Вычислительные системы

Многомашинные и многопроцессорные

Создание крупномасштабных вычислительных систем может быть достигнуто двумя путями: повышением мощности одной машины или созданием многопроцессорных и многомашинных систем.

Определение:

многомашинная вычислительная система (далее ММВС) – это система или комплекс, включающий в себя две или более ЭВМ, каждая из которых имеет процессор, ОЗУ, набор периферийных устройств и работает под управлением собственной операционной системы.

По характеру связи ММВС можно разделить на:

o косвенно или слабосвязанные

o прямосвязанные

o сателлитные (или ММВС с сателлитными связями)

В классе косвенно и слабосвязанных ММВС устройства связаны только через устройство управления и, возможно, через ВЗУ (внутреннее запоминающее устройство). Плюсы такой системы: повышение информационной надежности. Разновидности таких ММВС: 1) второе ЭВМ – резервное, включающееся только при отказе первой; 2) оба ЭВМ выполняют функции вместе находятся в состоянии готовности постоянно.

В классе прямосвязанных ММВС возможны 3 вида связи между машинами: 1) через общее ООЗУ (общее оперативное запоминающее устройство); 2) через общее КПУ (канал прямого управления) могут связываться ЦПУ (центральные процессоры управления); 3) через канал-канал. Связь через ООЗУ намного сильнее чем через ПЗУ. Связь между ЦПУ может быть не только информационной, но и командной. Связь канал-канал обеспечивает быстрый обмен данным между машинами, возможно даже между большими массивами данных.

Для ММВС с сателлитными связями характерен не способ связи, а принцип взаимодействия машин. ЭВМ могут существенно различаться по своим характеристикам. Здесь могут иметься соподчинённые ЭВМ и разделение функций между ними. Ещё в таких системах существует главная машина, выполняющая главные функции, на которую ложится наибольший объём работ. Такая машина, как правило, обладает наивысшими системными характеристиками. Организация обмена данными между основным ЭВМ, периферийными устройствами и удалёнными абонентами выполняются сателлитными ЭВМ. Ими же выполняются и собственные функции. Данному классу характерно повышение быстродействия, но не характерно повышение надёжности.

Определение:

многопроцессорная вычислительная система (далее МПВС) – это система или комплекс, включающая в себя 2 или более процессоров, имеющих общую оперативную память, общие периферийные устройства, и работающих под управлением единой операционной системы. При этом каждый процессор может иметь индивидуальные, доступные только ему оперативную память и периферийные устройства.

В аппаратном плане многопроцессорные вычислительные системы намного сложнее чем многомашинные вычислительные системы.

Плюсы МПВС:

o высокая надёжность и готовность за счёт резервирования и реконфигурирования

o высокая производительность за счёт возможности гибкой конфигурации, параллельности и более полной загрузки всего оборудования

o высокая экономическая эффективность.

Существует несколько типов структурной организации МПВС:

1. С общей шиной

Особенности:

o односвязный интерфейс (это значит, что в каждый момент времени могут обмениваться данными только два устройства)

o конфликтная ситуация разрешается за счёт приоритетов и очередей

o функции арбитра выполняет или процессор, или специальное устройство.

Плюсы:

o простота структуры

o простота изменения комплекса

Недостатки:

o малая скорость работы

o недостаточная надёжность (погибнет общая шина – погибнет вся система)

2. С перекрёстной коммутацией

Особенности:

o коммутационный модуль может связывать с собой любую пару устройств, причём одновременно таких пар может быть сколько угодно

Плюсы:

o высокая производительность

o простота и унифицированность интерфейсов устройств

o Возможность разрешения всех конфликтов в коммутационном модуле

o Высокая надёжность

Недостатки

o невозможность добавления нового устройства без замены КМ (для добавления устройства придётся заменить весь коммутационный модуль)

o громоздкость

o сложность документации

3. С многовходовыми ОЗУ

Особенности:

o коммутация устройств осуществляется через ОЗУ

o число входов ОЗУ равно количеству устройств, которые к нему подключаются

o этот способ структурной организации сохраняет все преимущества способа №2 (с перекрёстной коммутацией), но упрощает схему подключения. Недостатков у этого способа меньше, чем у других двух способов.

Д/з: общие понятия о системах ЭВМ (что такое: сеть, протокол, локальные вычислительные системы, глобальные вычислительные системы, сервер, рабочая станция). Описать функции серверов. На лекции напомнить о том, что на дом не заданы типы серверов.

23.11.2011 Практика + лекционная часть по 6-й лабораторке

INT – вызвать прерывание

INTO – вызвать в прерывание по переполнению

IRET – выйти из прерывания

Ссылки, необходимые для выполнения 6-й лабораторной (контрольной работы):

o http://www.codenet.ru/progr/dos/int_0026.php

o http://frolov-lib.ru/books/bsp/v01a/ch1_5.htm

o http://www.codenet.ru/progr/dos/

o http://frolov-lib.ru/books/bsp/v01a/ch1_4.htm

09.12.2011 Практика + лекционная часть по 6-й лабораторке

Дата добавления: 2014-01-06