Классификация вычислительных систем по типу

По типу вычислительные системы разделяются на многомашинные и многопроцессорные.

Многомашинные вычислительные системы (ммс)

Многомашинная вычислительная система состоит из нескольких ЭВМ.

Исторически многомашинные вычислительные системы появились первыми. Уже при использовании ЭВМ первых поколений возникали задачи повышения производительности, надежности и достоверности вычислений. Для этих целей использовали комплекс машин, схематически показанный на следующем рисунке:

Положения 1 и 3 электронного ключа (ЭК) обеспечивали режим повышенной надежности. При этом одна из машин выполняла вычисления, а другая находилась в резерве, т.е. была готова заменить основную ЭВМ.

Положение 2 электронного ключа соответствовало случаю, когда обе машины обеспечивали параллельный режим вычислений. Здесь возможны две ситуации:

а) обе машины решают одну и ту же задачу и периодически сверяют результаты решения. Этим обеспечивается режим повышенной достоверности, уменьшалась вероятность появления ошибок в результатах вычислений. Примерно по такой же схеме построены управляющие бортовые вычислительные комплексы космических аппаратов, ракет, кораблей. Например, американская космическая система “Шаттл” содержала пять вычислительных машин, работающих по такой схеме;

б) обе машины работают параллельно, но обрабатывают собственные потоки заданий. Возможность обмена информацией между машинами сохраняется. Этот вид работы относится к режиму повышенной производительности. Она широко используется в практике организации работ на крупных вычислительных центрах, оснащенных несколькими ЭВМ высокой производительности.

Многопроцессорные вычислительные системы (мпс)

Многопроцессорные вычислительные системы строятся при комплексировании нескольких процессоров.

В качестве общего ресурса они имеют общую оперативную память (ООП). Параллельная работа процессоров и использование ООП обеспечиваются под управлением единой общей операционной системы. По сравнению с многомашинными вычислительными системами здесь достигается высокое быстродействие взаимодействия процессоров. Многие исследователи считают, что использование многопроцессорных систем является основным магистральным путем развития вычислительной техники новых поколений.

Недостатки многопроцессорных систем:

• они в первую очередь связаны с использованием ресурсов общей оперативной памяти. При большом количестве комплексируемых процессоров возможно возникновение конфликтных ситуаций, когда несколько процессоров обращаются с операциями типа “чтение” и “запись” к одним и тем же областям памяти.

• помимо процессоров к общей ОП подключается система ввода-вывода, средства измерения времени и т.д. Поэтому вторым серьезным недостатком ВС является проблема доступа других устройств ВС к общей ОП. От того, насколько удачно решаются эти проблемы, и зависит эффективность применения многопроцессорных систем. Это решение обеспечивается аппаратно-программными средствами.