Sisteme multicalculator și multiprocesor
0 - abilități normale
1 - caracteristici îmbunătățite
2 - cele mai bune oportunități
In curent cu un singur procesor de calculator 4 pot fi furnizate interconectarea niveluri: în primul rând, la nivelul procesorului de sincronizare și control; în al doilea rând, la nivelul canalelor de intrare-ieșire cu adaptoare; În al treilea rând, la nivelul memoriei; În al patrulea rând, la nivelul memoriei externe.
complex multicalculator (MMBK) - este un complex care cuprinde două sau mai multe calculatoare, care asigură comunicarea între funcțiile atribuite executării complexe.
Obiectivele care sunt stabilite la un calculator în complex de asociere pot fi diferite, iar ele determină natura conexiunilor dintre calculatoare. Cel mai adesea scopul principal de a crea complexul este sau creșterea productivității sau a crește fiabilitatea, sau ambele, și apoi, și multe altele. Prin natura comunicațiilor informatice, sistemele pot fi împărțite în trei tipuri:
- cuplate indirect sau slab;
Indirecte sau slab legate complexe calculatoarele conectate între ele numai prin dispozitivul de stocare extern. Pentru a oferi astfel de conexiuni cu ajutorul dispozitivului de comandă OVC cu două sau mai multe intrări.
Indirectă Conexiunea complexelor legate slab între calculatoare se realizează numai la nivel de informații. Schimbul de informații se realizează în principal, pe principiul „cutie poștală“, adică fiecare calculator se încadrează în informațiile generale de memorie externă fiind ghidat de program și celălalt calculator respectiv, primește aceste informații în funcție de nevoile lor. Aceste legături de organizare utilizate în mod obișnuit, în cazurile în care sarcina de a crește fiabilitatea sistemului de calculator de rezervă. În acest caz, calculatorul este esențiale sarcinile finale stabilite, dă rezultate și își rezervă în mod constant, în total OVC toate informațiile necesare pentru continuarea soluției din orice punct în timp. Astfel de calculatoare sunt rezervate poate fi în starea de așteptare, astfel încât, în caz de defecțiune a computerului principal de pe operatorul de semnal pentru a începe sarcinile care efectuează utilizând informațiile stocate în ovc generală. La un semnal de la operator la „porni lucrarea“ folosind informațiile stocate în ovc generală. În acest sens, pot exista mai multe modalități de a organiza activitatea complexului.
Modalități de organizare a muncii în:
1 Standby. În acest caz, computerul de rezervă este oprit și numai activat atunci când o defecțiune a computerului primar. Desigur, pentru a backup de calculator a început să dea rezultate în loc de primar va lua ceva timp. De data aceasta poate fi destul de mare. O astfel de organizație este posibilă atunci când sistemul în care se execută pe un computer care nu este critică în ceea ce privește anumite întreruperi sau opririlor în procesul de rezolvare a problemelor.
2 rezervă încărcată. Calculatorul de rezervă este într-o stare de pregătire și poate înlocui în orice moment, computerul principal. Și el sau ea nu rezolvă nici o problemă, sau care lucrează în modul de auto-control, rezolvarea sarcinii de control. În acest caz, trecerea de la primar la computer de rezervă poate fi efectuată destul de repede. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că computerul principal actualizează OVC, în general, informațiile necesare nu este continuă pentru continuarea soluției, și cu o anumită trepte. Prin urmare, computerul de backup începe pentru a rezolva problema, merge înapoi la ceva timp în urmă. O astfel de organizație este permisă în cazul în care computerul este de lucru direct în bucla de control și de proces controlat este destul de lent, iar timpul de întoarcere nu are un efect notabil.
3 Pentru a elimina complet o pauză în emiterea rezultatelor, atât computerul și principal și de rezervă, în același timp, rezolva aceeași problemă. Dar rezultatele dă numai computerul principal, și în cazul defectării sale, rezultatele vor începe să emită computerul de rezervă. În acest caz, ovc este folosit doar pentru a monitoriza reciproc. Uneori, complexul este completat de un dispozitiv pentru compararea rezultatelor pentru a controla. Dacă se utilizează trei calculatoare este posibil să se folosească metoda de vot, în cazul în care rezultatul final se eliberează numai atunci când coincidența rezultatelor de rezolvare a problemei timp de cel puțin două calculatoare.
Trebuie remarcat faptul că, în orice organizație care lucrează în comutare calculator conectat complex multicalculator slab se realizează fie prin comenzi operatorului sau prin utilizarea altor mijloace de exercitare a controlului de funcționare a unui calculator și generarea semnalelor necesare. În plus, o tranziție rapidă în principal la computer de rezervă este posibilă numai cu eficiență scăzută a utilizării echipamentului. Mult mai mare flexibilitate au puțin [?] Da? Sistemele multicalculator conectate.
Complexele sunt conectate direct, există trei tipuri de relații:
1 RAM totală. Comunicarea prin comună RAM este mult mai bună comunicare prin ovc. Cu toate că această asociere are de asemenea natura comunicării informațiilor și schimbul de informații se realizează pe principiul „cutie poștală“, datorită faptului că procesatorii au acces direct la memorie, toate procesele din sistem pot continua cu mult mai mare viteză și lacune în discuție în timpul rezultatelor de tranziție mainframe pentru backup sunt reduse la minimum. Principalul dezavantaj al obligațiuni prin intermediul comună RAM este că, în caz de eșec al RAM perturbat întregul sistem. Pentru a evita acest lucru, este necesar să se construiască o memorie comună a mai multor module și informații de backup. Aceasta, la rândul său, duce la o complicație a organizării procesului și în cele din urmă complexitatea sistemelor de operare de calcul.
2 Controlul direct (comunicare procesor-procesor). Legătura directă între canalul de procesoare de control direct poate fi nu numai informaționale, dar, de asemenea, comanda, care este, canalul de control direct, un procesor poate controla în mod direct acțiunile alt procesor. Acest lucru îmbunătățește în mod natural dinamica tranziției de la mainframe la backup și permite computerului mai cuprinzătoare control comun. Cu toate acestea, transferul unor cantități semnificative de informații de control de canal înainte este imposibil, deoarece în acest caz, soluția problemelor terminată deoarece procesatorii sunt schimbul de informații.
3, canal adaptor canal (ACC). Comunicarea prin intermediul adaptorului de canal conductă elimină în mare măsură dezavantajele de link-uri printr-o memorie RAM comună și totuși cu greu reduce capacitatea de schimb de informații între calculatoare, în comparație cu o memorie RAM comună. Esența acestei metode de comunicare este faptul că canalele sunt interconectate două calculatoare prin intermediul unui adaptor special de dispozitiv. De obicei, acest aparat este conectat la calculator canalul selector. Acest adaptor de conectare asigură un schimb suficient de rapid de informații între calculatoare. În acest caz, schimbul se poate face matrici mari de informații. În ceea ce privește viteza de transmitere a adaptorului de comunicare puțină informație de comunicare inferioară prin comună RAM și în ceea ce privește volumul informațiilor transmise, prin intermediul comun ovc de comunicare. adaptor funcții sunt destul de simple. Acest dispozitiv trebuie să asigure sincronizarea reciprocă a două calculatoare și informații de tamponare în timpul transmiterii sale. Cu toate acestea, o varietate de moduri de funcționare a celor două calculatoare, precum și necesitatea de a pune în aplicare aceste moduri complică în mod semnificativ adaptorul de dispozitiv.
În mod direct sistemele conectate permit toate modurile de organizare a complexelor multicalculator caracteristică a sistemelor cuplate slab. Cu toate acestea, din cauza unor complicații ale eficienței sistemelor de comunicare poate fi mult îmbunătățită. În particular, complexele conectate direct trecerea rapidă de la mainframe pentru backup posibil, în cazul în care computerul de rezervă încărcate cu propriile lor obiective. Acest lucru permite de a oferi o fiabilitate ridicată la o productivitate ridicată. În complexe reale folosind simultan mai mult de un tip de conexiune între calculator și două sau mai multe. În special, deseori complexele legate în mod direct de comunicare prezente și indirect prin ovc. Pentru complexe cu caracteristici de calculator prin satelit nu este modul în care relațiile și principiile de interacțiune între calculatoare. Structura conexiunilor în complexe prin satelit nu diferă de legături convenționale în complexe multicalculator. Cel mai adesea, conexiunea între calculatoare prin intermediul adaptorului. Caracteristica acestor complexe este că acestea, în primul rând, computerul sunt semnificativ diferite în caracteristicile lor, și în al doilea rând, există o anumită ierarhizare a funcțiilor computerului și diferența de fiecare computer. Una dintre principalele calculator este în general ridicată, și este destinat pentru principalele prelucrarea informațiilor, un al doilea, în mod substanțial mai mică în capacitatea este prin satelit sau calculatoare auxiliare. Scopul său - de a organiza schimbul de informații cu principalele periferice pentru computere abonați la distanță OVC. calculator prin satelit eliminând astfel computerul principal pentru a realiza mai multe acțiuni care nu necesită nici o lățime mare sau operații complexe.
sistem informatic multiprocesor (IBWC) - este un complex care cuprinde două sau mai multe procesoare care împart o memorie comună, periferice generale și de lucru în cadrul unui singur sistem de operare.
Acest circuit simplu este destul de dificil, deoarece de la orice CPU și canal IO trebuie să aibă acces la orice locație de memorie. Chiar și pentru un caz simplu este de a fi accesul prin orice procesor și canal de intrare-ieșire la orice celulă de RAM și dispozitivul periferic. În plus, ar trebui să fie accesul prin orice procesor la orice canal și dispozitiv periferic de intrare-ieșire. Dacă ne imaginăm că procesorul este mult mai mare, și subsistemul de intrare-ieșire include un număr de canale, precum și un număr mare de dispozitive periferice, devine clar cât de complex sistem de calculator topologie multiprocesor. Sistemul de operare trebuie să se asigure că locul de muncă:
2) Protecția memoriei împotriva influenței reciproce a diferitelor programe;
3) capacitatea de a rula un procesor de un alt procesor;
În plus, sistemul de operare într-un astfel de complex nu a fost încă pentru a rezolva probleme mai complexe, cum ar fi:
4) alocarea resurselor și a sarcinilor între procesoare;
5) pentru a sincroniza procesele la rezolvarea unei probleme mai multe procesoare;
6) planificarea în vederea încărcării optime a tuturor procesoarelor.
În același timp, trebuie să ținem cont de faptul că, în cursul lucrărilor în complex, un număr mare de conflicte, care trebuie manipulate de către sistemul de operare. Cu toate acestea, în ciuda tuturor dificultăților legate de punerea în aplicare hardware și software a sistemelor de calcul multiprocesor sunt din ce în ce mai frecvente, ca dețin o serie de avantaje:
1) Fiabilitate ridicată și disponibilitatea datorită redundanței și reconfigurare;
2) de performanță ridicată, datorită posibilității de organizare flexibilă a procesare paralelă;
3) eficiență economică ridicată datorită creșterii utilizării de echipamente complexe.
Foarte primul sistem de calcul este considerat complex prin Burrows în SUA în 1968 sub numele de D-825. Acesta a constat din patru procesoare, memorie module de 16, 10, canale de intrare-ieșire și conectarea de până la 256 de dispozitive periferice. Acesta a fost folosit în scopuri militare.