- •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:
12.4.3. Пример: Sun Microsystems Network File System (nfs)
Изначально реализована Sun Microsystem в 1985 году для использования на своих рабочих станций на базе UNIX. В настоящее время поддерживается также другими фирмами для UNIX и других ОС (включая MS-DOS). Интересны следующие аспекты NFS - архитектура, протоколы и реализация.
Архитектура nfs.
Позволяет иметь произвольное множество клиентов и серверов на произвольных ЭВМ локальной или широкомасштабной сети.
Каждый сервер экспортирует некоторое число своих директорий для доступа к ним удаленных клиентов. При этом экспортируются директории со всеми своими поддиректориями, т.е. фактически поддеревья. Список экспортируемых директорий хранится в специальном файле, что позволяет при загрузке сервера автоматически их экспортировать.
Клиент получает доступ к экспортированным директориям путем их монтирования. Если клиент не имеет дисков, то может монтировать директории в свою корневую директорию.
Если несколько клиентов одновременно смонтировали одну и ту же директорию, то они могут разделять файлы в общей директории без каких либо дополнительных усилий. Простота - достоинство NFS.
Протоколы nfs.
Поскольку одна из целей NFS - поддержка гетерогенных систем, клиенты и серверы могут работать на разных ЭВМ с различной архитектурой и различными ОС. Поэтому необходимо иметь строгие протоколы их взаимодействия. NFS имеет два таких протокола. Первый протокол поддерживает монтирование. Клиент может послать серверу составное имя директории (имя пути) и попросить разрешения на ее монтирование. Куда будет монтировать директорию клиент для сервера значения не имеет и поэтому не сообщается ему. Если путь задан корректно и директория определена как экпортируемая, то сервер возвращает клиенту дескриптор директории. Дескриптор содержит поля, уникально идентифицирующие тип ЭВМ, диск, номер i-вершины (понятие ОС UNIX) для данной директории, а также информацию о правах доступа к ней. Этот дескриптор используется клиентом в последующих операциях с директорией.
Многие клиенты монтируют требуемые удаленные директории автоматически при запуске (используя командную процедуру shell-интерпретатора ОС UNIX).
Версия ОС UNIX, разработанная Sun (Solaris), имеет свой специальный режим автоматического монтирования. С каждой локальной директорией можно связать множество удаленных директорий. Когда открывается файл, отсутствующий в локальной директории, ОС посылает запросы всем серверам (владеющим указанными директориями). Кто ответит первым, директория того и будет смонтирована. Такой подход обеспечивает и надежность, и эффективность (кто свободнее, тот раньше и ответит). При этом подразумевается, что все альтернативные директории идентичны. Поскольку NFS не поддерживает размножение файлов или директорий, то такой режим автоматического монтирования в основном используется для директорий с кодами программ или других редко изменяемых файлов.
Второй протокол - для доступа к директориям и файлам. Клиенты посылают сообщения, чтобы манипулировать директориями, читать и писать файлы. Можно получить атрибуты файла. Поддерживается большинство системных вызовов ОС UNIX, исключая OPEN и CLOSE. Для получения дескриптора файла по его символическому имени используется операция LOOKUP, отличающаяся от открытия файла тем, что никаких внутренних таблиц не создается. Таким образом, серверы в NFS не имеют состояния (stateless). Поэтому для захвата файла используется специальный механизм.
NFS использует механизм защиты UNIX. В первых версиях все запросы содержали идентификатор пользователя и его группы (для проверки прав доступа). Несколько лет эксплуатации системы показали слабость такого подхода. Теперь используется криптографический механизм с открытыми ключами для проверки законности каждого запроса и ответа. Данные не шифруются.
Все ключи, используемые для контроля доступа, поддерживаются специальным сервисом (и серверами) - сетевым информационным сервисом (NIS). Храня пары (ключ, значение), сервис обеспечивает выдачу значения кода при правильном подтверждении ключей. Кроме того, он обеспечивает отображение имен машин на их сетевые адреса, и другие отображения. NIS-серверы используют схему главный -подчиненные для реализации размножения (ленивое размножение).