенной памятью может рассматриваться как частный случай локальной сети. Решетка транспьютеров, в которой каждый транспьютер параллельно с вычислениями может обмениваться одновременно по 8 каналам с 4 соседями, является хорошим примером, для которого будут формулироваться различные экзаменационные задачи. Время передачи сообщения между двумя узлами транспьютерной матрицы (характеристики аппаратуры - время старта передачи Ts, время передачи одного байта информации соседнему узлу Tb, процессорные операции, включая чтение из памяти и запись в память считаются бесконечно быстрыми). За время Ts+Tb транспьютер может передать 1 байт информации своим четырем соседям и принять от них 4 байта информации (по одному байту от каждого). Конвейеризация и параллельное использование нескольких маршрутов.
Обмен сообщениями между прикладными процессами send, receive (адресат/отправитель, [тэг], адрес памяти, длина)
Адресация - физический/логический номер процессора, уникальный идентификатор динамически создаваемого процесса, служба имен (сервер имен или широковещание - broadcasting). Обычно пересылка в соседний компьютер требует три копирования - из памяти процесса-отправителя в буфер ОС на своем компьютере, пересылка между буферами ОС, копирование в память процесса-получателя.
Блокирующие операции send (до освобождения памяти с данными или до завершения фактической передачи) и неблокирующие.
Буферизуемые и небуферизуемые (rendezvous или с потерей информации при отсутствии receive).
12.3. Синхронизация в распределенных системах
Обычно децентрализованные алгоритмы имеют следующие свойства:
Относящаяся к делу информация распределена среди ЭВМ.
Процессы принимают решение на основе только локальной информации.
Не должно быть единственной критической точки, выход из строя которой приводил бы к краху алгоритма.
Не существует общих часов или другого источника точного глобального времени.
Первые три пункта все говорят о недопустимости сбора всей информации для принятия решения в одно место. Обеспечение синхронизации без централизации требует подходов, отличных от используемых в традиционных ОС. Последний пункт также очень важен - в распределенных системах достигнуть согласия относительно времени совсем непросто. Важность наличия единого времени можно оценить на примере программы make в ОС UNIX. Главные теоретические проблемы - отсутствие глобальных часов и невозможность зафиксировать глобальное состояние (для анализа ситуации - обнаружения дедлоков, для организации промежуточного запоминания).