Лекция номер 12

ХАРАКТЕРИСТИКИ НА МНОГОПРОЦЕСОРНИ СИСТЕМИ.

Допълнителни принципи за изграждане на мулти-MPS.

Изграждането на многопроцесорни MPS се основава на три допълнителни принципа, в допълнение към петте, използвани при изграждането на MPS. Най-важният от тях е принцип на децентрализация, състоящ се в разпределението на системните функции между елементите в пространството и времето.

Съпроцесорите са пример за разпределение на функциите в пространството. Функциите, които не са включени в MP (умножение, деление и т.н.), се възлагат на съпроцесора. За да се осигури копроцесорен достъп до операндите, съхранявани в паметта, се използва директен достъп до паметта. В този случай обикновено се избира режим мултиплекс, тъй като в този случай MP и съпроцесорът могат да се разглеждат като почти еднакви елементи. Контролерът, осигуряващ директен достъп до съпроцесор, се нарича по различен начин - арбитър на магистрала. Основната задача на съпроцесора е бърз изпълнение на специални функции, обикновено въз основа на табличен метод, базиран на определен капацитет за съхранение (този метод беше обсъден в лекциите по-рано). Най-често се използват специални съпроцесори, например за разширяване в серия на Фурие и др.

Пример за разпределение на функциите във времето е метод на тръбопровода обработка (виж фиг. 12-1), при която последователната верига от процесори извършва операции, специализирани за всеки от тях, водещи в крайния резултат до пълната обработка на оригиналните операнди. Конвейерният метод увеличава производителността на системата само когато има хомогенен масив от обработени входни данни.

Вторият най-важен принцип за изграждане на мулти-MPS е принцип на йерархията. За стабилното функциониране на системата един от нейните елементи трябва да бъде мениджърът, за да разпределя функции в системата и да координира работата на други елементи.

Третият принцип е принцип на хомогенност. Всички функционално идентични елементи на системата трябва да бъдат от един и същи тип. Нехомогенността на системата води до появата на допълнителни проблеми на координацията на елементи в информационно-логически, електрически и конструктивни параметри, което не е икономически изгодно и се отразява негативно на производителността (загуба за координация).

Видове мулти-MPS структури.

Помислете за типичните структури за изграждане на мулти-MPS.

Общ автобус. Абстрактно представяне на структурата и нейното изпълнение при изграждане на локална мрежа от персонални компютри като Ethernet "10Base-2" е дадено на Фигура 12-2.

Всички компютри са свързани към гръбнака чрез специализирани интерфейси, т.нар мрежови карти (SK), прилагайки метода на организацията на комуникация, характерен за тази структура - метод за мрежов достъп. Гръбнакът е сериен и се осъществява чрез коаксиален кабел от типа RG-58. Мрежовите карти на различни компютри са свързани през багажника помежду си с помощта на Т-образни съединители - съединители. Крайните съединители са снабдени със съответстващи щепсели - терминатори (T), - осигуряване на съвпадение на вълновите свойства на линията, което намалява отраженията на сигнала от краищата.

Линейна структура. Абстрактно представяне на структурата е показано на Фигура 12-3. Прилага се като изпълнение шлюз на отделен компютър, свързан към две различни мрежи чрез две мрежови карти.

Мрежа или матрична структура. Първият е показан на фигура 12-5, вторият е показан на фигура 12-6. Служат за изграждане на мулти-MPS, базирани на паралелни изчисления (матрични процесори). Ако мрежата е адаптивна към структурата на задачите, тя се извиква преструктуриран.