Министерство образования и науки украины
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
«ДОНЕЦКИЙ НАЦИНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФАКУЛЬТЕТ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК И ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра компьютерной инженерии
В.Н. Струнилин
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
для самостоятельной работы студентов
по дисциплине "Компьютерные системы"
Направление подготовки6.050102 "Компьютерная инженерия"
Специальность 7.05010201 "Компьютерные системы и сети"
7.05010202 "Системное программирование"
Розглянуто та затверджено на засіданні методичної комісії спеціальностей
7.05010201 "Комп’ютерні системи та мережі" та 7.05010202 "Системне програмування"
Протокол № 3 від 01.11.2010 р.
Донецк 2010 г.
1 МУЛЬТИПРОЦЕССОРНЫЕ В С (М П В С)
Включает в себя 2 и более процессоров, имеющих общую ОП, общие периферийные устройства и работающие по управлением единой ВС.
Упрощенная схема МПВС
П1 П2 П3
П1...П3
- процесс.
ППВ -
подсистема в/в.
ОЗУ1
ОЗУ2
ППВ
рис.1.1
В МПВС должен быть доступ любого процессора и любого канала В/В
к любой ячейке ОЗУ. ПВВ включает в себя несколько каналов и большое число периферийных устройств.
При построении ОС - основного средства организации всех процессов обработки информации в ВС возникают следующие задачи:
1) организация мультипрограммной обработки информации;
2) распределение ресурсов и заданий между процессорами;
3) синхронизация процессов при решении нескольких несколькими процессорами одной задачи;
4) планирование с учетом оптимизации загрузки всех процессоров;
5) обработка большого числа конфликтных ситуаций.
Однако, несмотря на все эти сложности аппаратной и программной реализации, МПВС получают все большее распространение, т.к. обладают следующими достоинствами:
1) высокая надежность и готовность за счет резервирования и возможности реконфигурации;
2) высокая производительность за счет возможности организации параллельной обработки информации и более полной загрузки всего оборудования;
3) высокая экономическая эффективность за счет повышения коэффициента использования оборудования ВС.
Структурная организация МПВС с общей шиной
П1 П2 ОЗУ1 ОЗУ2
рис
1.2
ОЗУ3 ВЗУ УВВ УВВ
Интерфейс односвязный, т.е. обмен информации в любой момент времени может выполняться только между двумя устройствами.
Если потребность в обмене существует более чем у двух устройств, то возникает конфликтная ситуация,которая решается с помощью системы приоритетов и и организации очередей. Функции арбитра выполняет процессор, либо специальное устройство, которое регистрирует все обращения к общей шине и распределяет шину во времени между этими устройствами.
Достоинства:
1) простота изменения ВС (добавление или изъятие устройств);
2) доступность модулей ОЗУ для всех устройств;
3) низкая стоимость ВС.
Недостатки:
1) невысокое быстродействие;
2) число процессоров не превышает 2х-4х;
3) низкая надежность за счет общего элемента - шины. Этот недостаток можно компенсировать за счет введения резервной шины.