Организация с собственным планировщиком для каждого процессора

Основная идея данного подхода состоит в том, что на каждом процессоре системы работает собственный планировщик, который и управляет ходом вычислений на данном процессоре. При этом с каждым из процессоров связан собственный набор готовых к выполнению процессов.

При запуске нового процесса, он назначается одному из процессоров системы и в дальнейшем выполняется только на нем, как на обычной однопроцессорной машине.

Частный планировщик процессора при этом может реализовать любую из рассмотренных ранее дисциплин планирования, с одной или множеством очередей.

В системе с собственным планировщиком для каждого процессора не предусмотрено механизмов передачи начатых процессов между процессорами, поэтому, если какой либо процессор завершил все свои процессы, он будет простаивать, даже если другие процессоры перегружены работой. Память вычислительной системы обычно также поделена между процессорами, что существенно упрощает организацию.

Таким образом, многопроцессорная система с собственным планировщиком для каждого процессора скорее напоминает совокупность однопроцессорных систем, но в данном случае все же достигается определенная экономия за счет разделения многих периферийных устройств компьютера, таких как диски и другие средства ввода-вывода.

Симметричная многопроцессорная организация (smp)

Симметричная многопроцессорная организация это наиболее сложная, но и наиболее эффективная, с точки зрения минимизации простоя процессоров.

Основная идея SMP состоит в том, чтобы поддерживать единое множество готовых к выполнению процессов для всех процессоров системы. Причем в этом едином множестве находятся как пользовательские, так и системные процессы. Любой процесс может быть назначен на исполнение любому свободному процессору – все процессоры равноправны, и рассматриваются как единый вычислительный ресурс.

Таким образом, на протяжении своего жизненного цикла, не только пользовательские, но и системные процессы могут попадать на различные процессоры. При этом нельзя исключить ситуацию, что один и тот же системный процесс, например, планировщик, одновременно окажется на исполнении на различных процессорах, что потенциально может привести к конфликту при доступе к системным ресурсам.

Следовательно, при использовании симметричной многопроцессорной организации, код планировщика должен быть реентерабельным, со строгим соблюдением режима взаимоисключения при доступе к системным ресурсам.

Взаимоисключающий доступ к системным ресурсам со стороны системных процессов, выполняющихся на различных процессорах, приводит к тому, что только один из процессоров в данный момент времени может работать с системными таблицами.

Процессор, в данный момент времени работающий с системными таблицами, называется мониторным процессором. Очевидно, что только один процессор может быть мониторным в данный момент времени, но при симметричной многопроцессорной организации любой из процессоров может оказаться мониторным.

Симметричная многопроцессорная система наиболее равномерно распределяет загрузку процессоров и наиболее эффективно выполняет программы. Ни один процессор не будет простаивать, если в системе есть готовые к исполнению процессы. Но для еще более эффективного использования процессоров можно применить дополнительные методы оптимизации. Наиболее эффективными приемами является разбиение системных таблиц и смещение моментов прерывания таймера.