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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
  1. 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