46. Організація мікропроцесорних систем
В IBM 3033 используется блок управляющей памяти объемом 4К слов. Одна половина блока содержит микрокоманды длиной 108 бит, а вторая — микрокоманды длиной 126 бит. Формат микрокоманд показан на рис. 15.16. Хотя принято считать, что в IBM 3033 используется горизонтальное микропрограммирование, в микрокомандах можно встретить и много кодированных полей (табл. 15.4).
АЛУ оперирует с содержимым специальных регистров А* В, С и О, не доступных со стороны программы. В формате микрокоманды предусмотрены поляуправления загрузкой этих регистров из программно доступных регистров процессора, выполнения операций в АЛУ и заданияпрограммно доступного регистра, в который должен быть передан результат. Отдельные поля управляют передачей данных между регистрами и памятью при выполнении команд загрузки и сохранения данных. Механизм управления последовательностью выполнения
47. Симетричні мультипроцесорні системи
Вплоть до последнего времени практически все персональные компьютеры и рабочие станции включали в свой состав единственный процессор общего назначения. Стремление к снижению стоимости микропроцессоров и повышению их производительности побуждает изготовителей компьютеров все шире внедрять в практику системы, которые мы отнесли к классу симметричных мультипроцессорных. Для этого класса характерны следующие отличительные признаки.
Наличие двух или более одинаковых или близких по характеристикам про цессоров.
Процессоры имеют доступ к общей памяти, к которой они подсоединены или через общую системную магистраль, или через другой механизм обеспечения взаимодействия, но в любом случае время доступа к ресурсам памяти со стороны любого процессора примерно одинаково.
Процессоры имеют доступ к общим средствам ввода-вывода либо через один и тот же канал, либо через раздельные каналы.
Все процессоры способны выполнять одинаковый набор функций (отсюда и определение симметричная система).
Весь комплекс управляется общей операционной системой, которая обеспе чивает взаимодействие между процессорами и программами на уровне зада ний, файлов и элементов данных.
Первые четыре признака в этом списке в дальнейших комментариях вряд ли нуждаются. Что касается пятого признака, то в нем проявляется наиболее важное отличие SMP-систем от кластерных систем, в которых взаимодействие между компонентами осуществляется, как правило, на уровне отдельных сообщений или полных файлов. В SMP-системе возможен обмен информацией между компонентами и на уровне отдельных элементов данных и, таким образом, можно организовать более тесное взаимодействие между процессами. В SMP-системе распределение процессов или потоков задач между отдельными процессорами возлагается на операционную систему.
Наиболее существенные преимущества SMP-систем перед однопроцессорными состоят в следующем.
Повышение производительности. Если отдельные задачи приложения мо гут выполняться параллельно, система, располагающая множеством процес соров, будет работать быстрее, чем система с одним процессором того же типа (рис. 16.3).
Надежность, Поскольку все процессоры в SMP-системе однотипны и могут выполнять одни и те же задачи, в случае отказа одного из них запланиро ванную для него задачу можно передать другому процессору. Следователь- но, отказ одного из процессоров не приведет к потере работоспособности всей, системы.:. ч._ .. . •, ,
Возможность функционального наращивания. Пользователь может повы сить производительность системы, включив в ее состав дополнительные процессоры.
Производство однотипных систем разной производительности. Изгото витель Компьютерре может предложить клиентам гамму систем с одинако вой архитектурой, во разной стоимостью и производительностью, отличаю щихся количеством процессоров.
Нужно отметить, что все эти преимущества чаще всего являются потенциальными и далеко не всегда на практике их удается реализовать.
Очень привлекательной для пользователей особенностью SMP-систем является ее прозрачность. Операционная система берет на себя все заботы по распределению задач между отдельными процессорами и синхронизации их работы.