易學筆記-系統分析師考試-第6章 系統配置與效能評價/6.6 多處理機系統/6.6.1 多處理機系統概述
- 多處理機系統
- 概述:指的是兩個或者兩個以上的處理機,在作業系統的統一控制下,共享I/O子系統、共享主存、共享網路,協調求解一個複雜問題,從而提高系統的可靠性、適應性和可用性
多處理機和並行處理機的比較
並行處理機:屬於SIMD,一個控制器,多個處理單元,處理單元做相同的運算,只是資料不一樣而已
具體的比較
結構靈活性
並行處理機
針對固定演算法設定(例如陣列)
處理單元多,只要設定有限個處理機的互聯互通即可實現併發性計算
多處理機
能適應多演算法
靈活多變的結構實現處理機的互聯互通
解決資源共享問題
程式並行性
並行處理機
一級並行
並行性容易識別
程式容易實現
多處理機
任務級並行
並行性不容易識別
程式不容易實現
並行任務派生
概念:任務開始執行時就能派生出與它並行的其它任務
並行處理機
由指令本身啟動多個處理部件併發工作
多處理機
需要專門的指令實現併發關係和控制併發執行
程序同步
並行處理機
在一個控制器下,所有處理機執行共同的指令操作,不存在同步問題
多處理機
不同的處理機在不同的時刻可能存在著執行不同的指令,這就存在同步問題
資源分配和進度排程
並行處理機
由於處理機數目固定,程式通過設定處理機狀態(活動或者非活動)實現處理機對資源的使用
多處理機
處理機數目沒有固定要求,當前活動的處理機在不同時間點也不一樣,所以存在資源分配和程序排程的問題,這直接影響著系統的執行效率
多處理機系統的分類
按記憶體訪問方式不同分為兩類
共享儲存方式
共享內容包括:
共享儲存器(SM:Shared Memory)
共享網路
共享公共資訊和引數
處理模型圖:
對應處理機系統(也稱為緊耦合系統)
組成
可自帶區域性儲存器、自帶Cache
儲存器模組採用流水工作方式
分類
同構
異構
對稱
非對稱
常見組合
同構對稱
異構非對稱
特點
容易管理
資源利用率高
程式容易實現, 不需要手工資料劃分
適合大程式
常用於多使用者的一般應用和分時應用
處理機數量有效,不利於擴充套件
舉例:SMP系統
分散式儲存方式
內容包括
每個處理機獨佔本地資源(LM:Local Memory)
各個處理機網際網路絡
處理模型圖:
對應處理機系統(也稱為鬆耦合系統)
組成
每個處理機帶有一個LM(Local Memory)、I/O裝置
各個處理機通過網路相連
特點
結構靈活、容易擴充套件
處理機之間資料傳送複雜
任務動態分配複雜
軟體可繼承性差
適合粗粒度的平行計算
舉例:MPP系統