Информатика и вычислительная техника
Многопроцессорные вычислительные системы
Многопроцессорные вычислительные системы (МПВС) строятся путем комплексирования нескольких процессоров, работающих с общим полем оперативной памяти и общим набором периферийных устройств (рис. 12.7). Параллельная работа процессоров и распределение общих ресурсов ОП обеспечиваются под управлением общей операционной системы ОС.
По сравнению с ММВС здесь достигаются более высокая оперативность взаимодействия процессоров и более быстрая реакция на ситуации, возникающие как внутри системы, так и во внешней среде. По этой причине МПВС обеспечивают наиболее реальный путь построения вычислительных систем сверхвысокой производительности.
Однако МПВС имеют и существенные недостатки. Они, в первую очередь, связаны с использованием ресурсов общей оперативной памяти. При большом числе комплексируемых процессоров возможно возникновение конфликтных ситуаций, когда несколько процессоров обращаются одновременно к одним и тем же областям памяти. Кроме того, помимо процессоров к общей ОП подключаются также через каналы ввода - вывода многочисленные устройства ПУ. От того, насколько удачно решаются проблемы коммутации периферийных устройств и доступа к общей ОП, зависит эффективность применения МПВС.
251
Рис. 12.7. Структура многопроцессорной вычислительной системы
В многопроцессорных вычислительных системах получили дальнейшее развитие идеи параллелизма в обработке информации. В общем случае этот процесс, как известно, сводится к воздействию определенной последовательности команд (потока команд) на соответствующую последовательность данных (поток данных). Если в системе параллельно присутствуют независимые (несвязные) потоки команд или данных, то говорят о множественности таких потоков.
Исходя из возможности существования одиночных и множественных потоков команд и данных, все системы параллельной обработки по своей структуре могут быть разбиты на четыре класса:
- - системы с одиночным потоком команд и одиночным потоком данных (ОКОД);
- - системы с одиночным потоком команд и множественным потоком данных (ОКМД);
- - системы с множественным потоком команд и одиночным потоком данных (МКОД);
- - системы с множественным потоком команд и множественным потоком данных (МКМД).
