14.03.13

Мультипроцессорная обработка.

Это способ организации вычислительного процесса в системе с несколькими ЦП, при котором несколько задач могут одновременно выполняться на разных процессорах системы. Возможно реальная параллельная обработка, так как имеет несколько самостоятельных процессоров. При многопроцессорной обработке значительно усложняются все алгоритмы управления ресурсами, что существенно повышает сложность разработки ОС для таких систем.

Все мультипроцессорные ОС принято делить на два больших класса:

- симметричные системы – термин относится как архитектуре, так и к способу организации вычислительного процесса. Система предполагает однотипность и единообразие подключения всех процессоров и использования ими единой, общей ля всех памяти. Для обеспечения большой скорости обмена между памятью и процессорами они должны находиться в одном корпусе, что существенно снижает возможность масштабирования, ограничивая число процессоров 8-16 единицами. Такое масштабирование называют вертикальным. Так как все процессоры используют одну и ту же память, скорость обмена данными между процессорами максимальная, что обеспечивает высокую производительность для системы в целом. Управление всеми процессорами осуществляет одна ОС, обеспечивая симметричное мультипроцессирование. С точки зрения ОС все процессоры равноправны и она не отдает предпочтения ни одному из них. Разные процессоры в какой-то момент времени могут одновременно обслуживать, как разные, так и одинаковые модули общей ОС, которые являются рентабельными или повторно водимыми. ОС является децентрализованной, ее модули могут выполняться на любом процессоре. Загрузкой процессоров управляет планировщик, который выбирает очередную задачу, которая будет выполняться на данном процессоре. Одна задача при параллельных процессах может решаться на нескольких ЦП.

-ассиметричная система – предполагают, что процессоры системы могут быть разнотипными, как по характеристикам и подключению, так и по функциональной роли. Процессору может быть назначена определенная функциональная ниша – вычисления, обработка графики. Вывод информации на печать и тд. Такая неоднородность ведет к структурным различиям во фрагментах системы, содержащих различные процессы. Так как каждый процессор может иметь свое подключение, отпадает требование единого корпуса. Система может состоять из нескольких блоков, каждый из которых может содержать любое число процессоров. Такое масштабирование называют горизонтальным, а саму систему – кластерами. В такой системе возможно только ассиметричное мультипроцессирование, поскольку здесь есть иерархия подчинения процессоров по принципу «ведущий-ведомый». В таки системах ОС работает на главном ЦП, который управляет всеми остальными ресурсами.

Управление процессами и потоками

Любая современная ОС в своем составе имеет подсистему управления системами и потоками, которая непосредственно влияет на функционирование ОС.

Ее основные функции:

1. создание процессов и потоков

2. обеспечение процессов и потоков необходимыми ресурсами

3. изоляция процессов

4. планирование выполнения процессов и потоков

5. диспетчеризация потоков

6. синхронизация процессов и потоков

7. завершение и уничтожение процессов и потоков