Параллелизм

Программное обеспечение, запущенное на SMP или кластерных системах должны использовать параллелизм, чтобы извлечь выгоду из большого числа дисков процессоров.

Существует два общих типа параллелизма:

Поточный параллелизм (pipeline parallelism) разбивает задачу на последовательность шагов. Результат одного шага посылается на следующий. Пример – промышленные линии сборки. Здесь параллелизм проявляется в одновременном выполнении этих шагов. Если шаг 2 не готов принять результаты шага 1, то они накапливаются и используются позже. По поточной линии могут идти несколько машин одновременно.

Параллелизм с разбиением (partition parallelism) разбивает большую задачу на множество маленьких, независимых задач, которые могут выполняться параллельно. Пример - несколько комбайнов, одновременно собирающих урожай с нескольких полей.

В хороших системах должны работать оба типа параллелизма. Пример – MS SQL Server, в котором распределение данных по дискам приводит к тому, что могут одновременно считываться с дисков части информации – раздельный параллелизм. Кроме того, MS SQL Server использует поточный параллелизм, формируя выборку с упреждением чтения с диска (1 задача), обрабатывая данные (2 задача) и посылая результат приложению (3 задача).

Microsoft Windows NT Server является полностью поточной операционной системой. Также она имеет встроенное разделение дисков. Это позволяет распределить логические тома между несколькими физическими. Каждый логический том может быть RAID (избыточный распределенный дисковый массив) или обычным диском. Windows 2000 Server поддерживает:

RAID 0 – распределение логического тома по нескольким физическим.

RAID 1 – зеркальный или теневой, в котором данные распределены на несколько дисков.

RAID 5 – отказоустойчивая технология хранения, в которой диски организованы таким образом, что на другом диске хранятся аналогичные данные. По используемому пространству RAID 5 эффективнее RAID 1.

В этой технологии для хранения данных используются сразу три диска. На первом храним первую половину данных, на втором – вторую, на третьем – результат операции "исключающее ИЛИ" (XOR), примененной к этим двум половинам. В этом случае утеря любой части не критична, т.к. она восстанавливается по двум оставшимся. Деление на части может происходить по-разному. Например, по битам, по блокам. Приведем пример побитного деления. Пусть исходное данное "100111". Тогда на диск 1 запишется "101", на диск 2 запишется "011", на диск 3 – "110". Очевидно, что при утере информации на диске 3, она заново просчитывается по исходным данным, а при утере информации на диске 1 (аналогично на 2) она вычисляется как результат операции: диск 2 XOR диск 3.

RAID 10 – отказоустойчивая система, использующая несколько физических дисков.

Дата добавления: 2014-12-07