Презентация на тему Многопроцессорные вычислительные системы

Для достижения цели нужно решить следующие задачи:
- изучить понятие

многопроцессорных вычислительных систем. Историю их появления
- рассмотреть специфику многопроцессорных вычислительных систем
- изучить многопроцессорные вычислительные системы с общей шиной
- рассмотреть многопроцессорные вычислительные системы с многовходовыми модулями ОП

многопроцессорные вычислительные системы
Для исследования были проанализированы такие источники, как:

Питолин А.В.  Организация взаимодействия устройств ЭВМ с использованием функций WIN32 API: Учеб. пособия. - Воронеж: ВГТУ, 2009; Компьютерные системы и сети: Учеб. пособие /В.П. Косарев и др. М.: Финансы и статистика, 2009. 431 с. и др.

многопроцессорных вычислительных систем. История их появления

Сильно-связанные вычислительные системы или многопроцессорные

вычислительные системы (МПВС) основаны на объединении процессоров на общем поле оперативной памяти. Это поле называется разделяемой памятью (Shared Memory). Управление обеспечивается одной общей операционной системой.

появления в 70-е годы первого суперкомпьютера семейства CRAY-1.

Аналогичный принцип

работы с данными был реализован в самой производительной машине своего времени ILLIAC IV (1972). Если процессор, используя одну команду, может выполнять действия над векторами, то его называют векторным процессором. Впоследствии Сеймур Крей использовал векторные принципы при разработке своих суперкомпьютеров, начиная с Сгау-1.

с общей памятью с распределенной обработкой данных и прерываний

ввода-вывода. Она полностью симметрична; т. е. все процессоры функционально идентичны и имеют одинаковый статус, и каждый процессор может обмениваться с каждым другим процессором.

Симметричность имеет два важных аспекта: симметричность памяти и ввода-вывода.
Память симметрична, если все процессоры совместно используют общее пространство памяти и имеют в этом пространстве доступ с одними и теми же адресами. Симметричность памяти предполагает, что все процессоры могут исполнять единственную копию ОС.

с общей шиной
В МПВС с общей шиной (Shared Memory Proccessing

— мультипроцессоры с разделением памяти, SMP-архитектура) все функциональные модули (процессоры П1, П2, ..., ПМ, модули памяти МП1, МП2, .... МПК, устройства ввода-вывода УВВ1, УВВ2, .... УВВМ) подсоединены к одной общей шине межмодульных связей, ширина которой может быть от одного бита до нескольких байтов.

система характеризуется относительно низкой функциональной сложностью и невысокой стоимостью;
-

в системе легко осуществляется реконфигурация структуры путем добавления или удаления функциональных модулей.

Недостатки таких систем:
- ограничение производительности системы пропускной способностью общей шины;
ухудшение общей производительности системы при ее расширении путем добавления модулей;
потери производительности системы, связанные с разрешением конфликтов, которые возникают в случае, когда несколько модулей одновременно претендуют на занятие общей шины для передачи информации.
отказ общей шины приводит к выходу из строя всей системы.

шины является одним из распространенных способов построения не только

многопроцессорных, но и многомашинных вычислительных комплексов небольшой мощности.

многомашинные системы
В МПВС с многовходовыми модулями ОП или симметричных

МПВС взаимные соединения выполняются с помощью индивидуальных шин, подключающих каждый процессор и каждое устройство ввода-вывода к отдельному входу оперативной памяти. Для этого необходимо, чтобы модули ОП имели по несколько входов и снабжались управляющими схемами для разрешения конфликтов в случаях, когда два или более процессора или устройства ввода-вывода требуют доступа к одному и тому же модулю памяти в пределах одного временного цикла.

значительно выше, чем в МПВС с общей шиной;
- система

может работать и в режиме однопроцессорной конфигурации.

Недостатки таких систем следующие:
- большое число линий связи и разъемов, усложняющих конструкцию системы и снижающих ее надежность;
- оперативная память, составленная из многовходовых модулей, является дорогостоящей.